В контакте

Почему так быстро умирают автомобильные аккумуляторы

автомобильный акумулоятор

Причины по которым автомобильные аккумуляторы быстро теряют свою ёмкость в составе ветро-солнечных систем заложены в самой конструкции авто аккумуляторов. Аккумулятор состоит из свинцовых, пластин, которые представляют из себя решетки с намазанной в них активной массой (сульфатом свинца с добавками). Электролитом служит серная кислота разведёная до плотности 1,28 г/см3 дистиллированной водой.

В процессе заряда кислота выходит из пор свинцовых пластин и плотность растёт, при полном заряде плотность достигает 1,28 г/см3. При разряде кислота уходит глубоко в поры пластин и плотность падает, при плотности 1,10 г/см3 аккумулятор полностью разряжен.

В процессе разряда кислота уходит в поры тем самым расширяя активную массу пластин. В процессе расширения происходит деградация, отслоение от решотки активной массы, её разбухание и осыпание. Этот процесс медленный, но неуклонный, и приводит в конечном итоге к большому количеству отслоившейся массы, которая имеет плохой контакт или вообще теряет его. Так теряется ёмкость, а если осыпется много активной массы, то через неё замыкаются пластины между сабой и "банка" окончательно умирает. Такая банка с осыпанной активной массой замыкается, и сама разряжается, а при заряде активно кипит.

Чем глубже разряд аккумулятора тем сильнее и быстрее разрушается активная масса пластин. В автомобиле аккумулятор очень редко сильно разряжается, так как обычно сразу же после запуска двигателя генератор полностью заряжает аккумулятор. Но к примеру многие знакомы с жалобами на то что - "забыл выключить фары или музыку и аккумулятор сел, его зарядили, а он через несколько дней перестал крутить стартер". Вот это и есть расширение активной массы, которая теряет контакт с решеткой, из за этого сильно падает ёмкость и сила тока аккуулятора. То-есть всего один глубокий разряд сильно испортил аккумулятор.

Сейчас производители в активную массу (намазку решёток) добавляют разные добавки позволяющие снизить разрушение при расширении, поэтому появились аккумуляторы устойчивые к глубокому разряду. Но всё равно обычно аккумулятор служит 2-3 года, иногда до пяти лет, и это при условии не допущения глубоких разрядов. Нормальные условия это разряд не более 10% от ёмкости и сразу же полный заряд от генератора.

Что-же происходит если поставить автомобильной аккумулятор в состав солнечной электростанции

К примеру вы поставили один аккумулятор на 60а/ч, и заряжает его одна солнечная батарея на 100ватт. Днём при солнце аккумулятор полностью заряжается, а вечером и ночью от него питается ночное освещение с потреблением 5а/ч (это 60 ватт/ч). Так вот за ночь с 10-ти часов вечера до 6-ти часов утра освещение потребит из АКБ 40 ампер часов. То есть аккумулятор разряжается очень глубоко на 66%, и каждые сутки активная масса то расширяется (разряд) то сужается (заряд) очень сильно. Но если например на улице пасмурный день, и аккумулятор не успел за день зарядится, а ночью снова включится освещение , то в итоге аккумулятор разряжается полностью и контроллер отключает нагрузку при 10 вольт, и тогда до утра аккумулятор полностью разряжен.

фонарь на солнечных панелях

Именно этот всего один раз резко снижает емкость аккумулятора. А дальше появляется солнце и аккумулятор полностью заряжается, но он уже потерял часть ёмкости из-за расширения активной массы, и ночью питая освещение он полностью разряжается так как ёмкость потеряна, и снова активная масса пластин расширятся по максимуму. Это приводит к ещё большей потери ёмкости, масса расширяется, разбухает, теряет контакт и осыпается, в итоге всего несколько циклов и аккумулятор заряжается за пять минут и не держит заряд, сам разряжается и его только на утилизацию.

Таким образом стоит один раз забрать всю ёмкость или даже половину и процесс деградации запущен. Тоже самое если будет работать с ветрогенратором, но так-как ветрогенератор даёт нестабильное напряжение здесь имеет место ещё и постоянный недозаряд аккумулятора, а это ведет за собой сульфатацию.

Сульфатация - что это такое?

