Е-ветерок.ру
Солнечные контроллеры
Разделы сайта
Мой небольшой опыт
Разные мои самоделки
Расчёт и изготовление лопастей
Изготовление генераторов
Готовые расчёты ветряков
Дисковые аксиальные ветряки
Из асинхронных двигателей
Ветряки из авто-генераторов
Вертикальные ветряки
Парусные ветрогенераторы
Самодельные солнечные панели
Аккумуляторы
Контроллеры инверторы
Альтернативное эл. статьи
Личный опыт людей
Ветрогенераторы Ян Корепанов
Ответы на вопросы
Последние записи
Главная
Аккумуляторы раздел
Почему так быстро умирают автомобильные аккумуляторы
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.
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.
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.
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.