Új jelszó kérése
Termékajánló
Hírlevél
Házhozszállítás

Fizetési megoldás
Tanúsítvány
SSL Certificate
Blog
2018.10.18 10:45

Amit tudni érdemes az akkumulátorok kapacitásáról

Amit tudni érdemes az akkumulátorok kapacitásáról

Az akkumulátorok energiatárolási képességét a kapacitásukkal fejezzük ki. A kapacitás egy teljesen feltöltött akkumulátor esetében adott áramnak meghatározott időintervallumon belül történő leadásának a képességét jelenti. Mértékegysége az Ah (amperóra).

A kapacitás a kisütési idő, a kisütési végfeszültség és a környezeti hőmérséklet (20-25°C) függvényében van meghatározva. A névleges kapacitást általában 20 órás (20h) vagy a 10 órás (10h) kisütési időre vonatkoztatva adják meg. Ez az érték azt fejezi ki, hogy 20 (vagy 10) órán keresztül mekkora áram leadására képes az akkumulátor a meghatározott kisütési végfeszültségig. Például a FIAMM 12FGL100 típusú 12V 100Ah akkumulátora esetén a 100AhC20/10,5V jelölés azt jelenti, hogy 20 óra alatt képes leadni 100 amperórát azaz 20 órán keresztül 5 ampert 10,5V-os kisütési végfeszültségig. Ennél jelentősen magasabb áramokat is ki lehet venni az akkumulátorból, azonban az elektrokémiai folyamat és az akkumulátor konstrukciós sajátosságai miatt a kisütési karakterisztika nem lineáris. Rövid idejű, nagy áramú kisütések esetében a kivehető kapacitás jelentős mértékben csökken.

A 12FGL100 típusú, 100Ah-ás akkumulátorból kivehető kapacitás és áramértékeket az idő függvényében az alábbi táblázat foglalja össze.

Idő

Áram

Kapacitás

20 óra

5A

100Ah

10 óra

9,02A

90,20Ah

5 óra

15,9A

79,50Ah

3 óra

24,2A

72,60Ah

2 óra

33,4A

66,80Ah

1 óra

59,7A

59,70Ah

30 perc

103A

51,50Ah

15 perc

163A

40,75Ah

5 perc

264A

22,00Ah

25°C-on 10,5V/blokk kisütési végfeszültségig 

A hőmérséklet emelkedésével a kivehető kapacitás nő, a hőmérséklet csökkenésével pedig csökken. A 25°C-on megadott kisütési értékeknek az akkumulátor 0°C-on csak a 88%-át tudja teljesíteni, -10°C-on pedig már csak a 78%-át.

Magasabb hőmérsékleten ugyan több energia vehető ki, azonban a magas hőmérséklet jelentősen csökkenti az élettartamot is. Minden 8-10°C-os átlagos üzemi hőmérsékletemelkedés felére csökkenti a várható élettartamot, ezért kerülni kell a magas hőmérsékleten történő üzemeltetést!

Az akkumulátor kapacitása egyenesen arányos a lemezek aktív anyagának az elektrolittal közvetlenül érintkező felületével. Tehát nem csak a lemezek felületi mérete befolyásolja a kapacitást, hanem a lemezekre felvitt aktív anyag (ólom oxid a pozitív lemezen és szivacsos ólom a negatív lemezen) porozitása, valamint a beépített lemezek száma is. Adott térfogatú akkumulátorban a kapacitás növelése a lemezek számának növelésével érhető el, ami a lemezvastagság rovására történik. Minél nagyobb a lemezfelület, annál több az aktív anyag amely érintkezik az elektrolittal, annál kisebb az akkumulátor belső ellenállása és annál nagyobb a rövid idő alatt kivehető áram.

Viszont minél vékonyabbak a lemezek, annál rövidebb az akkumulátor élettartama, valamint az általa teljesíthető kisütési / feltöltési ciklusok száma. Mivel a kémiai folyamatról van szó, az összefüggés nem lineáris. A lemezek korróziójától, az üzemeltetési hőmérséklettől és a kisütési ciklusok kisütési mélységétől függ. Általános szabályként azonban kijelenthető, hogy azonos térfogatú és kapacitású akkumulátorok közül a nagyobb tömegűnek hosszabb lesz az élettartama.

Ez a titka a piacon fellelhető olcsó akkumulátoroknak is. Mivel az akkumulátor anyagköltségének legnagyobb részét az ólom teszi ki, a beépített ólom mennyiségének csökkentésével jelentős költség takarítható meg. Azonban a kapacitás biztosításához szükség van a megfelelő lemezfelületre, ezért vékonyabb lemezeket építenek be, aminek viszont a rövidebb élettartam a következménye.

Vastag és vékony lemezekkel gyártott akkumulátorok

Az ipari akkumulátorokat vastag lemezekkel építik. Ezek az akkumulátorok felépítéstől és kisütési mélységtől függően akár jelentős számú (150-1500) kisütési – feltöltési ciklus teljesítésére is alkalmasak.

Tájékoztató jelleggel az alábbi táblázatban bemutatjuk két azonos kapacitású, de különböző vastagságú lemezekkel gyártott akkumulátor ciklikus élettartama közötti különbségeket.

Kisütési mélység

Vékony lemezekkel gyártott (olcsó) akkumulátor

Ipari akkumulátor

100%

20-30 ciklus

150-200 ciklus

50%

150-170 ciklus

400-600 ciklus

30%

200-220 ciklus

650-1500 ciklus

Fentiek tükrében a rendszeres kapacitásvizsgálatok gyakoriságát csökkenteni kell, mivel a túlzott gyakoriság jelentős mértékben csökkentheti az akkumulátorok élettartamát.

Szabvány és alkalmazási gyakorlat szerint az akkumulátor akkor éri el az élettartamának a végét, amikor a kapacitása eléri a gyártáskor megadott névleges kapacitás 80%-át.

A méretezés, valamint a beszerzés során ezeket a szempontokat is figyelembe kell venni.