Как продлить срок службы свинцово-кислотной батареи?

Хотя высококачественные батареи стоят дороже, но они также более надежны, а их более длительный срок службы позволяет в долгосрочной перспективе окупить вложения.

То, как долго они прослужат, напрямую связано с тем, как они используются. Простое знание того, что вы должны и чего не должны делать с батареей, спасет ваши деньги — особенно если ваша батарея большой емкости. Давайте посмотрим на батареи и на пять простых способов продлить их жизнь…

В этой статье мы рассмотрим основные причины преждевременного выхода из строя батарей, их — несколько:

1. Аккумулятор разряжен и не заряжается

2. Постоянное хроническая недозарядка

3. Перезарядка

4. Зарядка слишком большим током

5. Игнорирование соображений температуры

Эта статья посвящена именно свинцовым батареям.  Есть также много других типов батарей, таких как литиевые, но эта статья-  именно о свинцовых.

Чтобы понять, что происходит внутри батареи, нам нужно знать, как она устроена, и что происходит, когда мы разряжаем и перезаряжаем ее.

Напряжение одной ячейки свинцово-кислотного аккумулятора равно примерно 2 В. Поэтому в 12-вольтовой батарее имеется шесть таких элементов — каждый из которых содержит две свинцовые пластины, которые погружены в разбавленную серную кислоту (электролит) — которая может быть либо жидкой, либо в виде геля. Оксид свинца не является твердым, и должен иметь большую площадь, и поэтому его делают сетчатым. Пористость свинца в этом состоянии делает его максимально доступным для электролита, что позволяет относительно легко протекать химической реакции по всей толщине пластины, поскольку батарея выполняет свою задачу хранения и выделения энергии.

Эта химическая реакция довольно сложна, но нам нужно иметь в виду только несколько вещей: при разрядке батареи серная кислота высвобождается из электролита и объединяется со свинцовыми пластинами с образованием сульфата свинца.  И наоборот — зарядка батареи заставляет сульфат покидать свинцовые пластины и снова возвращаться в электролит. Второе, что нам нужно заметить, это то, что если зарядное напряжение слишком высокое или поддерживается слишком долго, начинается другая химическая реакция: вода в электролите разлагается на кислород и водород —  и электролит выкипает.

Разложение воды в электролите на кислород и газообразный водород (электролиз) является нормальным явлением на последних этапах зарядки аккумулятора, но обычно оно весьма ограничено. Аккумуляторы с жидким электролитом требуют периодического наполнения (долива дистилированной) водой для поддержания уровня электролита. Аккумуляторы, не требующие обслуживания, не требуют долива — на самом деле их невозможно доливать, потому что они герметично запечатаны. Герметизация батареи предотвращает выход водорода и кислорода. вместо этого они рекомбинируют под давлением, газы улавливаются и повторно поглощаются во время цикла разряда. Такие батареи снабжены клапаном сброса давления в случае чрезмерного выделения газа — вызванного зарядкой при слишком высоком напряжении.  Мы рассмотрим это позже.

Управляемое движением электронов, циклическое прохождение туда-сюда сульфата между свинцовыми пластинами и электролитом звучит довольно просто — так что же может пойти не так? 

Вот основные причины:

1. Губчатые свинцовые пластины могут быть покрыты твердым слоем кристаллов сульфата свинца, который препятствует доступу электролита к пластинам. Это состояние называется сульфатацией — в конечном итоге оно уменьшает емкость аккумулятора.
2. Структура свинца разрушается в процессе эксплуатации и этот износ пластин известен как «выпадение». 
3. Электролит — в виде жидкости или геля — разлагается и теряется в виде газа. Электролит является агентом для химической реакции — когда он отсутствует или его уровень сильно понижен, батарея не может нормально работать.

Это основные проблемы, которые приводят либо к недопустимой потере емкости батареи, либо к невозможности накапливать или выделять энергию вообще. Но есть и другие причины…

Что особенно важно понимать, любая из трех выше перечисленных причин тянет одна другую…

И сразу понимать — есть несколько способов уничтожить даже совершенно новую батарею за неделю или меньше — и это те причины, которые мы описали выше.

Но прежде чем мы это сделаем, давайте установим несколько общих правил использования нашей батареи, не уменьшающие срок ее службы:

• При выборе батареи (емкости) для нашей работы, помните, что она будет служить дольше, если она никогда не разрядится более чем на половину ее емкости … другими словами, она никогда не разряжается ниже 50% (SOC).
• Частично разряженные батареи следует перезарядить как можно скорее. Повреждение может быть вызвано тем, что они оставлены в состоянии частичного заряда … чем ниже уровень заряда; и чем дольше батарея остается в разряженном состоянии — тем больше ущерб.
• Для аккумулятора безопасен цикл работы между 50% SOC и 80% SOC — это тоже весьма эффективно.  Но этот способ использования не может продолжаться в течение длительных периодов. Перезарядка разряженной батареи до уровня заряда 80% может быть достигнута быстро, но для возврата батареи до 100% заряда заряда требуется гораздо больше времени, поскольку скорость, с которой она может принимать заряд, значительно снижается по мере приближения к полной зарядке. Важно обеспечить необходимое время зарядки, чтобы аккумулятор смог восстановить 100% -ный уровень заряда не реже одного раза в 30 циклов — это ежемесячно для аккумулятора, который используется каждый день. Для этого есть несколько причин, о которых мы расскажем чуть позже.

