Вопросы и ответы по аккумуляторам

Даже при добавлении новых аккумуляторов той же емкости, типа и напряжения к существующим аккумуляторам, старые, более изношенные аккумуляторы, будут забирать часть энергии от новых аккумуляторов до того, как эта энергия попадет в инвертор или в нагрузку постоянного тока. При этом будет происходить ускоренный износ новых аккумуляторов.

Поэтому все производители рекомендуют заменять все аккумуляторы в батарее одновременно. Лучше дождаться максимальной выработки ресурса старых аккумуляторов и заменить их все вместе на новые. 

Если вы увеличиваете мощность вашей системы электроснабжения (путем добавления солнечных батарей, ветрогенераторов и т.п.), то возможным решением будет разделить новые и старые аккумуляторы между разными источниками энергии и разными контроллерами и инверторами. Естественно, при этом нужно будет разделить и нагрузку между этими системами. 

При создании герметичного  варианта  свинцового аккумулятора  пытались решить проблемы доливки воды  и выделения  газов.

• Используется  иммобилизированный (обездвиженный свинцово-кислотный электролит);
• Применяются сплавы  с кальцием, легированные  оловом;
• В  отрицательный электрод закладывается большая емкость, чем в положительный;
• Эксплуатационные характеристики  аккумуляторов технологии  GEL  увеличиваются за счет  использования в их производстве чистого свинца.    

Если вскрыть новый гелевый аккумулятор, то мы увидим  прозрачно-белое желеобразное вещество, пронизанное  микротрещинами.  Это  кислотный электролит, загущенный с помощью  силикагеля. Во время эксплуатации  аккумуляторной батареи  гель постепенно твердеет.

Пары водорода и  кислорода  задерживаются внутри вещества и, реагируя между собой, превращаются в воду, которая стекает  по стенкам  аккумулятора,  и увлажняют  гель. Таким образом,  почти все испарения  возвращаются обратно в аккумулятор. Это называется рекомбинацией газов.  Но  часть испарений   рекомбинировать не удаётся,  и при  избыточном давлении  газ  сбрасывается через предохранительные  клапаны.

В процессе эксплуатации гелевых аккумуляторов из-за неизбежных потерь воды при открывании клапана, происходит осушение геля и увеличение внутреннего сопротивления источников тока.

Преимущества герметизированных гелевых аккумуляторов:

• Гелевые  аккумуляторы имеют  низкий саморазряд.
• Их можно эксплуатировать почти в любом положении.
• При разрушении корпуса электролит  в гелевых  аккумуляторах  не вытекает.
• Их можно использовать непосредственно в производственных и  жилых помещениях с естественной вентиляцией.

   Сейчас  гелевые  батареи  широко используются в электротранспорте, в домашних мощных системах  бесперебойного питания, в альтернативной энергетике. 

  Многие путают и считают, что GEL технология и AGM технология это одно и то же. Но это две совершенно разные  технологии герметизированных аккумуляторов.

AGM-гелевые аккумуляторы

В последнее время на российском рынке практически все гелевые аккумуляторы были вытеснены более дешевыми гибридными AGM-гелевыми аккумуляторами. При этом практически все они продавцами называются «гелевыми» (у нас в Интернет-магазине они в разделе гелевых аккумуляторов, но называются AGM-гель).

Отличие этих аккумуляторов от настоящих гелевых в том, что в качестве сепаратора используются стекловолоконные маты (как в обычных AGM аккумуляторах), но пропитанные немного загущенным силикагелем электролитом. То есть это «гибрид» гелевых и AGM аккумуляторов. Особых преимуществ по сравнению с хорошими AGM аккумуляторами такие гибриды не имеют. Скорее всего, это маркетинговый ход производителей, которые решили под видом «гелевых» продавать более дешевые AGM аккумуляторы, но при этом иметь право называть их «гелевыми». Действительно, гель в гибридных аккумуляторах есть, но есть и стекловолоконный мат, и именно последний фиксирует электролит. 

