Akumulatory żelowe - informacje - instrukcja obsługi

Akumulatory żelowe MUSZĄ być ładowane z ograniczeniem napięcia końcowego: 7,2V dla 6-

voltowych lub 14,4V dla 12-voltowych. Jeśli Twój prostownik nie ma takiego ograniczenia, to

się nie nadaje do ładowania akumulatorów żelowych.

Łatwo to sprawdzić: na wyjście prostownika dołącz jakiś kondensator o pojemności 100 ...

10000uF i zmierz napięcie BEZ OBCIĄŻENIA (sam woltomierz prądu stałego). Jeśli będzie wyżej,

niż 7,2 lub 14,4 - to takiego prostownika NIE WOLNO użyć.

Akumulatory żelowe to zwykłe akumulatory ołowiowe o ciut innej konstrukcji. Zabójcze jest

dla nich długotrwałe przeładowanie (wysusza nieodwracalnie żel) jak i niedoładowanie

(powoduje zasiarczanie). Normalny cykl ładowania akumulatora 12V - 7Ah powinien wyglądać

tak: ładowanie prądem 0,05 - 0,1C czyli 0,35 - 0,70 A do napięcia końcowego 14,8 - 15,0 V a

potem przejście do pracy buforowej przy napięciu 13,6 - 13,8 V. Mniejszy prąd zapewnia

lepsze przereagowanie masy czynnej płyt. Błędem jest zarówno ciągłe utrzymywanie na

akumulatorze 15,0 V - ususzy go, jak i praca przez kilka lat przy 13,8 V - wystąpi coś w

rodzaju "efektu pamięciowego" - akumulator pozornie dobry będzie miał ułamek znamionowej

pojemności. Przynajmniej kilka razy w roku akumulator należy rozładować do 11,1 V i

naładować do 15,0 V, żeby cała masa płyt popracowała. Akumulator żelowy może pracować z

dużymi prądami ładowania / rozładowania, byle nie przegrzać go, bo to grozi nawet

rozwaleniem obudowy. Vide praca w UPS-ach.

A i tak dobry akumulator pożyje 3-4 lata, badziewiasty 1-2 lata. Natomiast wykończyć go

można nawet po kilku miesiącach.

Akumulatory bezobsługowe:

nie wymagają uzupełniania wody i ciągłej konserwacji elektrolitu (pomiary gęstości, poziomu

itp.),

są szczelne - mogą więc pracować w dowolnej pozycji i w normalnych warunkach eksploatacji

nie wydzielają gazów,

dzięki szczelności są bezpieczne w eksploatacji i nieszkodliwe dla otoczenia (nie ma

kwaśnych oparów i niebezpieczeństwa poparzenia kwasem siarkowym) a także nie wymagają

pomieszczeń ze specjalną, wymuszoną wentylacją,

w porównaniu z klasycznymi akumulatorami mają niższą oporność wewnętrzną i są średnio o 70

[%] mniejsze i o 50 [%] lżejsze przy danej pojemności.

Każde ogniwo akumulatora bezobsługowego (6 woltowy - 3 ogniwa, 12 woltowy - 6 ogniw) posiada

jednokierunkowy, samouszczelniający się zawór, który otwiera się w przypadku wzrostu

ciśnienia wewnątrz akumulatora (np. przy przeładowaniu) i wypuszcza gazy na zewnątrz

chroniąc pojemnik przed rozsadzeniem. Akumulatory bezobsługowe wykorzystują proces

rekombinacji czyli reakcje chemiczne, dzięki którym tlen i wodór powstające przy

przeładowaniu i w klasycznym ogniwie wydalane do atmosfery, pozostają w akumulatorze w

postaci wody i eliminują konieczność jej uzupełniania.

Temperatura pracy Znamionowa temperatura pracy akumulatorów żelowych wynosi 20 [°C]. Praca

akumulatorów bezobsługowych w podwyższonych temperaturach powoduje dramatyczne skrócenie ich

żywotności. Żywotność zmniejsza się o połowę na każdy wzrost temperatury o 8 [°C] powyżej

znamionowej temperatury pracy. Oznacza to, że akumulator eksploatowany w 28 [°C] zachowa 50

[%] a w 36 [°C] tylko 25 [%] projektowanej żywotności. Dla uzyskania maksymalnej żywotności

akumulatora pracującego buforowo należy:

umieszczać akumulator z dala od urządzeń będących źródłem ciepła (np. transformator,

radiator),

zachować przynajmniej 1,5 cm odstępu wokół akumulatora oraz stosować urządzenia z otworami

wentylacyjnymi w obudowie dla zapewnienia swobodnej cyrkulacji powietrza, zastosować

efektywną naturalną lub wymuszoną wentylację,

stosować zasilacz z kompensacją temperaturową napięcia ładowania jeśli temperatura pracy

będzie znacznie przekraczać 20 [°C] .