Многие говорят что причина быстрого выхода из строя аккумулятора это сульфатация, но это не совсем так, но все-же сульфатация тоже имеет место быть когда аккумулятор по долгу до конца не заряжается. Сульфатация это сульфат свинца в виде белого налёта на пластинах, который закупоривает поры активной массы тем самым препятствует химическим процессам, и участки покрытые сульфатом перестают участвовать в процессе отдачи и накопления энергии.

сульфатация аккумулятора

В процессе разряда ионы свинца превращаются в кристаллы сульфата свинца и выпадают на плюсовые пластины. А во время заряда происходит обратная реакция, сульфат снова переходит в свинец и возвращается в минусовые пластины выгоняя кислоту (по-этому плотность поднимается). Если долго не заряжать аккумулятор то кристаллы сульфата свинца становятся крупнее и труднорастворимыми при заряде, они так и остаются на плюсовых пластинах в виде налёта препятствующего последующей работе. В итоге аккумулятор теряет ёмкость, и этот процесс довольно быстро усугубляется.

Что-же сделать чтобы авто аккумулятор проработал как можно дольше

Во первых не допускать сильного разряда, максимум до 50% ёмкости, а лучше чтобы не больше 10-20% как в автомобиле. Получается что с аккумулятора нельзя брать всю ёмкость и если аккумулятор на 60а/ч, то брать не более 30а/ч, значит разряжать до напряжения не 10вольт, как установлено на контроллерах, а до 11,7вольта. Для этого нужен контроллер с возможностью ручной установки напряжения отключения нагрузки. И не разряжать аккумулятор до отключения инвертора. Многие жалуются что именно инверторы 12/220вольт портят аккумуляторы, и это не удивительно так-как они отключаются при 10 вольт, а это 100% разряда аккумулятора.

Нужно рассчитывать аккумулятор с двухкратным запасом ёмкости чтобы они проработали хотя-бы гарантийный срок. Например если энергии тратится за тёмное время суток или без ветра скажем 50а/ч, то аккумулятор нужен емкостью как минимум 100а/ч, и контроллер чтобы выключал потребителей при падении напряжения до 11,8 вольт. Вся дешевизна автомобильных аккумуляторов перекрывается потребностями ставить акб в два раза большей емкости чем нужно, поэтому это совсем не экономия. А если учесть что они служат 2-3 года, то это пустая трата денег и облегчение на короткое время, а потом снова менять аккумуляторы.

Тяговые аккумуляторы

Тяговые аккумулятор это более разумный подход и более дешевый в итоге, хотя на практике бывает что и дорогие АКБ служат так-же как и автомобильные. Тяговые аккумуляторы специально предназначены для долгой отдачи энергии и глубокого разряда. Благодаря более толстым и массивным пластинам с мелкими клетками активная масса не так сильно расширяется, плюс там идут добавки способствующие лучшему контакту и меньшей деградации активной массы. В итоге аккумулятор получается примерно на треть тяжелее чем автомобильный, и дороже раза в три четыре, но он при разряде не более чем 80% отрабатывает 800-1500 циклов разряда-заряда и 100-350 полного разряда 100%. Если аккумулятор разряжать не более чем 80%, то можно пользоваться до десяти лет, а то и белее. Но не стоит забывать про сульфатацию и не оставлять незаряженным на долгое время.

тяговый акумулоятор

Тяговые аккумуляторы сейчас сильно шагнули вперёд, новейшие технологии типа панцирной надёжно предотвращают осыпание активной массы, и добавки предотвращают деградацию активной массы. Поэтому тяговые аккумуляторы лучших производителей могут служить до 20-ти лет по заявлению производителей, но и стоят такие АКБ больших денег. В принципе нет разницы что использовать самые дешевые автомобильные или самые дорогие тяговые. В итоге деньги теже, если правильно эксплуатировать, просто автомобильные менять чаще, но угробить автомобильный аккумулятор гораздо проще. Кстати кальциевые аккумуляторы особенно быстро теряют ёмкость если разряжать очень глубоко, так-как кальций выпадает на пластины в виде сульфата и потом совсем не растворяется наглухо закупоривая активную массу пластин, некоторые аккумуляторы теряют 90% емкости уже после первого разряда до 10вольт.

Есть ещё мелкие отличия между гелевыми аккумуляторами и другими типами. Но это уже всё нюансы, нужно неукоснительно соблюдать эксплуатационные инструкции, которые пишут не просто так. Типов свинцовых аккумуляторов более десятка, и различаются они по состоянию электролита, обслуживаемые или нет, и по конструкции свинцовых пластин, сепараторов и прочего.