Поэтому при покупке спрашивайте — настоящий гелевый или AGM-гелевый аккумулятор вам продают. Иногда такие гибридные аккумуляторы продаются даже дешевле, чем AGM аккумуляторы, даже несмотря на наличие дополнительных «плюшек» в виде встроенных индикаторов заряда и вольтметров. Скорее всего снижение цены было достигнуто за счет уменьшения толщины пластин.  Требуйте при покупке показать вам характеристику по количеству циклов заряда-разряда. У гибридных аккумуляторов количество циклов ближе к обычным AGM, хотя могут и быть немного больше.

Мы не говорим, что не нужно покупать такие аккумуляторы. Просто цена их не должна быть намного выше, чем у обычных AGM аккумуляторов. Сравнение срока службы и количества циклов для различных типов свинцово-кислотных аккумуляторов приведено в разделе по аккумуляторам нашего сайта и в «Руководстве покупателя АБ«.

Свинцово-кислотные аккумуляторы отличаются как по конструкции электродов, так и по другим параметрам. 

1. Аккумуляторы глубокого разряда имеют более толстые пластины электродов, это увеличивает их стойкость к коррозии и срок службы
2. Сама конструкция пластин (они обычно сетчатые) также отличается, что тоже увеличивает стойкость к разрушению и срок службы в циклических режимах
3. Различие есть также в добавках к сплаву свинца (различное содержание сурьмы Sn), что уменьшает взаимное влияние между положительным и отрицательным электродами. Пассивационный слой уменьшен и сила связи между активным материалом и сеткой пластины выше, поэтому активный материал эффективно защищен от опадания.  
4. Проводящий слой имеет лучшую проводимость, и батарея лучше восстанавливается после глубоких разрядов.
5. Плотность электролита меньше, чем в обычной батарее, поэтому ее срок службы больше.
            

Все зависит от вашего потребления энергии, а не от аккумулятора. В типичном случае 120 Вт достаточно летом в солнечную погоду для питания освещения, радио и небольшого телевизора на даче или другом удаленном от централизованных электросетей объекте. Если добавите то, что собираетесь — то будет достаточно и для питания небольшого дачного дома, — хотя, конечно, все зависит от ресурса ветра в вашем месте установки ветрогенератора.

Но повторяю, в вашем «уравнении» не хватает еще одного неизвестного (потребления энергии), поэтому дать точный ответ на ваш вопрос невозможно.
Если у вас выработка энергии модулем будет всегда больше потребления, то вы сможете заряжать ваш аккумулятор полностью практически всегда.

При подборе солнечной батареи для аккумулятора можно руководствоваться простым правилом — на каждый ампер-час емкости 12В аккумулятора должно приходиться 0,7-1,5 ватт мощности солнечного модуля. Если у вас будет еще другой источник энергии — ветрогенератор, например,- то необходимую мощность солнечных модулей можно уменьшить.

В любом случае, рекомендую обратиться к нам за правильным расчетом и подбором оптимального состава оборудования для вашей автономной или резервной энергосистемы.

Про недостатки стартерных аккумуляторов написано на нашем сайте в разделе «Аккумуляторы». Здесь приведены ссылки на отзывы реальных пользователей стартерных аккумуляторов в автономных и резервных энергосистемах

АКБ для резервного и автономного питания. Выбор, нюансы, теория и практика — 2

я, как проживший два дачных сезона в автономке со стартерным свинцом, могу сказать однозначно — это деньги на ветер. Очень и очень быстро дохнут. Это при том, что у меня был стартерный свинец, один из лучших и самый дорогой. Простые заливные прикажут долго жить ещё быстрее.

Вот и думаю взять за 10 тысяч 2 шт по 100А АКБ, год продержатся

Смотря как циклировать будете. Если ежедневно и не глубже 50 процентов, то через полгода емкость уже упадёт в два и более раза. Сложно будет год тянуть на этом. Если же, не дай бог, умудритесь хотя бы раз 5 усадить абсолютно в нуль, то смело прощайтесь с половиной емкости навсегда. Очень, очень крепко подумайте перед тем, как ввязываться в авантюру под названием » стартерный свинец в автономке».

