AGM a GEL baterie: co si vybrat?

Při řešení problému nepřerušitelného napájení se často potýkají s obtížnou volbou mezi AGM a GEL bateriemi. Po pochopení vlastností technologií výroby baterií a provozních charakteristik budeme schopni vyvodit závěry o rozsahu optimální aplikace.

Technologie baterií AGM

AGM znamená Absorbent Glass Mat a znamená „absorpční sklolaminát“. Ve skutečnosti se jedná o obyčejné olověné baterie, pouze v nich není elektrolyt ve formě volně tekoucí kapaliny, ale ve formě skelné vaty hojně namočené v roztoku kyseliny sírové (jakási plena na elektrolyt) . Co to dává:

• Je zde místo pro vodík uvolňovaný během procesu nabíjení – je „uzamčen“ ve skleněném vláknu. Jinými slovy, plyn je zcela rekombinován uvnitř baterie. To vám umožní bezpečně používat baterie AGM v interiéru.
• Utěsněný design umožňuje jejich použití v jakékoli poloze
• Nevyžadují údržbu, ale to nevylučuje potřebu pravidelného „školení“ baterií

Speciálně pro naše čtenáře jsme nelitovali a vypilovali oblíbenou baterii CSB GP 12120, pojďme se podívat, co je uvnitř:

Řezání CSB GP 12120

Olověné desky s absorbovaným elektrolytem ze skelné vaty

Samotný AGM je bohatě napuštěný elektrolytem

Gelová technologie

Konstrukce gelové baterie je podobná AGM, ale elektrolyt není absorbován skleněným vláknem, ale zahuštěn silikagelem (SiO2). Gel zadržuje elektrolyt ve své struktuře a zachovává integritu olověných desek. K pohybu molekul elektrolytu dochází přes mikropóry gelové struktury.

Nyní porovnejme vlastnosti a cenu podobných baterií vyrobených různými technologiemi. Na základě datových listů (výkonnostní charakteristiky) a rozhovoru s inženýrem porovnáme charakteristiky na příkladu baterií Delta a Challenger.

1) Nabijte

Klasický nabíjecí proud pro olověné baterie je 0,1C nebo 10% kapacity baterie, ale maximální přípustný nabíjecí proud pro AGM a gelové baterie je jiný:

• AGM – 0.3C (například pro baterii Delta HR 12-100 (100Ah) – nabíjecí proud 30A)
• GEL – 0.2C (pro baterii Delta GX 12-100 (100Ah) – nabíjecí proud 20A)

Nabíjení maximálním proudem mírně snižuje životnost baterie (o 5-7%), ale může být velmi užitečné v případech, kdy je potřeba baterii rychle nabít. Například při práci v hybridních systémech s generátorem. Minimální možná doba nabíjení (s přihlédnutím k účinnosti) pro zcela vybitou baterii AGM bude tedy asi 6 hodin a pro gelovou baterii 8 hodin.

2) Počet cyklů

Porovnejme počet cyklů pro různé typy baterií ve dvou různých sériích

Delta HR 12-100 (AGM): 100 % DOD – 275 cyklů, 50 % – 575 cyklů, 30 % – 1325 cyklů

Delta GX 12-100 (GEL): 100 % – 325 cyklů, 50 % – 700 cyklů, 30 % – 1850 cyklů

Delta DTM 12-200 L (AGM): 100 % – 275 cyklů, 50 % – 550 cyklů, 30 % – 1200 cyklů

Delta GX 12-200 (GEL): 100 % – 325 cyklů, 50 % – 700 cyklů, 30 % – 1850 cyklů

Rozdíl v cykličnosti mezi řadami HR (AGM) a GX (GEL) při DOD 50 % je tedy 21,7 % ve prospěch druhé řady; mezi DTM a GX: 27,2 % ve prospěch GX.

Pro objektivitu uvádíme graf a údaje o bateriích Challenger řady A (AGM) a G (GEL) při vybíjení až 80 %

Challenger A12-200 – 80% DOD – 525 cyklů
Challenger G12-200 – 80% DOD – 645 cyklů
19% rozdíl.

3) Aktuální maloobchodní cena a náklady na cyklus

Kvůli nestabilnímu kurzu jsem musel uvést v nenáviděných dolarech. Ve vztahu k počtu cyklů při 50% vybití:

• Delta HR 12-100 – 223 $/575=0,406
• Delta GX 12-100 – 240 $/700 = 0,343
• Delta DTM 12200 L – 390 $/550 = 0,709
• Delta GX 12-200 – 467 $/700 = 0,667

• Challenger A12-200 – 475 $/525 = 0,91
• Challenger G12-200 – 550 $/645 = 0.85

4) Hluboké vybití

Gelová baterie je díky použití zahušťovadla elektrolytu odolnější vůči hlubokému vybití, jinými slovy, vybití do 1.6V/el (9,6V) způsobuje menší poškození baterie. Hluboké vybití baterií je vlastní alternativní energii (solární panely, větrné turbíny ve vyrovnávacích režimech, UPS a invertory neumožňují vybití baterie pod 10.5V);

5) Životnost

Životnost baterie je poměrně abstraktní věc z toho důvodu, že je obtížné a nákladné provést odbornou studii s paralelním provozem vzorku dvou typů baterií z různých sérií v délce 10-12 let a porovnat její výsledky. Dokumentace uvádí stejnou výdrž baterie. Vzhledem k tomu se musíme spoléhat na nepřímá data, která nám poskytují výrobní inženýři, jejichž názor je založen na vlastnostech výrobních technologií. Tak:

• DTM – standardní baterie AGM
• HR a HRL – liší se složením elektrolytu, do kterého byly přidány speciální přísady, které zvyšují energetický výdej a zpomalují proces sulfatace a koroze olověných plátů baterie, čímž se výrazně prodlužuje její životnost
• Gel – elektrolyt zahuštěný silikagelem

Na základě průzkumu odborníků je hodnocení životaschopnosti a načasování práce v režimu vyrovnávací paměti, od nejmenšího po největší, sestaveno následovně:

• GX – průvodce cykličností
• DTM L – Aditiva s dlouhou životností
• HR – aditiva + vysoká energetická účinnost

Závěry

1. Baterie AGM mají výhodu v systémech, které vyžadují rychlé nabíjení baterií, například v případě hybridních obvodů „střídač + generátor“ (zkrátíme dobu provozu generátoru a prodloužíme dobu ztišení), protože vydrží vyšší nabíjecí proud.
2. V případě řešení problému autonomního napájení na bázi solárních panelů nebo větrného generátoru jsou při dostatečném rozpočtu výhodnější gelové baterie, které jsou odolné proti hlubokému vybití a mají delší životnost cyklu nabíjení-vybíjení.
3. Chcete-li pracovat v režimu vyrovnávací paměti, tzn. v systémech záložního napájení založených na UPS a invertorech by měla být dána přednost technologii AGM, protože bateriová banka je levnější a vydrží déle (životnost baterií ve vyrovnávací paměti se počítá v letech, ne v cyklech). Nejodolnější řada HR a HRL baterií díky různým přísadám v elektrolytu, které snižují destrukci olověných desek.
4. Ve výkonných systémech s vysokými vybíjecími proudy a autonomií až 30 minut se doporučuje použití řady HR a HRL, protože Tyto baterie mají nejvyšší energetický výkon za jednotku času s krátkými cykly.

Naše video z partnerského vzdělávacího semináře. Technologie AGM a Gel

Zanechte komentáře a ptejte se!