Слишком глубокая разрядка и оставление батареи разряженной

Худшее обращение с аккумулятором (кроме получения опасно высокого зарядного напряжения) — это полностью разрядить аккумулятор и не зарядить его снова.

Что происходит, когда батарея глубоко разряжена — особенно ниже 20%? Пластина свинца будет механически повреждена из-за обширного образования кристаллов серы, которые разрывают структуру свинца.  Часть материала ослабевает и начинает отпадать. Этот процесс разложения будет происходить в любом случае по мере старения батареи, но глубокая разрядка батареи значительно ускоряет этот процесс.

Что проходит в результате слишком глубокого разряда? Если батарею оставить в разряженном состоянии, то крошечные кристаллы сульфата, которые образовались, начинают расти. Сульфат на поверхности пластин начинает затвердевать — в конечном итоге они превращаются в непроницаемое твердое белое покрытие вокруг свинцовой пластины, которое закупоривает поверхность материала — и значительно препятствует диффузии ионов, которые управляют химическим процессом. На этом этапе емкость батареи и ее способность принимать или высвобождать энергию будут настолько медленными, что она не сможет выполнять работу, для которой она была выбрана.

Этот вид повреждения батареи происходит, когда, например, фары машины оставлены включенными, и она остается неиспользованным в течение нескольких дней или недель . .. или если аккумулятор оставлен на полке в мастерской в ​​течение нескольких месяцев, и он разрядился. Почти несомненно, в обоих случаях батарею придется утилизировать.

Если какое-либо из повреждений обратимо, его можно устранить, перезарядив батарею обычным способом (если перезарядится), а затем применив выравнивающий заряд, пока напряжение батареи не достигнет 16 В или 17 В (для батареи 12 В). ) в течение, скажем, трех часов. Это заставит сульфатированные участки пластины выпустить сульфат обратно в электролит. Успех не гарантируется, и почти во всех случаях будет иметь место постоянная потеря емкости.

Будьте очень осторожны, внимательно следите за аккумулятором при этих высоких напряжениях зарядки, так как это также приведет к разделению электролита на газы.

Зарядка аккумулятора слишком большим током.

Аккумулятор следует заряжать током не более 20% от его емкости. Например, если батарея имеет номинал 100 ампер / час, ее максимальный ток зарядки не должен превышать 20 ампер.  Разряженная батарея способна в течение короткого времени принимать гораздо более высокие скорости зарядки, но такого рода зарядку следует избегать. Например, генераторы с высокой выходной мощностью, по-видимому, обещают очень эффективную и быструю перезарядку батареи, но высокие токи заряда разрушают свинцовые пластины, что приводит к потере материала пластины и ускорению старения.

Сначала это «только» уменьшает емкость батареи, а затем, когда на дне аккумулятора накапливается частицы свинца, в конечном итоге положительная и отрицательной пластины соединятся вместе, создав короткое замыкание, и этот элемент не будет функционировать. Батарея потеряет напряжение от этого элемента (выход из строя других элементов не будет далеко позади).

Обостряющим фактором при слишком быстрой зарядке батареи является то, что быстрая зарядка повышает температуру батареи. Контролируемый цикл зарядки для конкретной батареи — напряжения, при которых она заряжается во время каждой из трех ее фаз зарядки — рассчитаны исходя из предположения, что температура батареи составляет 20ºC (обычно), при более высоких температурах напряжения заряда должны быть уменьшены.  Невыполнение снижения зарядных напряжений приводит к большему повреждению свинцовой пластины и выделению газа (электролизу), что приведет к быстрому снижению количества электролита в батарее. В герметичных батареях проблема, во всяком случае, еще хуже: нагнетательные клапаны будут выпускать газ, чтобы избежать разрыва корпуса батареи, и потерянный электролит не может быть заменен.

Стоит отметить, что не все аккумуляторы одинаковы и что некоторые, например аккумуляторы со спиральными элементами, могут выдерживать эффект быстрой зарядки лучше, чем другие.