Единственное, когда применение стартерных аккумуляторов может быть оправдано, это если вы наберете почти бесплатно б/у аккумуляторы общей емкостью раз в 10 больше, чем емкость новых AGM или гелевых, и будете разряжать их не более, чем на 15-20%.
К недостаткам такого решения относится необходимость постоянного технического обслуживания — следить за зарядом и разрядом, уровнем и плотностью электролита и т.п. Также, нужно где-то разместить в 10 раз больше аккумуляторов, причем для аккумуляторов с жидким электролитом необходимо специальное помещение с принудительной вентиляцией и взрывобезопасными окнами и дверями (при взрыве легко выпадающими наружу).

Подробное обсуждение вы также можете почитать здесь. Обратите внимание на сообщения от Зdmax — это грамотный и реальный пользователь стартерных аккумуляторов. Он на своем опыте пытается убедить не использовать стартерные аккумуляторы в системе электроснабжения.

Вот еще одно сообщение от реального пользователя стартерных аккумуляторов :

Почитал ветку про автосвинец и сразу вспомнились свои мучения со свинцом. За два года сгубил 4 стартерных акб по 60Ач в своей мини автономке, первый был б/у, потом два новых — которые правда сам убил разрядами до 9-7вольт, и еще один, который ниже 12вольт не разряжал, но его тоже на долго не хватило. Купил лифер на 40Ач и теперь с акб нет проблем и даже не переживаю что акб недозаряжен, зима пройдена без потери емкости (по крайней мере не ощутимо). Свинец больше брать не буду, КПД заметно хуже и одноразовый.

Aleksei2011 сказал(а): ↑ Свинец больше брать не буду
Зdmax: И правильно. Я о том пытаюсь втолковать уже не одну страницу. А некоторые как заколдованные заладили » дёшево, выгодно «. Фиг переубедишь. Понимает меня, видимо, только тот, кто сам того свинца сотни КГ на свалку снёс из своей автономки. Я вот полтора центнера автосвинца сгубил — теперь мне автосвинец в автономке пригодиться может разве что в страшном сне.

По поводу б/у стартерных аккумуляторов, о которых упоминалось выше. Вероятность купить б/у аккумуляторы со стабильными параметрами близка к 0. Поэтому, даже если вам и удастся набрать батарею аккумуляторов, которые на момент покупки обладали необходимой емкостью, то получить от них стабильные характеристики будет практически невозможно. Вероятность, конечно, есть, но они очень мала. Поэтому через несколько месяцев эксплуатации может оказаться так, что часть аккумуляторов в вашем наборе будет отбирать энергию от другой части аккумуляторов, что приведет к скорому выходу из строя всех аккумуляторов в вашей батарее.

Поэтому, наш совет — по возможности покупать новые AGM или гелевые аккумуляторы. Они и прослужат вам дольше, и практически не выделяют при своей работе опасные газы, и места займут гораздо меньше.

В последнее время на рынке стали появляться литиевые аккумуляторы. Это обычно заливные литий-железофосфатные аккумуляторы. Они имеют большой срок службы в циклах, хорошо выдерживают глубокие разряды и относительно быстро заряжаются. В некоторых системах можно их использовать с успехом, но нужно просчитывать стоимость запасенного Ампер-часа в каждом конкретном случае.

И еще — бывают случаи взрыва стартерных и других аккумуляторов с жидким электролитом.

Solarbat сказал(а): Если искра появится в месте выхода водорода, то побежит ручеёк огня внутрь АКБ, затем взрыв, потом кругом будет разбрызгана кислота, хорошо, если не на глаза. Многократно проверено. Нужно бы только следить, чтобы вентиляция не была заткнута, и чтобы никто из друзей и соседей не закурил совсем рядом с АКБ, особенно присев рядом с ними.

