Аккумуляторы и аксессуары

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы все еще остаются самым распространенным типом аккумуляторных батарей. Различные модели таких аккумуляторов, имея в основе работы общий химический процесс, обладают существенно  разнящимися характеристиками. Можно выделить три основных типа свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: батареи с жидким электролитом, с гелеобразным электролитом и батареи с поглощенным электролитом. Вкратце расскажем о каждом из них.

Аккумуляторы  с жидким электролитом

Как следует из названия свинцовые пластины этих аккумуляторов залиты жидким электролитом (водным раствором серной кислоты). Именно такую конструкцию имеют большинство автомобильных аккумуляторов. Эти батареи относительно недороги, способны отдавать большие стартерные токи, обладают относительно малым весом. Во время эксплуатации они выделяют кислород и водород (продукты электролиза воды, содержащейся в электролите), которые либо выводятся в окружающую среду, либо рекомбинируются внутри аккумулятора, вновь образуя воду. Первый тип аккумуляторов называется обслуживаемым (они требуют периодического долива воды для сохранения плотности электролита), вторые, соответственно, необслуживаемыми. Обслуживаемые аккумуляторы без вреда переносят перезаряд, поскольку позволяют долить воды и восстановить плотность электролита, но не допускают наклона, при котором электролит просто вытечет наружу. Необслуживаемые аккумуляторы (их еще называют герметизированными) таких недостатков не имеют, но они не терпят излишнего заряда, при котором скорость выделения кислорода и водорода превысит скорость их рекомбинации, давление внутри аккумулятора повысится и излишки газов будут выпущен в окружающую среду с помощью специального клапана. Плотность электролита повысится, но восстановить ее не получится, ибо конструкция аккумулятора такого не позволяет. Таким образом постоянный заряд повышенным напряжением (более 14,5 В) от мощного генератора с простейшим регулятором или от дешевого зарядного устройства выведет такой тип батарей из строя. Не стоит забывать и о том, что выделяющаяся смесь кислорода и водорода, называемая гремучим газом, чрезвычайно взрывоопасна. Решение всех проблем – современное автоматическое зарядное устройство с режимом зарядки батарей с жидком электролитом. Такое устройство не допустит перезаряда и избавит от проблем с электролитом.

Еще одним минусом батарей с жидком электролитом относиться их повышенный саморазряд. В среднем он достигает 6-7% емкости в месяц. Во время зимнего хранения такие аккумуляторы нуждаются в периодической подзарядке.

Гелевые аккумуляторы

Электролит в таких аккумуляторах находится в форме геля – желеобразной массы, представляющей собой смесь воды, серной кислоты, соединений  кварца и иных вспомогательных веществ. Они без вреда переносят наклон и даже могут постоянно работать с наклоном до 40 градусов. Все гелевые аккумуляторы отличаются чрезвычайно низким саморазрядом и не нуждаются в обслуживании. Особенностью таких батарей является требование специального типа зарядного процесса, что не является проблемой если вы используете современное зарядное устройство, имеющее режим «гель».

Аккумуляторы с поглощенным электролитом (AGM)

Пластины таких аккумуляторов разделены пористым материалом (обычно стекловолоконным), пропитанным жидким электролитом. Электролита добавляется ровно столько, сколько способны поглотить разделительные пластины, поэтому он не плещется свободно внутри батареи и не вытекает наружу при переворачивании или повреждении корпуса. Эти аккумуляторы также являются необслуживаемыми. Пластины таких аккумуляторов очень плотно прижаты друг к другу через разделительные пластины, что определяет стойкость таких батарей к ударам и сильной вибрации.

Аккумуляторы глубокого цикла

Все три описанных типа аккумуляторных батарей могут быть обычными аккумуляторами автомобильного типа или же так называемыми аккумуляторами глубокого цикла, то есть аккумуляторами, способными переносить частые и глубокие циклы разряда. При этом тип аккумуляторной батареи  сам по себе не относит аккумулятор к аккумулятору глубокого цикла. Считается, например, что все гелевые аккумуляторы или аккумуляторы с поглощенным электролитом являются батареями глубокого цикла. Увы, это не так. В продаже можно встретить гелевый аккумулятор автомобильного типа или же аккумулятор с жидким электролитом, являющийся аккумулятором глубокого цикла.

