Gélelemek és felhasználásuk

Az ólomsavas akkumulátorokat széles körben használják vontatóakkumulátorokként (például elektromos targoncák táplálására) és autók indító elemként. A házak és a vállalkozások szünetmentes és tartalék tápegységei ólom-sav akkumulátorokat is használnak.

A házak autonóm energiaellátó rendszerei gyakran tartalmaznak nagy kapacitású akkumulátort vagy több száz amperórás egységet, amelyek célja a ház hosszú távú energiaellátása.

Egy ilyen akkumulátort különféle alternatív villamosenergia-forrásokból lehet feltölteni, például egy napelemes egységből, egy szélgenerátorból és másokból, és az akkumulátort hagyományosan erős inverter, ahonnan a fogyasztókat ipari frekvencia és szabványos hálózati feszültség váltakozó árammal látják el.

A számítógépek hagyományos szünetmentes tápegységei tartalmaznak egy lezárt amper órás ólom-sav akkumulátort is.

Az első ólom-sav akkumulátorok elektrolitként kizárólag desztillált vízzel készített kénsav vizes oldatát használták, így a vízben általában jelenlévő kalcium- és magnéziumsók nem zavarnák az akkumulátor működését. Egy ilyen akkumulátort az alábbiak szerint állítottak elő.

Az ólomrácsokat belemerítik az elektrolitba, amelybe por alakban az ólom-dioxidot (az anódon, a pozitív elektródán) és a fémvezetéket (a katódon, a negatív elektródon) préselik.

A lemezek közé porózus elválasztót készítünk, amely poli (vinil-klorid) porból (Miplast), mikropórusos ebonitból (gumi vulkanizált keveréke szilikagéllel és kénnel - Mipor), vagy polietilénből készül, amelynek célja az elektródák összecsukódásának megakadályozása.

Ha hat ilyen cellát csatlakoztat egy soros áramkörben, kap egy 12 voltos akkumulátort, vagyis nagyobb számú cellánál nagyobb a feszültség.

A folyékony elektrolitos indító elemeket mindenütt használják a gépjárművekben, ám ezeknek az akkumulátoroknak a sajátossága az, hogy ha nagy áram folyik hosszú ideig, folyékony elektrolitjuk könnyen felforrósodhat. Ez az oka annak, hogy az ilyen akkumulátorokban elektrolitot adjunk.

A nagy felületű porózus tányérok lehetővé teszik, hogy röviden 200-300 amper áramot kapjon az indító táplálására. Az alternatív tápegységekben és a szünetmentes tápegységekben való hosszú távú üzemeltetéshez azonban az ilyen akkumulátorok kevéssé hasznosak.

Az 1970-es évek elején az amerikai Gates Rubber Company mérnökei új típusú lezárt ólom-sav akkumulátort fejlesztettek ki, amely abszorbeált elektroliton alapul.

A technológiát AGM (Absorbent Glass Mat) néven hívják fel. Az elemtartó rekeszek töltőanyagaként először elektrolittal impregnált üvegszálat használtunk. Később az elektrolit szilikagél (kovasavak oldatán alapuló keverék) hozzáadásával megvastagodott, ez további pórusokat hozott létre, amelyekben az elektrolit jobban visszatartott, és hagyta, hogy teljesen kitöltsék a lemezek közötti teret. Az új típusú akkumulátor széles körben népszerűvé vált „gél akkumulátorként”, mivel az aggregátum gélkonzisztenciája volt.

Ez a megoldás lehetővé tette számunkra, hogy számos fontos előnyt szerezzünk a folyékony elektrolit akkumulátorokkal szemben. Először, nem szükséges új típusú akkumulátort karbantartani, mivel a gáz nem szabadul fel kívülről, felszívódik a pórusokban, és semmit sem forr meg, az elektrolit nem változtatja meg sűrűségét sem töltés, sem kisülés során. A tányérok már nem morzsolódnak.

A gél akkumulátor abszolút bármilyen helyzetben működhet, akár fejjel lefelé is, semmi sem fog kifolyni, és nem törhet. A szelepvezérlés megakadályozza a savszivárgást és kiküszöböli a kapocs korrózióját. A gél akkumulátor teljesítménye nem csökken akár 30 Celsius-fokig is.

Legfeljebb 10 éves élettartam, valamint a mély kisülés ellenállása - ezek a tulajdonságok teszik a gél akkumulátort ígéretes eszközévé az alternatív energiájú készülékeken alapuló hatékony energiaellátáshoz.

A tervezési jellemzők miatt a gél alapú akkumulátor kevésbé érzékeny a szulfatálódásra, mint a szokásos AGM akkumulátorok, ezért a gél akkumulátorok több napig teljesen lemerültek maradhatnak anélkül, hogy befolyásolnák a kapacitást. A gél akkumulátor átlagosan 50% -kal több lemerülési ciklust képes ellenállni, mint egy rendes AGM akkumulátor.

Az ilyen akkumulátorok egyik ismert gyártója azt állítja, hogy gél akkumulátoruk 350 ürítési ciklust tud végrehajtani 100% mélységgel, 550-ig 50% mélységgel és 1200-ig 30% mélységgel. Ezek kiváló eredmények, amelyek minimalizálják az üzemeltetési költségeket, függetlenül attól, hogy önálló tápegység-rendszerről van-e szó szünetmentes tápegység.

Egyre több és több nyugati országban egyre népszerűbbé válnak a spirállemezes gélelemek, amelyek sokkal nagyobbak lehetnek, mint a kompakt esetekben.

A lemezek nagy interakciós területe miatt az ilyen elemekben az áramok rendkívül nagyok lehetnek. Néhány elemnél ez az érték eléri a 800 A-ot és még magasabbra is. Az összes modern gél-elem egyetlen komoly hátránya a magas ár.

Hasznos pillanatok az akkumulátorral történő munkavégzéshez:

Az akkumulátor kapacitásának mérése

Az elemek párhuzamos és soros csatlakoztatása