Co jsou olověné akumulátory
Základ olověných akumulátorů tvoří olověné články usazené v elektrolytu. Původní podoba baterie (dnes označovaná jako údržbový akumulátor) se vyznačuje olověnými elektrodami ponořenými v roztoku kyseliny sírové v destilované vodě. Baterie funguje na základě reverzibilních chemických reakcí mezi olovem, oxidem olovičitým a kyselinou sírovou, k nimž dochází během vybíjení a nabíjení. Údržbový akumulátor má na své horní části inspekční zátky, které umožňují kontrolu hladiny elektrolytu a doplňování destilované vody.
V polovině 70. let 20. století se objevily první bezúdržbové akumulátory, označované také jako zapečetěné či zapouzdřené. Tento typ olověných baterií přinesl možnost využití v jakékoliv poloze, aniž by došlo k úniku obsahu akumulátoru. Elektrody jsou v těchto případech většinou oddělené speciálním separátorem ze skelných vláken (Absorbed Glass Mat – AGM akumulátor) nebo usazené v křemičitém gelu (GEL akumulátor).
Typy akumulátorů: Výhody, nevýhody a praktické využití
Uvedené typy akumulátorů přináší specifické výhody a nevýhody, které ovlivňují jejich využití.
Údržbový akumulátor (WET akumulátor)
Vyžaduje pravidelnou údržbu, zejména doplňování destilované vody, protože elektrolyt se během nabíjení odpařuje. K hlavním benefitům patří nízká pořizovací cena, vysoká energetická účinnost a schopnost zvládnout náročné provozní podmínky. Četnost využívání údržbového akumulátoru spíše klesá. Stále se s ním však setkáte u starších automobilů, zemědělské techniky nebo záložních zdrojů energie. Životnost baterií obvykle činí 150–300 nabíjecích cyklů při vybíjení na 50 % DOD (Depth of Discharge = hloubka vybití).
AGM akumulátor
AGM akumulátory jsou hermeticky uzavřené obalem a nevyžadují žádný zásah uživatele do vnitřních částí. Potěší rychlým nabíjením, vysokým okamžitým výkonem a schopností dodávat vysoký proud i při krátkodobém vybíjení. Oproti dalším bezúdržbovým bateriím dosahují vyšších výkonů a startovacích proudů při nízkých teplotách. Naopak na vyšší provozní teplotu jsou AGM baterie citlivější. Za rizikové se u řady modelů považuje již nabíjení při teplotách nad 40 °C.
Běžné modely zvládnou zhruba 300–500 cyklů při vybíjení na 50 % DOD. U dražších akumulátorů může být životnost až dvojnásobná. Baterie mají tendenci vykazovat postupný pokles výkonu v průběhu své životnosti. Pokles je na začátku pomalejší a zrychluje s tím, jak se baterie blíží ke konci své životnosti. Při hlubokém vybíjení nebo cyklických aplikacích může dojít k rychlejšímu poklesu výkonu než u GEL baterií. AGM akumulátory jsou také náchylnější na přebíjení.
Baterie se využívají například u vozidel se start-stop systémem, vysokozdvižných vozíků, sekaček, solárních systémů a dalších aplikací v oblasti obnovitelných zdrojů energie.
GEL akumulátor
Gelové baterie jsou v porovnání s AGM akumulátory méně citlivé na hluboké vybíjení a poskytují při něm stabilnější výkon. Nezklamou ani ve vyšších provozních teplotách. Při nižších teplotách je však třeba počítat s nižším výkonem. Baterie dále přináší delší životnost v cyklickém provozu a lepší toleranci k přebíjení.
Technologie výroby GEL akumulátorů je nákladnější, což se promítá do jejich ceny. Životnost GEL baterie bývá delší než u AGM modelů, standardně se pohybuje okolo 500–800 cyklů při hloubce vybití baterie na 50 % DOD. Naopak nabíjení je spíše pomalejší. Akumulátory mají rovnoměrný výkon po většinu své životnosti. V jejím závěru obvykle dochází k prudkému poklesu výkonu.
