Akumulatory do przemysłowych systemów zasilania gwarantowanego

Z uwagi na bezpieczeństwo i warunki pracy są to jednostki bezobsługowe: szczelne (SLA - sealed lead-acid) oraz z zaworami (VRLA - valve regulated lead-acid). Akumulatory VRLA są akumulatorami szczelnymi i dzięki temu mogą pracować w dowolnej pozycji.

W normalnych warunkach eksploatacji nie wydzielają gazów, dzięki szczelności są bezpieczne w eksploatacji i nieszkodliwe dla otoczenia (nie istnieje niebezpieczeństwo poparzenia kwasem siarkowym). Z uwagi na fakt, że nie wydzielają gazów, nie wymagają specjalnych pomieszczeń z wentylacją. Żywotność tego typu akumulatorów jest duża i może wynosić kilkanaście, typowo 5 lub 10 lat.

Spotykane na rynku akumulatory bezobsługowe wykonywane są najczęściej w dwóch technologiach - kwasowej (AGM - Absorbtive Glass Mat) oraz żelowej. W AGM pomiędzy płytami znajdują się separatory wykonane z włókna szklanego, które zawierają elektrolit, natomiast dla wersji żelowych elektrolit utrzymywany jest w postaci żelu. Cechą akumulatorów AGM jest długi czas pracy i stosunkowo niska rezystancja wewnętrzna. Z kolei wersje żelowe mają większą odporność na wstrząsy, wibracje oraz możliwość lepszego odprowadzania wytwarzanego ciepła.

Akumulatory AGM mają niższą rezystancję wewnętrzną, dzięki czemu mają wyższe napięcie na zaciskach i dłuższy czas pracy, szczególnie przy rozładowaniu dużym prądem.

Jak wybrać akumulator?

Na rynku akumulatorów kwasowo-ołowiowych bezobsługowych panuje bardzo duża standaryzacja w zakresie napięć, wymiarów, typów, rozkładu wyprowadzeń i terminali połączeniowych. Można nawet powiedzieć, że rynek tych produktów jest dość unikalny w skali współczesnej techniki, gdyż zwykle producenci forsują rozwiązania własnościowe, nietypowe i unikają rozwiązań najbardziej popularnych i powszechnie stosowanych, gdyż w nich panuje na rynku największa konkurencja.

Dla klienta przekłada się to na bardzo dużą możliwość wyboru i szeroką sieć sprzedaży. Niemniej drugą stroną tego medalu jest to, że na rynku jest wiele produktów o wątpliwej jakości, o naciąganych parametrach i pochodzących od dostawców bez wystarczającej renomy, które oczywiście są tańsze.

Kupując akumulator bezobsługowy do systemu zasilania bezprzerwowego, warto zatem zwrócić uwagę na kilka kluczowych czynników. Najważniejszy to renomowany dostawca istniejący na rynku od lat, bo niestety całą resztę trudno zweryfikować. Po drugie, liczy się marka produktu, gdyż czołowi producenci dbają o to, aby byli kojarzeni przez klientów jako godni zaufania. A mając dostawcę i wybraną markę, trzeba przyjrzeć się parametrom.

Na co zwracać uwagę?

Omawiane akumulatory stosowane są w przemyśle w dwóch głównych grupach aplikacji. Mogą one być używane do pracy cyklicznej, np. w urządzeniach przenośnych czy pojazdach lub stosowane do pracy buforowej. W ostatnim przypadku akumulator jest przez cały czas podłączony do systemu takiego jak UPS czy system zasilania gwarantowanego. Generalnie producenci wskazują, do jakiego z tych dwóch obszarów zastosowań kierowany jest dany akumulator, gdyż ma to wpływ na żywotność i wydajność.

Żywotność akumulatora w opisywanym zastosowaniu powinna być jak największa, dlatego producenci podają liczbę gwarantowanych cykli pracy, a więc okresów, gdy akumulator jest rozładowywany i ładowany. Porównując różne jednostki, warto upewnić się, że deklarowane cykle dotyczą rozładowywania do tego samego poziomu (50%) i dotyczą tego samego zakresu temperatur (zwykle 20-25ºC). Typowe wartości cykli dla akumulatorów wynoszą ok. 500 (dla pracy cyklicznej), a czas życia 5-10 lat (dla pracy buforowej).