bazil19
Лично подтверждаю два случая- у знакомого и у меня. Он зимой снял аккумулятор с редко используемой машины, что бы дома в тепле зарядить, назад приехал на маршрутке, аккумулятор в сумке поставил на землю и начал открывать замок. В этот момент бабахнуло так, что по его словам чуть не оглох, его сбоку и со спины окатило электролитом. Сам не пострадал, куда долетели мелкие брызги быстро отёр снегом. Штаны и куртка- в мусорку. Домой ехал в тряпье, которое нашел в гараже. Пришли к выводу, что наверное что-то коротнуло внутри, и водородно-воздушная смесь, скопившаяся после зарядки, рванула. Хорошо, что не в тот момент, когда он был в маршрутке, или когда шел с сумкой в руках.
Мой случай- аккумулятор «Varta» необслуживаемый, отработал года три, начал подавать тревожные симптомы. Решил подзарядить. Как-то подозрительно выглядела плюсовая клемма- как будто просачивался электролит из под неё. Во время зарядки решил поплотнее переключить «крокодила»- оглушительный хлопок, удар по пальцам. «Раскрылась» боковая стенка. Электролит почти не выбросило, просто вытекал из трещины. Взял аккум за ручку и быстро вынес из гаража. Потом, на улице внимательно осмотрел клемму- она была треснувшая у основания, оттуда и просачивался электролит, туда и попала искра, когда я нагнувшись над аккумулятором шевелил зажим. Так что осторожность и соблюдение правил ТБ- обязательно!

Конечно. Срок службы измеряется в циклах, их количество зависит от глубины разряда, и как быстро после разряда зарядить разряженный АБ. АБ очень не любят находиться с разряженном состоянии, у них при этом происходят необратимые изменения, и уже через пару суток полностью восстановить аккумулятор практически невозможно. Кстати, аккумуляторы различаются и по способности к восстановлению после разряда — чем качественнее аккумулятор, и чем более он предназначен для работы в режимах глубокого циклирования, тем лучше он восстанавливается после глубокого разряда, и тем больше период времени, который он может находиться в разряженном состоянии без существенного ущерба.

Есть еще сервисный срок службы, который обычно указывают в рекламных брошюрах: 10, 12, 18 лет. Это срок службы именно в режиме буферного использования — т.е. когда АБ все время на подзаряде, и иногда разряжаются. В рекламных материалах обычно указывается именно этот «срок службы», но он мало отношения имеет к сроку службы аккумулятора в реальных условиях.

См. раздел по аккумуляторам нашего сайта, Основы ВИЭ, Библиотеку. Там эти вопросы подробно расписаны. Даны зависимости циклов от глубины разряда для каждой модели предлагаемых нами АБ.

Пучение обычно не результат брака, а следствие неправильной эксплуатации.

Причин для пучения наиболее вероятных 4:

1. Превышение тока заряда
2. Сульфатация и, как следствие, повышение внутреннего сопротивления. При заряде на повышенном внутреннем сопротивлении аккумуляторов выделяется много тепла, что является причиной термического расширения наполнителя и последующего пучения.
3. Кристаллизация электролита вследствие нахождения долгое время в разряженном состоянии — для AGM пучение вследствие кристаллизации маловероятно, т.к. внутренние напряжения от кристаллизации обычно компенсируются стекловолокном.
4. В буферных режимах эксплуатации часто наблюдается усыхание электролита вследствие потери воды при длительном нахождении на повышенном напряжении заряда. При этом также повышается внутреннее сопротивление, и при заряде происходит перегрев и пучение аккумуляторов. Такое часто бывает, если используется 2 стадийное зарядное устройство, которое поддерживает слишком высокое напряжение на аккумуляторе длительное время.

Т.е. скорее всего у вас вариант 2 или 3. Сульфатация обычно происходит при хроническом недозаряде и при частом оставлении аккумуляторов в разряженном или полуразряженном состоянии.
Особенно часто сульфатация происходит в системах, где аккумуляторы находятся на морозе. Дело в том, что аккумуляторы не принимают заряд при низких температурах. Т.е. ток через них идет, а заряд не повышается, соответственно, аккумуляторы остаются разряженными и происходит сульфатация.
Поэтому, перед зарядом нужно убедиться, что аккумуляторы находятся при положительных температурах.
Аккумулятор может разогреваться проходящим через него током заряда, но для этого нужно, чтобы этот ток был относительно большим и продолжительным. Такого разогрева можно добиться при заряде от генератора или от сети, но в этом случае аккумуляторы должны быть хорошо термоизолированы (утеплены), чтобы они не теряли тепло.