Odolnost vůči hlubokému vybíjení tyto baterie předurčuje k využití například u solárních systémů nebo zdravotnických přístrojů.
Startovací baterie vs. trakční baterie
Z hlediska použití se olověné akumulátory obvykle dělí na startovací a trakční. Startovací baterie jsou navržené tak, aby okamžitě vyvinuly vysoký výkon potřebný k nastartování motoru. Skládají se z většího počtu tenkých elektrod, aby bylo dosaženo nízkého odporu s velkou povrchovou plochou. Akumulátory nelze používat pro hluboké vybití – tenké elektrody by se v důsledku úplného nabíjení a vybíjení rozpustily.
Trakční baterie jsou určené k souvislému pohonu zařízení (invalidních vozíků, VZV apod.). Tvoří je menší počet silných elektrod, což zlepšuje schopnost opakovaného vybíjení a nabíjení. Alternativu startovacích a trakčních baterií představují akumulátory sloužící jako pohon pro stacionární zařízení, například záložní zdroje.
Nabíjení a vybíjení: Jak ovlivňuje životnost akumulátoru?
Olověná baterie slouží jako zdroj energie díky přeměně elektrochemicky aktivních látek na elektrodách. Oxid olovičitý na anodě a čisté kovové olovo na katodě se za spotřeby kyseliny sírové z elektrolytu mění při vybíjení baterie na síran olovnatý. Při nabíjení dochází k opačnému procesu – síran olovnatý se přetváří zpět na aktivní látky a do elektrolytu se vrací kyselina sírová.
Proces nabíjení a vybíjení hraje důležitou roli z pohledu životnosti olověné baterie. Jedním z hlavních problémů je sulfatace, k níž dochází u nedostatečně nabitého, případně vybitého akumulátoru (například u vozidel při krátkých zimních vyjížďkách). V praxi se jedná o vytváření povlaku síranu olovnatého na elektrodách. Sulfatace vede ke zmenšení aktivní plochy elektrod. Výsledkem je rychlejší vybíjení baterie, snížená schopnost dodávání vysokého proudu a výrazně kratší životnost. Riziko sulfatace je vyšší u AGM baterií, GEL akumulátory vykazují v tomto ohledu vyšší odolnost.
Akumulátory by měly být skladovány vždy plně nabité. Nabíjení olověného akumulátoru musí probíhat za podmínek stanovených výrobcem, tedy s použitím vhodného nabíjecího napětí a proudu. Odlišné hodnoty mohou vést k rychlému opotřebení či poškození baterie.
Jak poznat kvalitní olověnou baterii
Jak v široké nabídce olověných akumulátorů poznat kvalitní model, který je vhodný pro dané využití? Kromě volby správného typu se musíte zaměřit především na kapacitu, napětí, životnost, vybíjecí proud, ale také odolnost nebo rozměry. Podívejme se blíže například na olověné baterie značky Geti. O kvalitě vypovídá již samotné zpracování – použité olovo v těchto akumulátorech má čistotu 99,997 %.
Typ baterie: Trakční pro elektromotory
Napětí: 12 V
Kapacita: 12 Ah
Nabíjecí proud: 2,4 A
Nabíjecí napětí (Záložní provoz "standby"): 13,7–13,9 V
Cyklické použití: 14,7–14,9 V
Počet cyklů: ≥ 600 cyklů (25 °C, DOD 80 %)
Pracovní teplota: Nabíjení, vybíjení i skladování –20 až 50 °C
Samovybíjení: 3 % za měsíc při teplotě 25 °C
Rozměry (H׊×V): 99 × 151 × 98 mm
Hmotnost: 4 kg
Typ kontaktu: M5
Olověná baterie Geti poskytuje vynikající spolehlivost při dlouhodobém cyklickém používání. Speciální olověno-vápníková slitina a vysoce čisté materiály zajišťují více než 350 cyklů při 80% hloubce vybití. Nízký vnitřní odpor akumulátor předurčuje pro aplikace s vysokým vybíjecím proudem. Baterie najde využití například v turistických vozech, vysokozdvižných vozících, golfových vozících, sekačkách, lékařských přístrojích, solárních systémech a dalších oblastech obnovitelných zdrojů energie.
