Чи слід використовувати гелеві батареї в системах безпеки?

Для початку визначимося з тим, що це і з чим його їдять.

Що таке гелевий акумулятор

Гелевий акумулятор – це свинцеве джерело енергії, в якому електроліт між пластинами знаходиться у вигляді гелю в абсорбованому стані, що означає, що це джерело енергії не обслуговується і повністю герметичне. Принцип його дії нічим не відрізняється від інших типів акумуляторів.

У звичайних свинцевих батареях електроліт присутній у вигляді суміші дистильованої води і сірчаної кислоти. Гелева технологія відрізняється тим, що кислотний розчин в акумуляторі має форму гелю. Така структура електроліту досягається за рахунок додавання до складу силіконового наповнювача, який робить суміш густішою.

Кілька з'єднаних надміцних пластикових циліндричних блоків утворюють корпус гелевого блоку живлення.

Принцип роботи гелевого джерела практично не відрізняється від звичайних свинцевих акумуляторів – заряджене джерело видає заряд. Під час цього процесу падає напруга і падає щільність електроліту.

Але є і різниця. Під час роботи від батареї молекули газу руйнуються і об'єднуються (рекомбінація), вивільняючи енергію і воду, які потім поглинаються рідким гелем. Це вирішує дві проблеми:

1. Немає необхідності додавати воду, оскільки вільна вода утворюється шляхом рекомбінації газу.
2. Відсутність викидів газів, що дозволяє використовувати гелеві батареї в житлових приміщеннях в якості ДБЖ.

Підбір гелевих батарей

Вибираючи нове джерело живлення, в тому числі гелеве, зверніть увагу на наступні параметри:

• Продуктивність – вимірюється в ампер/год. Показує, як довго блок живлення може видавати 1А.
• Максимальний зарядний струм – максимально допустиме значення струму при зарядці акумулятора.
• Максимальний струм розряду, також званий пусковим струмом, показує максимальний струм, який акумулятор може видавати протягом 30 секунд.
• Робоча напруга на виводах – 12В.
• Вага акумулятора залежить від його продуктивності.

На відміну від звичайних батарей тут параметри більш критичні. Для гелевих батарей потрібно розуміти, що:

• акумулятор має термін служби близько 500–700 циклів заряду–розряду;
• під час глибокого розряду пластини залишаються покритими, що знижує їх схильність до корозії;
• дуже важлива точність зарядки, перевищення якої може викликати здуття акумулятора;
• дуже чутливий до перегріву і коротких замикань;
• важливо дотримуватися значень, зазначених виробником для температури зарядки і діапазону напруги;
• відмінно витримують глибоку розрядку (але не всі);
• мають високий внутрішній опір і тому не можуть давати високих значень струму;
• можуть працювати у всіх положеннях, окрім перегорнутого;
• за незначних пошкодженнях витоку електроліту не відбувається, оскільки він має структуру слизу;
• гелеві батареї витримують екстремальні холоди до –45 градусів.

Термін служби гелевої батареї

Термін служби гелевої батареї за заявою виробників становить близько 10 років. Однак слід зауважити, що це практично маркетингова заява, майже справедлива, якщо зазначені виробником умови роботи суворо дотримуються. Фактичний період може значно змінюватися в меншу сторону.

Насправді ці умови виконуються рідко. Таким чином, термін служби найпростіших батарей становить 1–3 роки, після чого вони висихають і розбухають. У більш дорогих моделях за умови дотримання рекомендацій щодо глибини розряду (DoD) вони живуть набагато довше – 5–10 років. Прикладом виконання умов, зазначених виробником, є дата-центри (центри обробки даних).

Занадто низькі (нижче –30°C) і занадто високі (вище +50°C) температури скорочують термін служби гелевої батареї. Це пов'язано з тим, що в таких умовах електрохімічна активність джерела енергії або знижується, або збільшується. Слід зазначити, що підвищення температури призводить до прискореної корозії пластин. Постійне збивання батарей також скорочує термін їх служби. Однак перезарядка негативно позначається на терміні служби.

Плюси і мінуси гелевих акумуляторів

Переваги гелевих батарей:

• довге життя;
• велика кількість циклів заряду–розряду;
• відсутність необхідності екстреної підзарядки джерела живлення при глибокому розряді;
• невелика втрата ємності у разі виходу з ладу акумулятора (близько 20% в рік);
• довговічність і надійність цього типу блоків живлення за рахунок якісних комплектуючих;
• високий ККД при низькому внутрішньому опорі;
• не вимагають обслуговування;
• відрізняються безпекою експлуатації за рахунок герметичності корпусу.

У той же час варто відзначити кілька недоліків акумуляторів, вироблених за гелевою технологією:

• під час зарядки джерела живлення слід контролювати напругу, що подається. Якщо перевищити допустиме значення, то почнеться процес руйнування компонентів;
• чутливість гелевих акумуляторів до низькотемпературного режиму через затвердіння електроліту і погіршення його властивостей;
• чутливість цих батарей до короткого замикання;
• висока вартість порівняно зі свинцевими батареями.