Повторная ошибка при полной зарядке аккумулятора

Большинство из нас следят за состоянием заряда батареи грубым методом «наблюдения за напряжением батареи». Например, в установке быстрой зарядки, показанной выше, напряжение поднимается так быстро, что у нас возникает иллюзия, что наша батарея полностью заряжена, и поэтому мы можем завершить цикл зарядки, полагая, что заряд завершен. Хотя батареи, заряженные и разряженные таким образом, на самом деле являются более «эффективными» , короткие циклы зарядки приводят к постоянной недостаточной зарядке.  Повторный недозаряд вызывает три проблемы:

1. Недостаточно заряженная аккумуляторная пластина не вернула все свои сульфаты в электролит. Как отмечалось ранее, кристаллы сульфата, оставленные на некоторое время, начинают формировать твердое покрытие — сульфатирование. Мы уже упоминали, что это покрытие снижает емкость аккумулятора, но также приводит к повышению устойчивости к зарядке, что требует гораздо более длительного времени зарядки … что, в свою очередь, увеличивает вероятность недозарядки, что приводит к дальнейшему сульфатированию. Это круг разрушения, который мы должны разорвать.
2. Расслоение электролита — эта причина, которую мы еще не упомянули, — она происходит, когда электролит остается статичным и «не смешанным» в течение длительного периода. Кислота, будучи более плотной, чем вода, попадает на дно электролита и будет оставаться там, пока электролит не будет перемешан каким-либо образом. Такое возбуждение может возникнуть, когда транспортное средство или лодка, в которой установлена ​​батарея, начинает двигаться или катиться.  В статической установке электролит смешивается только тогда, когда во время зарядки достигается газообразное напряжение, и пузырьки газа, поднимаясь через электролит, тщательно перемешивают его. Расслоенный электролит слабее вверху и сильнее внизу, в результате чего на свинцовых пластинах происходит большая часть химической реакции.
3. Наконец — мы упомянули, что в 12-вольтовой батарее шесть элементов. Эти элементы никогда не бывают абсолютно идентичными — некоторые будут иметь меньшую емкость, а некоторые будут заряжаться медленнее. Важно убедиться, что все ячейки периодически достигают полной зарядки, чтобы они были в гармонии друг с другом — если они этого не делают, ячейки, которые немного уступали в производительности, постепенно становятся хуже: их емкость снижается, скорость при то, что они могут быть перезаряжены, становится медленнее, и они начинают все больше отставать в производительности по сравнению с другими ячейками. Этот процесс приведения ячеек к гармонии называется выравниванием.

Перезарядка:

Чрезмерная зарядка часто возникает, когда батарея «хранится», пока она еще подключена к зарядному устройству. Невозможно принять больше энергии, вода в электролите разлагается на водород и кислород. Уровень электролита опустится ниже уровня пластин, что приведет к непоправимому повреждению этой части пластины — и в конечном итоге батарея полностью высохнет.

Вместо того, чтобы оставлять аккумулятор на непрерывной зарядке во время хранения, лучше оставить его отключенным и заряжать его каждую неделю или две, чтобы восполнить энергию, потерянную в результате саморазряда.

Температура

Каждый тип батареи — батарея Deep Cycle / стартерная / гелевая /  AGM — имеет немного разные требования к зарядке и «алгоритм зарядки». Эти алгоритмы зарядки определяют напряжение, которое должно быть достигнуто до перехода на новую фазу зарядки. Отклонение от этих заданных пределов — даже на несколько процентов — оказывает существенное влияние на то, завершит ли батарея свой цикл перезарядки.  И, как мы обсуждали выше, как недостаточная, так и избыточная зарядка ускоряют процесс старения или сокращают срок службы батареи.

Чтобы установить алгоритм зарядки для батареи, следует предположить, что батарея будет иметь стандартную температуру окружающей среды — а стандартная температура обычно составляет 20 °C. Но, конечно, эта температура часто неуместна — батареи, используемые в тропиках или в полярных регионах, будут храниться при температурах, совершенно отличных от предполагаемого стандарта; батареи, установленные в горячих машинных отделениях, часто испытывают температуру 50 °C и температура быстро заряжаемых батарей также резко возрастет по сравнению с температурой окружающей среды.

Важно, чтобы зарядное устройство батареи обладало способностью воспринимать температуру батареи и применяло температурную компенсацию к своему зарядному напряжению. Например, аккумулятор, температура которого составляет 30 °C в начале цикла зарядки, может подняться еще на 10 °C во время зарядки.  Напряжение заряда для этой батареи должно быть уменьшено на 0,5 В, чтобы избежать повреждения батареи, особенно батарей, которые особенно уязвимы для высоких зарядных напряжений, таких как гель или AGM.

Еще одна вещь — при более высоких температурах батареи подвергаются ускоренному химическому разложению — каждые 10 °C повышение температуры выше предполагаемой рабочей температуры вдвое сокращает ожидаемый срок службы батареи.

В итоге:

При выборе аккумулятора убедитесь, что он подходит для работы, которую он должен выполнять: запуск двигателя или глубокий разряд; резервное питание. Убедитесь, что аккумуляторная батарея способна выполнять свои задачи. 

На практике для долгой жизни это означает, что емкость должна быть примерно в четыре раза больше расчетной. 

Убедитесь, что рабочие циклы батареи включают период, когда батареи могут медленно доводиться до 100% состояния зарядки и оставлено время, превышающее это, чтобы элементы могли выравниваться.  Это должно быть по крайней мере один раз каждые 30 циклов. 

