Краткий обзор

Данная статья является кратким обзором современных аккумуляторов и особенностей их применения в системах альтернативной энергетики. Она не претендует на полноту раскрытия темы. Более детальное освещение некоторых важных моментов будет продолжено позже в других статьях данной рубрики с учетом откликов, вопросов и пожеланий читателей.

Основным способом накопления электроэнергии на сегодняшний день является применение вторичных химических источников тока или аккумуляторов. К сожалению успехи науки в совершенствовании химических накопителей электроэнергии нельзя назвать весьма выдающимися. Так изобретенный еще в XIX веке Гастоном Планте свинцово-кислотный аккумулятор до сих пор является самым распространенным типом аккумуляторов, несмотря на все присущие ему недостатки. И в системах автономного электрообеспечения в настоящее время используются в основном свинцово-кислотные аккумуляторы. Основными достоинствами, определяющими этот выбор, являются: относительно низкая стоимость, наиболее высокий КПД, низкое внутреннее сопротивление, низкий саморазряд. Однако, свинцовые аккумуляторы, по сравнению с другими типами, хуже переносят глубокие разряды. Особенно это касается автомобильных стартерных аккумуляторов, в отличие от стационарных или тяговых, рассчитанных на работу в циклическом режиме, то есть с глубокой отдачей энергии. Основу конструкции свинцово-кислотного аккумулятора составляют два свинцовых электрода, погруженные в электролит, водный раствор серной кислоты. Активными веществами являются губчатый свинец (катод), оксид свинца (анод) и серная кислота, являющаяся реагентом и электролитом одновременно. За годы своего существования он непрерывно совершенствовался. Современный свинцовый аккумулятор во многом превосходит свой прототип. В состав электродов стали вводить легирующие добавки (сурьма, олово, кальций, серебро, селен…), появились модели с загущенным электролитом (гелевые) и с адсорбированным в  стекломаты (AGM). Свинцово-кислотные аккумуляторы весьма чувствительны к недозарядке и перезарядке. Эти явления могут быстро вывести из строя совершенно новый аккумулятор. Зарядка аккумуляторов состоит из нескольких стадий, для каждой из которых существуют свои значения силы тока, превышения которых также негативно сказывается на характеристиках аккумулятора и сроке его службы. Даже у самых лучших моделей аккумуляторов срок службы ограничен и зависит во многом  от условий эксплуатации и степени их загрузки. У хороших моделей при правильной эксплуатации и средней загрузке срок службы может достигать 10 лет и более. Процесс заряда аккумуляторов может в той или иной мере сопровождаться побочными явлениями, такими как выделение газов, что может повышать требования к месту их размещения, а также контролю над состоянием электролита: доливки дистиллированной воды. Оно должно быть проветриваемым и пожаробезопасным. Ряд последних разработок существенно снизил побочные процессы. Появились необслуживаемые модели аккумуляторов, не требующие доливки воды в электролит. Соответственно, снизились и требования к помещению для размещения таких аккумуляторов. Рассмотрим подробнее основные типы современных свинцово-кислотных аккумуляторов. Наиболее распространенными являются автомобильные или стартёрные. Они рассчитываются на отдачу больших токов в течение короткого времени для запуска двигателя автомобиля, а также для питания бортовой аппаратуры. Они обладают наиболее низким внутренним сопротивлением. Другими достоинствами аккумуляторов такого типа является низкая стоимость и высокая распространенность. Основным недостатком , сдерживающим их использование в системах автономного питания, принято считать повышенную чувствительность к глубоким разрядам. Особенно это касается аккумуляторов, произведенных по так называемой кальциевой технологии Ca\Ca, когда оба электрода легируют кальцием. Можно утверждать, что такие аккумуляторы для систем альтернативной энергетики не пригодны. Наилучшими характеристиками в этом плане обладают аккумуляторы, произведенные по гибридной технологии (Са+), когда кальцием легируют только катод. Современные автомобили, а также обилие бортовой аппаратуры предъявляют повышенные требования к качеству аккумуляторов: их надежности, сроку службы, ресурсоемкости, стойкости к повышенным нагрузкам. Эти требования учитывают производители аккумуляторов. Многие из них заявляют о стойкости последних выпускаемых ими моделей аккумуляторов к глубоким разрядам. С другой стороны, не все модели стационарных или тяговых аккумуляторов одинаково хорошо переносят глубокие разряды. Так, например, в инструкции по применению аккумуляторов  «SZNAJDER» специальной серии «Marine», предназначенных для питания электродвигателей моторных лодок и яхт, сказано, что расход энергии ниже 50% уровня заряда приводит к быстрому их износу. В связи с этим нельзя однозначно утверждать о непригодности стартерных аккумуляторов к использованию в системе автономного питания. Особенно следует обратить на них внимание начинающим энтузиастам альтернативной энергетики. Прежде чем устанавливать более дорогие стационарные аккумуляторы, желательно убедиться, что остальные компоненты системы, особенно контроллер, работают надежно. А для испытаний лучше использовать дешевые стартерные, которые к тому же более ремонтопригодны.  Следует назвать ещё ряд аргументов в пользу стартёрных аккумуляторов. Более низкое внутреннее сопротивление положительно сказывается на эффективности использования запасенной энергии, позволяет применять более мощную нагрузку. Отработанный аккумулятор является ценным вторсырьем. За него можно получить до 25% и более от начальной стоимости, что следует учитывать при расчете стоимости применения (к примеру, за два отработанных стартёрных аккумулятора можно выручить примерно в два раза больше, чем за один стационарный такой же  ёмкости). Моральный износ аккумуляторов, рассчитанных на долгий срок службы в циклическом режиме может наступить ранее физического. Велика вероятность, что через несколько лет на смену свинцовым аккумуляторам придут литиевые или иные с принципиально улучшенными характеристиками. Предпосылки к этому есть: проблемы с нефтью в мире заставляют прикладывать значительные усилия для перехода на электротранспорт.

Вам понравилась статья? Поделитесь с друзьями в Вашей социальной сети:
Приглашаю к общению:
This entry was posted in Аккумуляторы. Bookmark the permalink.

Comments are closed.