В случае заряда от солнечных батарей обычно разогрева аккумуляторов током заряда не происходит, т.к. ток от СБ недостаточен для этого. Особенно зимой,  когда солнце светит ярко редкие часы. А для полного заряда АБ нужно как минимум 6-7 часов хорошего заряда. См. графики заряда в статье «Аккумулятор и генератор» на нашем сайте.

По причине 4 — смотрите характеристики и напряжения стадий заряда вашего зарядного устройства (встроенного в ББП). Посмотрите в паспорте, сколько стадий заряда у вашего ББП. Если 2 — вполне вероятно, что это он являлся причиной выхода ваших аккумуляторов из строя. Например, в компьютерных УПСках именно такие режимы заряда, и в них аккумуляторы «живут» тоже не более 2-3 лет, далее их тоже обычно пучит вследствие перегрева. Периодическое добавление воды в аккумулятор (все банки) существенно продлевает их срок службы в таких режимах, но это недокументированная возможности продления срока службы аккумуляторов, обычно никто не добавляет воду в AGM аккумуляторы.

Рекомендую вам обратить внимание на режимы работы вашего аккумулятора. Если вам нужно хорошее устройство бесперебойного питания — можем подобрать для вас с 3 стадиями заряда, они есть в нашем ассортименте.

Аккумуляторы в буферном режиме должны работать не менее 8 лет. А с 2-стадийным зарядным устройством никакие герметизированные аккумуляторы долго у вас не прослужат. Как временную меру можно использовать *обслуживаемые* автомобильные аккумуляторы с возможностью долива воды в банки и следить за уровнем электролита. Но учтите, что в этом случае вам нужно располагать аккумуляторы в помещении с принудительной вентиляцией и нельзя их располагать в одном помещении с газовым оборудованием.

Время заряда свинцово-кислотных аккумуляторов не может быть меньше определенного минимального. Смотрите типичный график заряда АБ в статье «Аккумулятор+генератор«. Для заряда АБ емкостью 400А*ч максимальный зарядный ток может быть в среднем 0,2С, т.е. 80А. При таком токе время заряда составит около 7 часов. 

Генератор мощностью 3 кВт при напряжении 12В может выдать ток около 210А (с учетом потерь в зарядном устройстве 220-12В примерно 15%). Вам для заряда вашего аккумулятора нужна мощность 80*12=960Вт, с запасом на потери в ЗУ и эффективность генератора минимально 1,5 кВт.

Зарядный ток вам надо не увеличивать, а ограничивать. Максимальный зарядный ток для AGM аккумуляторов 0,3С, для автомобильных и гелевых — 0,2С. Рекомендуемый производителями для достижения заявленного срока службы — 0,1С, при бОльших зарядных токах срок службы сокращается. Мы рекомендуем не превышать 0,15С.

У свинцово-кислотных аккумуляторов в конце срока службы повышается внутреннее сопротивление. Поэтому косвенно о проблемах в аккумуляторе можно судить по его температуре во время заряда или разряда большими токами. Если аккумуляторы работают в цепочке, то нужно проверить разность напряжений у аккумуляторов в цепочке и проследить за скоростью изменения напряжения на каждом аккумуляторе.

Если у аккумулятора выросло внутреннее сопротивление, то он будет быстро набирать напряжение при заряде и быстро терять его при разряде.

Внутреннее сопротивление обычно возрастает из-за:

1. сульфатации пластин
2. высыхания электролита (у герметизированных аккумуляторов)
3. осыпания пластин (у аккумуляторов с жидким электролитом)

Также, можно проверять аккумуляторы нагрузочной вилкой, но так как в системах электроснабжения обычно используются аккумуляторы большой емкости, это не всегда возможно. Поэтому чаще используется разряд АБ через инвертор.

Для продления срока службы аккумуляторов, работающих в цепочке на 24 или 48 и выше вольт,  необходимо применять балансиры (активные или пассивные). Балансиры выравнивают напряжения на разных аккумуляторах цепочки. См. информацию по балансирам для понимания принципа их работы.