Установка устройства автоматического отключения нагрузки, чтобы предотвратить разрядку батареи ниже, скажем, 20% SOC, может быть лучшей инвестицией, которую вы можете сделать. 

Сульфатирование: свинец и диоксид свинца вступают в реакцию с серной кислотой с образованием сульфата свинца — небольших кристаллов, которые легко превращаются обратно в свинец, диоксид свинца и серную кислоту. Через некоторое время некоторое количество сульфата свинца не восстанавливается, а образует стабильное кристаллическое покрытие, которое больше не растворяется при перезарядке. Сульфатация может быть уменьшена, если батарея полностью перезаряжается после цикла разрядки. Сульфатированные батареи имеют меньше свинца, меньше серной кислоты, блокируют поглощение электронов, что приводит к снижению емкости батареи, и могут выдавать только часть своего нормального тока разряда. 

Лучший способ предотвратить такое явление — обеспечить периодическую полную зарядку аккумулятора.

Рекомендуется следовать этим  положениям — и тогда ваш АКБ прослужат долго…

Киев, Одесса, Днепропетровск, Харьков, Запорожье

• Главная
• →
  АККУМУЛЯТОРЫ
• →
  Кислотные аккумуляторы
• → Найдено 574 товаров

Фильтр товаров

Ваш подбор:

Кислотные

Интернет-магазин АКБмаркет специализируется на продаже автомобильных аксессуаров для транспортных средств мировых брендов. У нас имеется широчайший ассортимент кислотных батарей по приемлемым ценам.

В каталоге компании представлены следующие категории товаров:

• Свинцово-кислотные и другие аккумуляторы;
• Масла;
• Зарядные приспособления.

Все свинцово-кислотные АКБ перед поступлением в продажу тщательно контролируются в плане соответствия существующим стандартам. Все товары отличаются высокими качественными характеристиками, долговечностью и надежностью. Все предлагаемые изделия сформированы по специфике, что удобно при выборе нужного изделия. Дополнительно сэкономить время клиента позволяет специальный фильтр на сайте, дающий возможность найти требуемую позицию за несколько секунд.

Подробнее о свинцово-кислотных аккумуляторах

Наш интернет-магазин реализует АКБ от лучших производителей. Указанный тип пускового устройства представляет собой вторичный источник тока, образовывающегося путем возникновения реакции окисления и восстановления. При этом они проходят между электродами и электролитом, в качестве которого используется раствор серной кислоты с водой.

Свинцово-кислотные модели для машины содержат жидкий электролит, бывают обслуживаемого либо необслуживаемого типа. В первом случае аккумуляторная батарея оснащается свинцовыми пластинами с добавлением мышьяка и сурьмы. Подобные модели довольно сложны в обращении, требуют высокого расхода воды. Гибридные вариации с кальцием проще в эксплуатации, а необслуживаемые модификации работают без дополнительного вмешательства весь срок службы. Их единственный минус — плохое реагирование на практически полный заряд при минусовой температуре.

Ассортимент и обслуживание

Наш интернет-магазин сотрудничает с ведущими поставщиками напрямую. В каталоге представлены кислотно-свинцовые АКБ от следующих брендов:

1. Varta
2. Bosch
3. Forse
4. Rombat
5. Yuasa
6. Amega и другие.

Мы обеспечиваем доставку по Украине, включая Киев, Харьков, Днепр, Запорожье, Одесу, Мариуполь, Хмельницкий и прочие областные центры страны.

Среди преимуществ:

• Вы можете купить новый кислотный аккумулятор для авто, мотоциклов, водной техники.
• У нас доступные цены, имеются специальные и акционные предложения.
• Качество реализуемой продукции подтверждено соответствующей документацией.
• К каждому заказчику применяется персональный подход, независимо от объема закупок.
• Выдается гарантийный талон на все изделия.
• Реализуем товар оптовыми партиями и в розницу.
• Удобный способ оплаты с возможностью возврата денег или обмена, если АКБ не соответствует заявленным параметрам.

Как оформить покупку?

Купить свинцово-кислотную батарею для автомобиля на нашем сайте доступно в несколько кликов:

1. Выбираете изделие, помещаете его в корзину.
2. Заполняете анкету заказа.
3. Подтверждаете приобретение товара.

Все дополнительные рекомендации и пожелания оставляйте в разделе «комментарий». В случае возникновения сложностей при выборе или оформлении покупки, воспользуйтесь услугами консультантов. «Горячая линия» дает возможность решить любую проблему, касающуюся сотрудничества с нами.

Все категории товаров, включая кислотно-свинцовые аккумуляторы, имеются в наличии, что позволяет оперативно организовать доставку товара быстро в любой регион Украины (Черновцы, Суммы, Полтава, Херсон, Львов и остальные). Доставка осуществляется транспортными компаниями, которые давно работают с нами, отличаются надежностью и оперативностью.

Действующие способы оплаты:

1. Перечисление суммы на банковскую карту.
2. Наложенный платеж в офисе перевозчика.
3. Выдача денег курьеру.
4. По безналичному расчету.

