Стационарные аккумуляторные батареи: виды, особенности и сферы применения

Электронакопительные устройства – широкий ассортимент продукции с различной сферой применения: свинцово-кислотные, никелевые, серно-натриевые, серебряно-цинковые, кадмиевые, медно-литиевые, гелевые и другие типы. Самыми распространенными являются свинцово-кислотные и гелевые аккумуляторы.

Стационарные АКБ необходимы для работы ключевых энергопотребляющих систем: для их автономной эксплуатации либо использования в условиях нарушения сетевого электроснабжения. Кроме того, батареи применяются в работе альтернативных источников энергии, в которых выработка электричества характеризуется переменным характером (ветровые электростанции, солнечные установки и др.).

Конструкция стационарного аккумулятора, самые популярные модели

АКБ представлена:

• герметичным корпусом из прочного полипропилена, стойкого к действию минусовых температур, кислот и других негативных воздействий;
• крышкой, которой корпус закрывается сверху;
• банками, отделенными между собой перегородками, из положительных пластин Pb2O и отрицательных пластин из губчатого свинца;
• сепаратором из полимерного материала, стойкого к кислотам, который размещен в банках между пластинами (предупреждают замыкание);
• клеммами – маркированными ( + и -) выводами банок, которые последовательно соединены между собой. Клеммы находятся на противоположных частях батареи, отрицательная меньше чем положительная;
• электролитом – специальным раствором концентрированной H?SO? в дистиллированной либо озонированной воде с плотностью 1,3 — 1,24-1,25 г/см³.

В обслуживаемых устройствах в каждой банке предусмотрена пробка для проверки электролита, а в необслуживаемых для этих целей применяется индикатор, по цвету которого можно определить, нужно ли заряжать АКБ.

Энергия накапливается при химической окислительно-восстановительной реакции. В процессе разряда батареи протекает обратная реакция. В отличие от одноразовых батарей, аккумуляторы способны выдержать от 200 до 1000 циклов «заряд/разряд», поэтому и рентабельность их выше в разы.

Свинцово-кислотный аккумулятор – самый экономичный вариант, получивший распространение благодаря надежности и доступной цене. Несмотря на множество других вариантов, свинцовые АКБ сохраняют свою актуальность и значение, как самый простой и удобный источник энергии. Основное преимущество свинцовой батареи – стабильность напряжения при изменении температуры и тока нагрузки.

Высоким спросом пользуются и модели гелевого типа – необслуживаемые устройства, в которых электролит представлен в виде желе. Снижение текучести электролита, содержащего серную кислоту, упрощает эксплуатацию батареи. Плюсом устройства является невысокая скорость саморазряда.

Первый аккумулятор свинцово-кислотного типа изобретен Г. Планте во Франции в 1859 г. Электроды были сделаны из листового свинца, а сепаратором выступало полотно.

Критерии и характеристики использования стационарных аккумуляторных батарей

Основной критерий использования АКБ – тяжесть последствий, связанных с нарушением подачи электричества. Последствия, связанные с отключением приборов, обесточиванием оборудования, могут быть катастрофическими. Роль стационарных батарей особенно высока в энергетике, телекоммуникации, промышленности, медицине.

Характеристика АКБ – режим использования. Батареи, предназначенные для буферной эксплуатации, могут оперативно начать работать с токовой нагрузкой. Такая способность связана с постоянной или периодической подзарядкой. Но доступен и режим применения в режиме «заряд/разряд».

Эксплуатационные особенности АКБ

К стационарным батареям предъявляются профильные требования:

• возможность длительного использования, надежность и безопасность;
• простота обслуживания;
• приемлемая цена;
• поддержание напряжения при постоянном подзаряде;
• низкая интенсивность саморазряда;
• период разряда в системах, которые обеспечивают бесперебойное питание, от нескольких минут до нескольких часов;
• высокие разрядные токи, характерные для толчковых и импульсных режимов.

Сферы использования и классификация стационарных батарей

Стационарные батареи отличаются широкой сферой использования в качестве источника бесперебойного электропитания:

• телекоммуникации;
• энергетические системы для сглаживания суточного колебания нагрузки;
• системы защиты газопроводов;
• гидро-, атомные и тепловые электростанции;
• электростанции ветрового и солнечного типов;
• электроподстанции;
• автоматические системы управления;
• системы аварийного энергоснабжения в больницах, отелях, на предприятиях.

В зависимости от особенностей технического исполнения электродов есть 3 группы стационарных свинцовых аккумуляторов:

• крепкие панцирные;
• поверхностно-коробчатые;
• продуктивные намазные.

Панцирные АКБ производят в полистирольных, полипропиленовых и эбонитовых баках, электроды – отрицательные намазные и положительные трубчатые.

Поверхностно-коробчатые изделия имеют долгий срок эксплуатации. Рабочие элементы представлены отрицательными коробчатыми и положительными поверхностными пластинами, а баки делают из материалов, аналогичных панцирным батареям.

Намазные АКБ имеют увеличенную толщину электродов. Их делают в закрытом виде. Продолжительность работы составляет до 15 лет, при малом внутреннем сопротивлении они проявляют оптимальные рабочие характеристики.

Что нужно учитывать при выборе батарей стационарного типа

Выбор батарей стационарного типа зависит от требований к обслуживанию, показателей внутреннего сопротивления, срока службы, целей использования и других особенностей. Рассмотрим основные параметры:

• Предназначение. Батареи выбирают, учитывая цели использования. К примеру, аккумуляторы для автомобилей не используются для питания электронных приборов.
• Емкость. АКБ должна обеспечивать максимально возможную продолжительную работу конечного потребителя (оборудования, прибора, освещения и т.д.) без подзарядки.
• Габариты. Размеры и вес батареи должны соответствовать требуемым значениям.
• Компания-производитель. Предпочтительны известные бренды, давно присутствующие на рынке.