Зарядка гелевих батарей

Гелеві батареї дуже чутливі до струму і напруги, тому зарядка такого джерела енергії вимагає адаптації цих характеристик. Пристрої, які традиційно заряджають свинцеві акумулятори, зарядні плати і прості адаптери живлення для зарядки гелевих акумуляторів працювати не будуть. Тому варто більш детально розглянути питання, як правильно зарядити гелевий акумулятор.

Як правильно зарядити гелевий акумулятор?

Щоб правильно зарядити гелевий акумулятор, необхідно використовувати силу струму, яка дорівнює 10% від ємності акумулятора. Ви можете використовувати 30% для термінового поповнення. На корпусі акумулятора є наклейка, на якій зазначений рекомендований максимальний зарядний струм для конкретної моделі. Значення напруги також важливе. Якщо перевищити певне значення, почнеться процес руйнування всередині акумулятора – гель стане більш рідким і втратить свої властивості. Рекомендована напруга зарядки вказана виробником на етикетці.

Гелеві акумулятори мають режим зарядки, що дозволяє економити енергію. Цей метод використовується в рамках обслуговування ДБЖ і рекомендується для регулярного заряджання батарей. Яку напругу можна заряджати від блоку живлення для підтримки його працездатності, також зазначено на етикетці.

Вимоги до зарядного пристрою для гелевих акумуляторів

Сучасний ринок пропонує велику кількість всіляких зарядних пристроїв і джерел безперебійного живлення. Однак враховуйте, що від будь-якого пристрою можна заряджати тільки свинцеві акумулятори.

Гелеві блоки живлення споживають напругу і струм, тому використання нерегульованої зарядки і спрощених блоків живлення може пошкодити акумулятор. Давайте розберемося, які вимоги до зарядного пристрою для обслуговування гелевого акумулятора.

• Вимкнення живлення після зарядки і захист від перегріву.
• Стабільність напруги.
• Температурна компенсація – параметри зарядки повинні бути адаптовані до температури батареї і температури навколишнього середовища.
• Поточне регулювання.

Виробники рекомендують заряджати джерело живлення поступово:

1. з підвищенням напруги;
2. падіння струму заряду;
3. мінімальні значення струму і напруги.

Отже, для зарядки гелевих акумуляторів потрібні імпульсні зарядні пристрої, які дозволяють регулювати струм і напругу, а також мають функцію вимкнення струму.

Застосування і вибір гелевих акумуляторів

Сфера застосування гелевих батарей

Гелеві батареї 12В використовуються в якості джерела безперебійного живлення (ДБЖ). Такий акумулятор підійде в якості ДБЖ в закритих і не вентильованих приміщеннях, для живлення комплектів на основі сонячних панелей і автономного електропостачання (безперебійних блоків живлення) в системах безпеки, а також комп'ютерних ДБЖ.

1. ДБЖ з добовим циклом навантаження–розряд. Термін служби таких батарей становить 2–3 роки або в діапазоні 600–700 циклів DoD зазвичай становить 40%.
2. У резервному або автономному режимі. Для зберігання електроенергії, виробленої з відновлюваних джерел енергії (сонце, тепло, вітер). Хоча це відноситься до автономних систем, цей тип батареї не підходить через низький рівень заряду і рівня DoD. Іншими словами, якщо акумулятор розряджений на 70–90%, це призведе до його повної заміни. Тому в автономних системах використовуються літій-іонні батареї, батареї AMG або дуже дорогі гелеві батареї, що не обслуговуються.
3. Аварійне електропостачання промислового обладнання, електростанцій, підстанцій.
4. Для автоматизації електротехніки на залізничному і повітряному транспорті.
5. Мототехніка, тобто системи пуску дизель-генераторів.
6. У системах СКД в якості резервного джерела живлення електромагнітних замків.
7. У системах пожежної та охоронної сигналізації (ОПС).
8. Для систем аварійного освітлення електрозв'язку та комунікацій.
9. Для живлення портативних пристроїв (постійного струму).

Як вибирати АКБ на «Безпека-Шоп»

Кожна акумуляторна батарея, що представлена на сайті «Безпека-Шоп», відразу має набір основних характеристик для зручного вибору за типом, ємністю і вихідною напругою, вагою, розміром, робочою температурою.

Також ви можете використовувати фільтр за параметрами ціни і найменування виробника, якому надається перевага. На сайті представлені 3 основних виробника АКБ: Faraday Electronics, Full Energy і I-Battery. Зокрема, гелеві АКБ 9Ah/12V від Full Energy користуються популярністю для пультів охоронної сигналізації.

Але якщо вам все ще складно визначитися з вибором, то рекомендуємо звернутися за телефоном до консультантів «Безпека-Шоп». Номери телефонів для консультації вказані в розділі «Контакти» на сайті інтернет-магазину.

Бережіть себе і вашу техніку.