Резюмируя

За время своей деятельности интернет-магазин АКБмаркет организовал прямые поставки от лидирующих европейских и отечественных изготовителей автомобильных аксессуаров. Дополнительно нашу положительную репутацию подтверждают соответствующие отзывы клиентов. Мы избавим заказчика от необходимости поиска поставщика, переплаты посредникам и длительного ожидания заказа.

↑

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов и способы их зарядки

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов (PbSO4)

• Залитые
• Герметичный или VRLA (свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном)
  • AGM (впитывающий стеклянный мат)
  • Гель (гелевые электролиты)

Контроллеры Morningstar были разработаны для свинцово-кислотных аккумуляторов, которые были первыми из когда-либо созданных перезаряжаемых аккумуляторов и по сей день являются наиболее распространенными аккумуляторами на рынке. Из-за низкой стоимости и высокой удельной мощности свинцово-кислотные аккумуляторы остаются востребованными в качестве стартерных аккумуляторов. Однако, поскольку они также имеют низкое отношение энергии к весу и энергии к объему, их часто выбирают для стационарных приложений, а не для мобильных и портативных приложений, таких как электромобили или ручные инструменты. Технологии свинцово-кислотных аккумуляторов должны продолжать широко использоваться для автономных солнечных батарей в ближайшие годы.

На рынке доступны две категории свинцово-кислотных аккумуляторов: Герметичные и Залитые .

Залитые аккумуляторы

Залитые аккумуляторы позволяют жидкости в виде газообразного водорода и кислорода выходить во время зарядки и требуют большего обслуживания, чем герметичные аккумуляторы. Залитые батареи также могут быть чрезмерно заряжены с меньшим риском повреждения, чем герметичные батареи. Воспользовавшись этой функцией, залитые батареи могут периодически получать чрезмерную зарядку, чтобы лучше «выравнивать» элементы батареи, чтобы элементы, которые могут работать плохо, можно было регулярно доводить до полного состояния заряда. Обслуживание залитых свинцово-кислотных аккумуляторов позволяет им прослужить дольше, чем герметичные аккумуляторы.

Герметичные

Герметичные аккумуляторы являются синонимами VRLA, потому что обычно аккумуляторы герметичны, но если зарядка или разрядка осуществляются достаточно высоко, давление повышается, и клапан позволяет газу выйти. AGM или гель удерживают батареи от испарения, поэтому им не нужна вода, и поэтому их также называют «необслуживаемыми». Кроме того, AGM и гель удерживают электролит в смеси с водой, поэтому он не оседает на дно, что называется расслоением. Это устраняет необходимость энергичной выравнивающей зарядки, которая помогает смешивать электролит с водой в залитых батареях.

Аккумуляторы AGM и Gel хороши для автономных приложений, где предпочтительна автономная работа в течение нескольких дней, а скорость зарядки, скорее всего, останется низкой. Вода внутри батареи с меньшей вероятностью замерзнет, ​​поскольку она не отделяется от электролита, что означает, что герметичные батареи предпочтительнее при более низких температурах. Кроме того, гелевые батареи немного лучше оснащены, чем AGM, для работы как при очень высоких, так и при очень низких температурах.

4-ступенчатая зарядка для свинцово-кислотных аккумуляторов:

Контроллеры Morningstar MPPT и PWM используют 4-этапный алгоритм зарядки аккумулятора для быстрой, эффективной и безопасной зарядки аккумулятора. На следующем графике показана последовательность этапов.

Этап групповой зарядки

Во время групповой зарядки батарея не находится в состоянии 100% заряда, а напряжение батареи еще не достигло заданного значения напряжения поглощения. Контроллер будет поставлять 100% доступной солнечной энергии для перезарядки аккумулятора.

Ступень поглощения

Когда батарея перезаряжена до уставки напряжения абсорбции, для поддержания напряжения батареи на уровне уставки абсорбции используется стабилизация напряжения. Это предотвращает нагрев и чрезмерное газовыделение батареи. Аккумулятору дают полностью зарядиться при заданном значении напряжения абсорбции. Зеленый светодиод SOC будет мигать один раз в секунду во время абсорбционной зарядки.

Аккумулятор должен оставаться на стадии абсорбционной зарядки в общей сложности 120–150 минут, в зависимости от типа батареи, прежде чем произойдет переход на стадию плавающего режима. Однако время абсорбции будет увеличено на 30 минут, если напряжение батареи разрядится ниже 50 вольт накануне вечером.

Заданное значение поглощения компенсируется температурой, если имеется внутренний датчик температуры или подключен RTS.

Стадия плавающего режима

После того, как аккумулятор полностью заряжен на этапе абсорбции, ProStar MPPT снижает напряжение аккумулятора до уставки напряжения плавающего режима. Когда батарея полностью заряжена, химических реакций больше не может быть, и весь зарядный ток превращается в тепло и выделение газов. Плавающая ступень обеспечивает очень низкую скорость поддерживающей зарядки, уменьшая при этом нагрев и выделение газа полностью заряженной батареи. Целью поплавка является защита аккумулятора от долговременного перезаряда. Зеленый светодиод SOC будет мигать один раз каждые две (2) секунды во время подзарядки.