Podczas pracy w niskich temperaturach należy uwzględnić spadek pojemności akumulatora i

dobierać ją z odpowiednim zapasem. W temperaturze 0 [°C] pozostaje do dyspozycji ok. 85 [%]

a w minus 10 [°C] i minus 20 [°C] odpowiednio 75 i 65 [%] pojemności znamionowej.

Parametry ładowania - Producent zaleca ładowanie akumulatorów żelowych metodą

stałonapięciową z ograniczeniem prądowym (charakterystyka IU, Rys. 1). Początkowy prąd

ładowania nie powinien być większy niż 0,3 C [A] (zalecany 0,1 C [A] gdzie C - pojemność

akumulatora).

Napięcie ładowania podczas pracy buforowej powinno zawierać się w zakresie od 2,25 do 2,30

[V/ogniwo] (zalecane 2,275 [V/ogniwo]) czyli od 13,5 do 13,8 [V] dla akumulatorów 12-to

woltowych. Przy dużych wahaniach temperatury pracy należy zastosować zasilacz z układem

kompensacji temperaturowej napięcia ładowania, który zmniejsza napięcie ładowania przy

wzroście temperatury. Współczynnik kompensacji temperaturowej wynosi minus 3,3 [mV/ °

C/ogniwo] od 20 [°C]. Napięcie ładowania powinno być dobrze stabilizowane a jego tętnienia

nie powinny przekraczać 1,5 [%]. Małe i lekkie zasilacze impulsowe o dużej sprawności

spełniają te wymagania z zapasem. Głębokość rozładowania Szczelne akumulatory ołowiowo-

kwasowe są wrażliwe na powtarzające się nadmierne (zbyt głębokie) rozładowania. Nadmierne

rozładowanie akumulatora powoduje ograniczenie jego możliwości magazynowania energii,

zmniejszenie pojemności i skrócenie żywotności. Przyczyną nadmiernego rozładowania może być

również pozostawienie rozładowanego akumulatora przez dłuższy czas bez ładowania. Zbyt

głęboko rozładowywane akumulatory ulegają zasiarczeniu, które objawia się częściową,

nieodwracalną utratą dostępnej pojemności. Związek pomiędzy prądem rozładowania a końcowym

napięciem rozładowania został przedstawiony w tabeli 1. Nie należy rozładowywać akumulatora

do napięć niższych niż podane w tabeli 1. Na przykład końcowe napięcie rozładowania 12-to

woltowego akumulatora o pojemności 7 Ah, z którego pobierany jest prąd o wartości 0,7 A (0,1

C [A]) wynosi 10,5 [V] (6 ogniw * 1,75 [V/ogniwo]).

rozładowania Końcowe napięcie rozładowania

[A] [V/ogniwo]

I < 0,2 C 1,75

0,2 C< I < 0,5 C 1,70

0,5 C< I < 1,0 C 1,55

1,0 C> I 1,30

Chociaż niebezpieczeństwo nadmiernego rozładowania występuje głównie podczas pracy

cyklicznej to również w czasie pracy buforowej należy zabezpieczyć się przed zbytnim

obniżeniem napięcia akumulatora w czasie długich przerw w zasilaniu z sieci energetycznej,

przez zastosowanie układu odłączającego akumulator od obciążenia gdy napięcie na jego

zaciskach osiągnie minimalny, dopuszczalny poziom.

końcowe napięcia ładowania ma być 13.8V - jeśli podłączasz akumulator na stałe. Natomiast

jeśli ładujesz pod kontrolą, to końcowe napięcie ładowania ma wynosić 15V i po jego

osiągnięciu masz odłączyć ładowarkę.

Najlepiej ładować podobnie jak ogniwa NiCd, choć można też zwyczajnie - ograniczenie

napięcia do 14,2V i prądu do 0,5C - ale w praktyce najlepiej nie więcej niż 0,2C. Jeśli

chcesz go używać w układzie stałego ładowania - np w centralce alarmowej lub UPS - to prąd

doładowywania ustala się na 0,01-0,05C.

Aby zwiększyć żwotność tego akumulatora zaleca się też cykliczne rozładowanie do poziomu 11V

(nie mniej niż 9,5V) przynajmniej 4 razy w roku.

Podany przez Ciebie prąd ładowania i żądanie cyklicznego rozładowywania dotyczą akumulatorów

NiCd i NiMH a nie żelowych. Żelowym niepotrzebne rozładowywanie zdecydowanie nie służy i

najlepiej "czują się" w warunkach zasilania buforowego, z ewentualną kompensacją temperatury

- jeśli jej wahania są duże.

Natomiast od czasu do czasu warto akumulatory żelowe podładować tak jak w trybie cyklicznym

- do 2.5V na ogniwo. Ale albo pod ścisłą kontrolą albo ładowarką, która na pewno przerwie

ładowanie po osiągnięciu tego napięcia i przejdzie do trybu buforowego.