Аккумуляторы автомобильного типа отличаются очень тонкими свинцовыми пластинами с мелкопористой свинцовой массой, благодаря чему они относительно легки и способны кратковременно отдать очень высокий стартерный ток. Отдав такой ток (заведя двигатель), автомобильный аккумулятор нуждается в немедленной подзарядке, что и происходит в автомобиле – работающий двигатель вращает генератор и возвращает аккумулятору отобранную у него емкость. Но если подзарядка своевременно не производится в аккумуляторе усиливается процесс сульфатации, кристаллы свинца вырастают в размерах и блокируют поры активной свинцовой массы. Своевременная зарядка решает проблему - сульфат свинца растворяется, возвращая аккумулятору его номинальную емкость. Так обычно и происходит в автомобиле. Иное дело – лодка или яхта, на которых аккумуляторы довольно долго питают различные устройства (например  эхолоты, чартплоттеры, навигационные огни), довольно сильно разряжаясь, а подзарядка происходит эпизодически. Автомобильный аккумулятор в таком режиме довольно скоро выйдет из строя. Всего лишь 3-4 цикла полного разряда уменьшат его емкость более чем на 50%, а последующий заряд уже не восполнит емкость аккумулятора полностью. Дело в том, что при глубоком разряде мелкопористая свинцовая масса таких аккумуляторов очень быстро забивается кристаллами сульфата свинца, которые вырастают до таких размеров, что разрушают свинцовые поры. Именно поэтому несвоевременный заряд уже не вернет аккумулятору его емкость полностью.

В отличие от автомобильных, аккумуляторы глубокого цикла имеют более толстые свинцовые пластины с крупными порами в активной свинцовой массе, отличия имеются и в ее химическом составе. При глубоком разряде сульфат свинца не блокирует поры активной свинцовой массы полностью и при последующем заряде полностью растворяется, возвращая аккумулятору его полную емкость. Как отличить аккумулятор глубокого цикла от аккумулятора автомобильного типа?  Надпись deep cycle на батарее, увы, не всегда гарантирует, что аккумулятор относится к батарее глубокого цикла. Отличительным признаком аккумулятора глубокого цикла является его масса. Аккумулятор глубокого цикла при той же емкости всегда более тяжел, нежели его автомобильный  аналог.

Выбирая аккумулятор, вне зависимости от его типа, следует прикинуть баланс энергопотребления на борту. Обычно емкость аккумуляторов выражается в ампер-часах. Она является мерилом количества энергии, которое аккумулятор способен выдать в течение 20 часов при постоянной скорости разряда после чего  его напряжение упадет до 10,5 вольт. Зная мощность всех потребителей электроэнергии на борту и примерное время их работы, можно рассчитать баланс потребления электроэнергии и прикинуть необходимую емкость аккумуляторной батареи. К примеру предположим, что аккумулятор планируется установить на рыболовной лодке с электромотором мощностью 300 Вт. Общее время работы мотора за сутки – 3 часа. Плюс к этому от аккумулятора в течение 4 часов будет питаться 10-ваттный клотиковый огонь, в течение 3 часов -  эхолот мощностью 5 Вт и в течение 2 часов – радиоприемник мощностью 2 Вт. Все эти потребители должны быть обеспечены электропитанием в течение двух суток так как зарядить аккумулятор вы планируете лишь по возвращении домой. Для подсчета потребной емкости аккумулятора необходимо мощность потребителей перевести в силу потребляемого ими тока, для чего разделить мощность ваттах на напряжение в вольтах. Такой подсчет выглядит следующим образом.

Таким образом, за сутки все потребители «выкачают» из аккумулятора 79,92 Ач или, округляя, 80 Ач. Для обеспечения надежного электропитания в течение двух суток потребуется аккумулятор емкостью 160 Ач, а с учетом резерва – 180 или 200 Ач. Баланс электроэнергии может быть иным если на лодке имеется мотор с генератором или, например, солнечная батарея. В этом случае, вполне возможно, окажется, что необходимости в аккумуляторе глубокого цикла не возникнет вовсе.

Хорошей практикой является наличие на лодке двух аккумуляторов – одного автомобильного типа для старта двигателя и второго – глубокого цикла - для  питания разнообразных устройств. В этом случае один из аккумуляторов всегда будет готов завести двигатель, а второй аккумулятор можно будет «высадить в ноль» без риска остаться с незаведенным двигателем. Для предотвращения перетекания тока между аккумуляторами можно применить зарядное реле, диодный или транзисторный разделитель.