После перехода в плавающую стадию нагрузки могут продолжать потреблять энергию от батареи. В случае, если нагрузка(и) системы превысит ток заряда солнечной батареи, контроллер больше не сможет поддерживать батарею в заданном значении Float. Если напряжение батареи остается ниже уставки Float в течение совокупного 60-минутного периода, контроллер выйдет из стадии Float и вернется к зарядке Bulk.

Плавающая уставка компенсируется температурой, если имеется внутренний датчик температуры или подключен RTS.

Стадия выравнивания

Определенные типы батарей нуждаются в периодической ускоренной зарядке для перемешивания электролита, выравнивания напряжения элемента и завершения химических реакций. Уравнительная зарядка поднимает напряжение батареи выше стандартного напряжения поглощения, так что электролит испаряется. Зеленый светодиод SOC будет быстро мигать два (2) раза в секунду во время выравнивающей зарядки. Продолжительность уравнительного заряда определяется выбранным типом батареи для используемого контроллера. Время выравнивания определяется как время, затрачиваемое на уставку выравнивания. Если тока заряда недостаточно для достижения напряжения выравнивания, выравнивание прекратится через определенный период времени, когда напряжение батареи превысит уставку напряжения поглощения. Это делается для того, чтобы избежать чрезмерного газообразования или перегрева батареи. Если батарее требуется больше времени для выравнивания, можно запросить выравнивание с помощью измерителя TriStar или кнопки для продолжения в течение одного или нескольких дополнительных циклов выравнивания.

Уставка выравнивания компенсируется температурой, если имеется внутренний датчик температуры или подключен датчик RTS.

Зачем выравнивать?

Обычные циклы выравнивания часто имеют жизненно важное значение для производительности и срока службы батареи, особенно в солнечной системе. При разряде батареи расходуется серная кислота и на пластинах образуются мягкие кристаллы сульфата свинца. Если батарея остается в частично разряженном состоянии, мягкие кристаллы со временем превратятся в твердые кристаллы. Этот процесс, называемый «сульфатированием свинца», приводит к тому, что кристаллы со временем становятся более твердыми и их труднее превратить обратно в мягкие активные материалы. Сульфатация из-за хронического недозаряда батареи является основной причиной выхода из строя батарей в солнечных системах. Помимо снижения емкости аккумулятора, накопление сульфатов является наиболее частой причиной коробления пластин и растрескивания решеток. Аккумуляторы глубокого разряда особенно подвержены сульфатации свинца.

Обычная зарядка батареи может преобразовать сульфат обратно в мягкий активный материал, если батарея полностью заряжена. Однако солнечная батарея редко перезаряжается полностью, поэтому мягкие кристаллы сульфата свинца со временем затвердевают. Только длительный контролируемый перезаряд или выравнивание при более высоком напряжении может обратить вспять затвердевание кристаллов сульфата.

Когда выравнивать?

Идеальная частота выравниваний зависит от типа батареи (свинцово-кальциевая, свинцово-сурьмяная и т.д.), глубины разрядки, возраста батареи, температуры и других факторов. Одним из очень общих рекомендаций является выравнивание залитых аккумуляторов каждые 1–3 месяца или каждые 5–10 глубоких разрядов. Некоторые батареи, такие как группа Л-16, нуждаются в более частых выравниваниях.

Разница между самой высокой и самой низкой ячейкой в ​​батарее также может указывать на необходимость выравнивания. Можно измерить либо удельный вес, либо напряжение ячейки. Производитель батареи может порекомендовать удельный вес или значения напряжения для вашей конкретной батареи.

Подготовка к выравниванию: Во-первых, убедитесь, что все нагрузки системы рассчитаны на выравнивающее напряжение. Учтите, что при 0°С (32°F) напряжение выравнивания достигнет 16,75 вольт для аккумуляторов Л-16 с установленным датчиком температуры. Отключите любые нагрузки, которые могут быть повреждены из-за высокого входного напряжения.

Если используются гидрокапсы, обязательно снимите их перед началом выравнивания. Замените крышки Hydrocaps на стандартные крышки аккумуляторных батарей. Гидрокапсы могут сильно нагреваться во время выравнивания. Кроме того, если используются Hydrocaps, выравнивание должно быть установлено только в ручном режиме (многие контроллеры имеют переключатель, который включает автоматическое или ручное выравнивание).

После завершения выравнивания добавьте дистиллированную воду в каждую ячейку, чтобы восполнить потери газа. Убедитесь, что пластины батареи закрыты.

Выравнивание герметичного свинцово-кислотного аккумулятора?

