Akumulatory kwasowo-ołowiowe są powszechnie stosowane jako źródła energii elektrycznej w wielu urządzeniach i pojazdach. W ostatnich latach coraz większą popularność zyskują akumulatory typu AGM, które stanowią modyfikację tradycyjnych akumulatorów z elektrolitem w formie cieczy. Akumulatory AGM charakteryzują się szeregiem zalet, takich jak większa odporność na wibracje czy możliwość pracy w różnych pozycjach, ale mają również pewne wady, na przykład wyższą cenę. Aby w pełni zrozumieć zastosowanie i parametry akumulatorów AGM, warto bliżej przyjrzeć się ich budowie, eksploatacji oraz porównać zalety i wady w stosunku do tradycyjnych akumulatorów.
Zastosowanie akumulatorów AGM
Akumulatory AGM znajdują szerokie zastosowanie zarówno w motoryzacji, przemyśle, jak i w instalacjach domowych. Ze względu na większą odporność na wstrząsy są chętnie stosowane w pojazdach terenowych, quadach, motorach przyczep kempingowych. Coraz częściej montowane są fabrycznie w nowych samochodach osobowych i ciężarowych. Akumulatory AGM dobrze sprawdzają się także jako akumulatory rozruchowe w maszynach i urządzeniach przemysłowych narażonych na drgania podczas pracy. Kolejnym obszarem zastosowań są systemy zasilania awaryjnego UPS, gdzie AGM gwarantują większą niezawodność i żywotność. W instalacjach fotowoltaicznych akumulatory te zapewniają lepszą wydajność przy cyklicznym ładowaniu i rozładowywaniu. Dzięki hermetycznej konstrukcji nadają się również do stosowania w pomieszczeniach zamkniętych.
Budowa akumulatorów AGM
Elektrolit w formie żelu
Podstawową różnicą akumulatorów AGM w stosunku do tradycyjnych ogniw jest zastąpienie ciekłego elektrolitu elektrolitem w formie żelu silikonowego. Elektrolit ten otacza płytki ołowiowe i zapewnia przewodnictwo jonowe, jednak nie może swobodnie wyciekać z ogniwa. Zwykle stosuje się specjalne włókniny szklane lub syntetyczne, które pochłaniają elektrolit i utrzymują go w bezruchu. Dzięki temu akumulator AGM jest całkowicie szczelny i może pracować w różnych pozycjach bez ryzyka wycieku lub osuszenia płytek.
Zalety budowy AGM
Zastosowanie elektrolitu w formie żelu oraz włókniny szklanej lub syntetycznej zapewnia akumulatorom AGM szereg zalet w stosunku do tradycyjnych konstrukcji. Przede wszystkim ograniczają one możliwość rozlewania się elektrolitu, przez co akumulator może pracować w dowolnej pozycji. Ponadto zwiększają odporność na wibracje i wstrząsy, gdyż elektrolit żelowy lepiej tłumi drgania niż ciecz. Dzięki temu ogniwa AGM są mniej podatne na uszkodzenia mechaniczne podczas transportu i pracy. Włóknina seperatorowa dodatkowo wzmacnia konstrukcję i zmniejsza osiadanie materiału aktywnego z płytek.
Wady budowy AGM
Mimo wielu zalet, budowa akumulatorów AGM ma też pewne wady. Przede wszystkim produkcja separatorów z włókniny oraz nasycanie ich elektrolitem żelowym jest kosztowna, przez co ogniwa AGM są droższe od tradycyjnych. Ponadto utrudniony jest dostęp do wnętrza ogniw, co ogranicza możliwości serwisowania i regeneracji. Niektóre typy włóknin mogą też ulegać wypiętrzaniu i odkształceniom pod wpływem cykli ładowania. Wymaga to zastosowania separatorów o większej sztywności, co dodatkowo zwiększa koszty produkcji.
Parametry akumulatorów AGM
Pojemność i napięcie
Typowe akumulatory AGM produkowane są w zakresie pojemności od około 10 do 200 Ah, przy napięciu nominalnym 12 V. Mniejsze ogniwa o pojemności 2-20 Ah stosuje się w elektronice i UPSach, natomiast większe powyżej 100 Ah w pojazdach i systemach solarnych. Napięcie poszczególnych ogniw AGM wynosi 2 V, podobnie jak w tradycyjnych akumulatorach kwasowo-ołowiowych. W praktyce po zainstalowaniu i naładowaniu napięcie całego akumulatora 12 V osiąga wartość 13,6-13,8 V.
Prąd rozruchu i zimnego startu
Akumulatory AGM cechują się zwykle mniejszą wartością prądu rozruchowego (CCA) niż tradycyjne akumulatory starterowe. Typowo wynosi on około 80-90% wartości CCA akumulatora cieczowego o takiej samej pojemności. Jest to spowodowane mniejszą przewodnością elektrolitu żelowego w porównaniu z cieczą. Z drugiej strony, przy niskich temperaturach straty pojemności akumulatorów AGM są mniejsze, dzięki czemu zachowują one zdolność do zimnego startu.
Trwałość i cykliczność
Szacuje się, że w przypadku eksploatacji buforowej akumulatory AGM mogą osiągnąć 2-3 razy dłuższą żywotność niż tradycyjne akumulatory z cieczą. Wynika to z lepszej odporności na korozję i osuszanie płytek. Przy pracy cyklicznej różnice nie są aż tak duże, ponieważ cykliczność ograniczona jest przez materiał płytek, a nie elektrolit. Niemniej przy prawidłowej eksploatacji liczba cykli akumulatorów AGM jest większa niż tradycyjnych o 20-30%.