Pojemność akumulatora zależy od tego, jakim prądem jest on rozładowywany i do jakiego napięcia końcowego, a także w jakiej temperaturze otoczenia zachodzi proces, gdyż jak wiadomo, temperatura ma duży wpływ na szybkość procesów chemicznych. Pojemność nominalna podawana jest zwykle dla 20ºC, co oznacza, że w 40ºC jest to 103%, dla 0ºC wynosi ona 85%, a w -15ºC tylko 65%.

Nominalna wartość pojemności zwykle dotyczy rozładowania do napięcia 10,5 V w czasie 20 godzin i w temperaturze 25ºC. Niemniej dla 4-krotnie większego prądu dostępna pojemność jest już o kilkanaście procent niższa. W zastosowaniach takich jak UPS, które silnie obciążają akumulator, należy zatem patrzeć na dane dla dużych prądów obciążenia (najczęściej dostępne jako wykresy), bo one są bliższe rzeczywistości.

Rezystancja wewnętrzna akumulatora, który ma w chwili zaniku napięcia sieci podtrzymać zasilanie, powinna być jak najmniejsza. Jest ona powiązana z maksymalnym prądem rozładowania, a więc wartością, którą akumulator silnie obciążony jest w stanie oddać bez przegrzania się i uszkodzenia. Te parametry są bardzo istotne w przypadku zasilaczy UPS, które w czasie awarii pracują z pełną mocą.

Prąd rozładowania akumulatorów przez falownik jest tutaj bardzo duży i aby UPS był w stanie dostarczyć pełną moc, akumulator musi pozwalać na obciążenie prądem powyżej 100-250 A (w zależności od pojemności nominalnej). Parametr ten ma mniejsze znaczenie w zasilaczu buforowym, bo takie rozładowanie prądem o dużym natężeniu nie występuje.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe dość szybko tracą ładunek i ulegają samorozładowaniu. Mimo że w większości aplikacji parametr ten nie ma specjalnie dużego znaczenia, bo zwykle akumulator współpracuje z ładowarką i utrzymywany jest w stanie naładowanym, warto na niego zwracać uwagę, przeglądając karty katalogowe, gdyż pośrednio definiuje on jakość konstrukcji elektrod. Niskie samorozładowanie to domena jednostek najlepszej klasy, które zwykle mają też inne parametry bardzo dobre. Samorozładowanie definiuje się, pokazując, ile procent ładunku zostanie po kilku miesiącach przechowywania, np. 6 miesięcy - 80%, 12 miesięcy 60% itd.

Na koniec koniecznie trzeba wspomnieć o zakresie temperatur pracy omawianego typu akumulatorów, gdyż pomiędzy poszczególnymi typami i markami są spore różnice. Gdy akumulator pracuje jako źródło energii na czas awarii sieci w systemie alarmowym lub innym urządzeniu małej mocy zainstalowanym w budynku, zakres temperatur pracy nie jest zwykle problemem. Wówczas standardowy przedział 0...+40°C też będzie wystarczający.

W przypadku, gdy akumulator pracuje na zewnątrz budynku, w sprzęcie mobilnym lub aplikacji przemysłowej, zakres temperatur pracy staje się podstawowym parametrem selekcji. Do tych poważniejszych zastosowań akumulatory pracują w przedziale -15÷50°C, dużo wersji ma ten zakres na poziomie -20÷50°C, a najlepsze nawet od -40 do +60°C. Te ostatnie kierowane są do aplikacji i instalacji wymagających dużej niezawodności i są one przystosowane do pracy w trudnych warunkach środowiskowych.

Sprawdź ofertę akumulatorów w Microsie

W ofercie firmy Micros można znaleźć kilkadziesiąt różnych typów bezobsługowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych producentów takich jak Powerbat, SSB, MW Power, MXB i innych o pojemnościach od 0,8 do ok. 200 Ah. Jest to kompletny zestaw wszystkich popularnych jednostek tego typu istniejący na rynku. Akumulatory mają napięcie nominalne 12 V, obudowę wykonaną z niepalnego tworzywa i końcówki pod konektory lub oczka śrubowe w zależności od wielkości.

Poza akumulatorami kwasowo-ołowiowymi Micros ma w ofercie też mniejsze ogniwa: litowo-jonowe, litowo-polimerowe oraz niklowo-wodorkowe. Pełny katalog dostępny jest na stronie internetowej firmy.

Micros sp. j. W. Kędra i J. Lic
www.micros.com.pl