Некоторые контроллеры Morningstar включают заводские настройки герметичной батареи с циклом выравнивания. Эти минимальные циклы «повышения» для выравнивания отдельных элементов не являются выравниванием и не будут выпускать газ из герметичных аккумуляторов, которые требуют зарядки до 14,4 В (аккумулятор 12 В). Многие батареи VRLA, в том числе AGM и гелевые, требуют зарядки до 14,4 В (батарея 12 В). В зависимости от рекомендации изготовителя батареи, цикл «бустер» для герметичных элементов также может быть отключен с помощью переключателя настройки выравнивания в ручное положение, если это необходимо в некоторых контроллерах Morningstar. Также возможно полностью отключить выравнивание с контроллерами, которые имеют возможность пользовательского программирования.

Варианты пользовательского программирования для свинцово-кислотных аккумуляторов

Контроллеры Morningstar имеют до семи заводских предустановок, и многие из них могут быть запрограммированы пользователем. Обычно одна из семи предустановок TriStar, TriStar MPPT (150 В и 600 В) и ProStar MPPT отлично работает для конкретной свинцово-кислотной батареи. Некоторые производители аккумуляторов предоставляют уставки регулирования напряжения, которые точно соответствуют предустановкам Morningstar.

Температурная компенсация Morningstar по умолчанию основана на -5 мВ/°C на элемент или -30 мВ/°C на 12-вольтовую батарею. Обычно это общепринятая температурная компенсация в промышленности, но ее можно изменить, если она отличается от спецификации производителя батареи.

Иногда мы получаем вопросы относительно напряжения регулирования поплавка Morningstar, которое может быть немного выше, чем указано производителем батареи. Следует отметить, что в солнечных установках эти более высокие значения Float работают лучше, поскольку батарея может поддерживать Float только в дневное время. Настройки Float, указанные производителем, ниже из-за ситуаций, когда батарея будет работать в течение нескольких дней или недель, не разряжаясь и не выходя из Float. В этих ситуациях непрерывного плавающего или нулевого разряда лучше свести к минимуму непрерывную зарядку. Резервное питание от батареи — это одно из таких условий, когда режим продажи инвертора установлен ниже, чем у контроллера, но в периоды резервного питания будет использоваться более высокое значение Float контроллеров Morningstar, и это будет нормально, поскольку батареи будут разряжаться ночью во время резервного питания.

Как правило, батарея, которая разряжается больше, нуждается в дополнительной зарядке. Вот почему Morningstar включает в себя следующие настраиваемые программируемые параметры, которые могут увеличивать или уменьшать количество заряда, получаемого аккумулятором.

• Расширение абсорбции увеличивает время абсорбции, если напряжение батареи было низким накануне.

• Плавающая отмена на полный день восстановления абсорбционного заряда, если напряжение батареи становится очень низким.

• Увеличено напряжение плавающего регулирования, чтобы батареи могли продолжать заряжаться с меньшей скоростью в течение дня.

• Выравнивание может выполняться чаще, если аккумуляторы будут испытывать более глубокий разряд.

Установщики и конечные пользователи могут вносить небольшие корректировки в зависимости от многих факторов, включая размер и тип аккумуляторной батареи, среднесуточные нагрузки, размер массива и температуру. Значения Morningstar по умолчанию хорошо работают в большинстве ситуаций, но небольшие изменения могут повысить производительность многих систем. Нет необходимости вносить изменения, но могут быть случаи, когда необходимо увеличить или уменьшить заряд батареи, и есть несколько способов сделать это с помощью пользовательских настроек.

Свинцово-кислотные аккумуляторы | UNEP

Приблизительно 86% общего потребления свинца в мире приходится на производство свинцово-кислотных аккумуляторов , используемых в основном в моторизованных транспортных средствах, для хранения энергии, вырабатываемой фотогальваническими элементами и ветряными турбинами, а также для резервных источников питания (ILA , 2019). Растущий спрос на автотранспортные средства по мере экономического развития стран и роста использования возобновляемых источников энергии с потребностью в аккумуляторных батареях прямо пропорционален растущему спросу на свинцово-кислотные аккумуляторы (ВОЗ, 2017). Аккумуляторы содержат большое количество свинца либо в виде твердого металла, либо в виде порошка оксида свинца. Средняя батарея может содержать до 10 кг свинца. Переработанный свинец является ценным товаром для многих людей в развивающихся странах, что делает утилизацию автомобильных аккумуляторов [известных как отработанные свинцово-кислотные аккумуляторы (WLAB) или бывшие в употреблении свинцово-кислотные аккумуляторы (ULAB)] жизнеспособным и прибыльным бизнесом, который практикуется в как формального, так и неформального секторов во всем мире.

Основные пути воздействия свинца при переработке использованных свинцово-кислотных аккумуляторов связаны с выбросами в окружающую среду, которые происходят на различных этапах процесса неправильной переработки. во многих странах с низким уровнем дохода операции по переработке и плавке ULAB проводятся на открытом воздухе, в густонаселенных городских районах и часто с минимальными (если вообще) средствами контроля за загрязнением. Неправильные операции по переработке выбрасывают значительное количество частиц и паров свинца в воздух, оседают на почву, водоемы и другие поверхности, оказывая негативное воздействие как на окружающую среду, так и на здоровье человека.