Alternativu AGM akumulátorů představují gelové modely, které mohou v praxi vypadat následovně.
Typ baterie: Gelová pro soláry
Napětí: 12 V
Kapacita: 250 Ah
Nabíjecí proud pro cyklický režim: 75 A max. (0,3 C)
Nabíjecí napětí pro cyklický režim: 2,40–2,45 V / článek při 25 °C
Počet cyklů: ≥ 500 cyklů (25 °C, DOD 80 %), ≥ 900 cyklů (25 °C, DOD 50 %)
Vybíjecí proud doporučený: 25,50 A
Pracovní teplota: Nabíjení (–20 až 50 °C), vybíjení (–40 až 60 °C), skladování (–20 až 60 °C)
Samovybíjení: méně než 3 % za měsíc při teplotě 25 °C
Rozměry (H׊×V): 520 × 268 × 220 mm
Hmotnost: 69 kg
Typ kontaktu: T13
Oproti AGM technologii nabízí gelové baterie delší životnost cyklu a vylepšený výkon. Konstrukce se silnými deskami a aktivním materiálem s vysokou hustotou podporuje výkon i schopnost obnovy po hlubokém vybití. Baterie se perfektně hodí pro aplikace, kde je vyžadováno konzistentní cyklování (nabíjení a vybíjení), například solární elektrárny, větrné energetické systémy či lékařská zařízení.
Údržba a péče o olověné akumulátory
Adekvátní údržba a péče o olověné akumulátory je klíčová pro jejich dlouhou životnost a spolehlivý výkon. Jak napovídá již samotné označení, více starostí vás čeká u údržbových akumulátorů. Zde je zapotřebí kontrola hladiny elektrolytu a případné doplňování destilované vody. Kolem svorek baterie se může tvořit koroze nebo usazeniny kyseliny, což může snížit kontakt a zvýšit odpor. Nevyhnete se tedy ani pravidelnému čištění pólů pomocí kartáče.
U bezúdržbových akumulátorů je péče o poznání jednodušší. Soustředit se musíte především na správné nabíjení. Bezúdržbové baterie jsou citlivější na přebíjení a vyžadují specifické nabíjecí napětí. Používání nabíječek s regulací napětí je proto pro ochranu baterie zásadní. Optimální fungování a dlouhou životnost podpoříte rovněž omezením hlubokého vybíjení. Bezúdržbové baterie sice snášejí hlubší vybíjení lépe než údržbové modely, ale pravidelné hluboké vybíjení (pod 50 % kapacity) stále vede ke zkrácení jejich životnosti. Doporučuje se udržovat baterii co nejblíže plné kapacity a dobíjet ji ihned po vybíjení.
Nezbytným aspektem údržby je kontrola napětí, kterou provedete běžným multimetrem. Hodnota nesmí klesnout pod doporučenou úroveň, jinak riskujete poškození akumulátoru či výrazné zkrácení životnosti. Kontrola napětí je důležitá hlavně po delší době nečinnosti. Jinak byste ji měli provádět zhruba jednou za měsíc. Přestože bezúdržbové baterie mají menší tendenci k tvorbě koroze na svorkách, stále je dobré svorky občas vyčistit, aby byl zajištěn funkční elektrický kontakt.
Nezapomínejte ani na správné skladování. Baterie uchovávejte na suchém a teplotně stabilním místě (ideálně kolem 20 °C). Vysoké teploty urychlují degradaci baterie. Příliš nízké teploty zase mohou negativně ovlivnit výkon a schopnost nabíjení.
.webp)