Eksploatacja akumulatorów AGM
Ładowanie i konserwacja
Akumulatory AGM wymagają nieco innego podejścia podczas ładowania niż tradycyjne akumulatory z cieczą. Przede wszystkim należy unikać przeładowania, gdyż elektrolit żelowy gorzej odprowadza gazowy tlen i wodór. Optymalna metoda ładowania to ładowanie buforowe prądem 0,1-0,2 C pojemności akumulatora. Akumulatory AGM nie wymagają uzupełniania wody destylowanej, natomiast zaleca się okresową konserwację w postaci kontroli napięcia ogniw i czyszczenia zacisków.
Magazynowanie i transport
W przypadku magazynowania akumulatorów AGM przez dłuższy czas, należy je okresowo doładowywać w celu kompensacji samoistnych strat. Optymalna temperatura przechowywania to 15-20°C przy wilgotności powietrza 65%. Akumulatory AGM są odporne na uszkodzenia mechaniczne, jednak podczas transportu należy unikać gwałtownych wstrząsów i uderzeń. Zaleca się przewożenie ich w pozycji pionowej z zamocowaniem chroniącym przed przemieszczaniem.
Bezpieczeństwo użytkowania
Ze względu na zastosowanie elektrolitu w formie żelu, akumulatory AGM są bezpieczniejsze w użytkowaniu od tradycyjnych akumulatorów. Nie występuje ryzyko poparzenia kwasem, a w przypadku uszkodzenia obudowy, elektrolit żelowy nie wylewa się. Mimo to przy pracy z akumulatorami AGM należy zachować podstawowe zasady bezpieczeństwa - stosować odzież ochronną i unikać iskrzenia.
Zalety akumulatorów AGM
Odporność na wibracje i uderzenia
Dzięki zastosowaniu elektrolitu w postaci żelu oraz sztywnej włókniny separatorowej, akumulatory AGM są znacznie bardziej odporne na drgania i wstrząsy niż tradycyjne akumulatory. Pozwala to na bezpieczne stosowanie ich w pojazdach terenowych i urządzeniach narażonych na silne wibracje. Mniejsze jest ryzyko uszkodzeń płytek i rozwarstwienia się materiałów aktywnych pod wpływem wibracji.
Możliwość pracy w różnych pozycjach
Dzięki zastosowaniu elektrolitu w formie żelu zamiast cieczy, akumulatory AGM mogą pracować w dowolnej pozycji bez ryzyka wycieku lub nierównomiernego rozmieszczenia elektrolitu. Ogniwa AGM można więc montować w pionie, poziomie lub pod kątem, co zwiększa elastyczność projektowania systemów i zajmowania mniejszej przestrzeni.
Brak wycieków elektrolitu
Brak możliwości wycieku elektrolitu to jedna z głównych zalet akumulatorów AGM. Umożliwia to bezpieczne stosowanie ich w pomieszczeniach zamkniętych, gdzie tradycyjne akumulatory stwarzałyby ryzyko wydostania się toksycznego kwasu siarkowego. Montaż akumulatorów AGM nie wymaga specjalnych zabezpieczeń przed wyciekiem, a ich eksploatacja jest bezpieczniejsza dla użytkownika.
Wady akumulatorów AGM
Wyższa cena niż tradycyjne akumulatory
Główną wadą akumulatorów AGM jest ich wyższa cena w porównaniu do tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Wynika to z bardziej skomplikowanej budowy separatorów z włókniny szklanej, konieczności nasycania ich elektrolitem żelowym oraz większych kosztów montażu. Różnica w cenie sięga nawet 50% w stosunku do akumulatora cieczowego tej samej pojemności.
Wrażliwość na przeładowanie
Z uwagi na ograniczoną możliwość odprowadzania gazów przez elektrolit żelowy, akumulatory AGM są bardziej wrażliwe na przeładowanie niż akumulatory z cieczą. Przy ładowaniu napięciem wyższym od 14,8-15 V istnieje ryzyko nadmiernego wydzielania się tlenu i wodoru, co może doprowadzić do uszkodzenia ogniw.
Mniejsza wydajność w niskich temperaturach
W bardzo niskich temperaturach poniżej -20°C elektrolit żelowy zwiększa swoją lepkość, przez co ograniczona jest możliwość przepływu prądu. Powoduje to spadek pojemności akumulatora AGM i trudności w rozruchu silnika. Akumulatory z cieczą radzą sobie w takich warunkach nieco lepiej.
Podsumowanie
Akumulatory AGM stanowią nowoczesną alternatywę dla tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Dzięki zastosowaniu elektrolitu w formie żelu oraz sztywnych separatorów z włókniny szklanej lub syntetycznej, charakteryzują się większą odpornością na wstrząsy, możliwością pracy w różnych pozycjach i brakiem ryzyka wycieków. Te zalety sprawiają, że akumulatory AGM dobrze sprawdzają się w pojazdach terenowych, systemach UPS i odnawialnych źródłach energii. Do wad należy zaliczyć wyższą cenę, wrażliwość na przeładowanie i słabsze działanie w niskich temperaturach. Mimo to w wielu zastosowaniach zalety akumulatorów AGM przeważają nad wadami.
Tagi
Udostępnij artykuł