Альтернативы свинцово-кислотным батареям

Свинцово-кислотные батареи являются наиболее широко используемыми перезаряжаемыми батареями в автомобильном и промышленном секторах. Независимо от экологических проблем, которые они создают, свинцово-кислотные аккумуляторы остаются впереди своих аналогов из-за их низкой стоимости по сравнению с высокой стоимостью ионно-литиевых и никель-кадмиевых аккумуляторов.

Кроме того, разработка экологичных и устойчивых аккумуляторных систем в качестве альтернативы традиционным средствам остается актуальной. Однако необходимо принимать во внимание такие факторы, как жизненный цикл, изобилие сырья и повторное использование электродов, поскольку они имеют свои плюсы и минусы, как показано в документе «Альтернативы свинцово-кислотным батареям».

Свинцово-кислотные аккумуляторы — вебинары

• Устойчивое и экологически безопасное обращение с отработанными свинцово-кислотными аккумуляторами в странах Латинской Америки и Карибского бассейна — 23 октября 2020 г.
• Gestión Ambientalmente Racional de Baterías de Plomo Ácido Usadas (BAPU) en la región de América Latina y el Caribe — 8 октября 2020 г.

Пилотный проект: Экологически безопасное обращение с отработанными свинцово-кислотными батареями в Бангладеш

В период с 2020 по начало 2021 года ЮНЕП осуществила в Бангладеш пилотный проект по переработке отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов (ULAB) с целью создания основы для экологически безопасное управление (ESM) ULAB в стране путем предоставления технической помощи и мероприятий по наращиванию потенциала. Воздействие свинца является серьезной проблемой в Бангладеш: около 3,62% от общего числа смертей связано с воздействием свинца (IHME, 2019).) и неправильная практика утилизации ULAB играют ключевую роль в воздействии. Действительно, более 80% свинца в стране перерабатывается через неофициальную сеть переработчиков ULAB без учета основных опасностей для здоровья и окружающей среды. Бангладеш имеет более 1100 неофициальных и незаконных операций по переработке ULAB по всей стране. Считается, что эти объекты вносят значительный вклад в воздействие свинца по всей стране и являются основным источником очагов загрязнения свинцом. Утилизация ULAB еще не полностью отражена в нормативно-правовой базе и действующих мерах по реализации.

Чтобы решить эту неотложную проблему, этот проект направлен на создание основы для ЭОР ULAB в Бангладеш путем предоставления технической помощи и мероприятий по наращиванию потенциала на лидирующих позициях. Основным результатом проекта является помощь в разработке национальной стратегии по ЭОР ULAB, в которой изложен четкий набор целей и согласованных стратегий, на основе которых правительство и организации гражданского общества могут моделировать свои будущие программы.

Различные ключевые документы, посвященные различным аспектам управления ULAB в Бангладеш, были подготовлены в рамках проекта для обеспечения вклада в национальную стратегию.

• Торговый анализ
• Оценка неофициальной переработки ULAB в Бангладеш
• Сравнительный нормативный обзор

Проект реализуется Организацией экологического и социального развития (ESDO), бенгальской неправительственной организацией, при содействии Pure Earth, Международной ассоциации свинца (ILA) и ЮНЕП.

Состояние свинцово-кислотных аккумуляторов – обследование для оценки потребностей

В ответ на вышеуказанные резолюции и планы по проведению мероприятий по наращиванию потенциала и укреплению институционального потенциала для решения этих проблем ЮНЕП провела обследование по оценке потребностей.

Был разработан и разослан опрос в 102 страны для выяснения статуса стран в отношении отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов, действующих правил, мониторинга процессов производства, переработки и торговли, связанных с отработанными свинцово-кислотными аккумуляторами, а также потребностей конкретных стран в улучшении и укреплении учреждений для решения этой проблемы более экологически устойчивым образом.

Из ответов заполненных опросов результаты показали следующие потребности в регионах:

• Азия и Тихоокеанский регион выразили потребность в техническом развитии и наращивании потенциала как наиболее необходимом.
• Латиноамериканский регион выразил больше потребностей в системе мониторинга, национальной стратегии, техническом развитии и наращивании потенциала, создании законодательства и регулирования.
• Африканский регион выразил потребность в системе мониторинга, государственно-частном партнерстве, технологиях и создании законодательства и регулирования.

Свинцово-кислотные аккумуляторы События

• Обновленная информация об экологически безопасном обращении с отработанными свинцово-кислотными батареями, параллельное мероприятие в рамках BRS COPs 2019 г. – май 2019 г.
• Свинцово-кислотные аккумуляторы, деятельность UNEA 4 — март 2019 г.
• Региональный семинар по экологически безопасному обращению с использованными свинцово-кислотными батареями, Уагадугу, Буркина-Фасо – июль 2017 г.