Rodzaje akumulatorów - co dobrze wiedzieć i czym się kierować przy wyborze

Różne akumulatory, ten sam cel – niezawodne zasilanie w każdych warunkach

Zebraliśmy dla Ciebie garść sprawdzonych informacji, które w sposób zwięzły i rzeczowy odpowiedzą na Twoje pytanie: potrzebuję akumulatora, ale który właściwie wybrać?

W związku z tym, że przenośne źródła energii to temat, który wciąż się rozwija a powstałe rozwiązania są ciągle udoskonalane, warto przyjrzeć się bliżej klasyfikacji akumulatorów obecnie dostępnych na rynku. Oto najważniejsze z nich:

Akumulatory ołowiowo-kwasowe – składają się z ołowiowych płytek i kwasu siarkowego w różnych konfiguracjach, które przedstawiamy poniżej:

a) Kwasowo-ołowiowe otwarte, standardowe (nazywane też Wet Cell, Flooded): w tych akumulatorach płytki ołowiowe zanurzone są w elektrolicie (kwasie siarkowym), mają do niego swobodny dostęp. Wymagają regularnego uzupełniania elektrolitu wodą destylowaną.
b) SLAB (Sealed Lead Acid Batteries) stosowane zamiennie z VRLA (Valve Regulated Lead Acid): ich niewątpliwą zaletą jest bezobsługowość. Oznacza to, że nie trzeba pilnować poziomu elektrolitu a sam akumulator jest szczelny. Możemy tu rozróżnić dwie podgrupy: 
          - AGM - w tego typu akumulatorach elektrolit jest wchłaniany przez strukturę maty z włókien szklanych znajdującą się między płytkami ołowiowymi;
          - Gel -  akumulatory żelowe wykorzystują elektrolit w postaci żelu, który jest gęstszy i bardziej stabilny w porównaniu do elektrolitu ciekłego stosowanego w innych typach akumulatorów ołowiowych.

Warto w tym podpunkcie wyróżnić technologię Deep Cycle, która dotyczy zarówno akumulatorów AGM jak i Gel. Ulepszenie to polega na zastosowaniu grubszych płyt akumulatorowych, co zapewnia większą pojemność i wytrzymałość na powtarzające się cykle ładowania i rozładowywania bez utraty wydajności.

Akumulatory litowe - wykorzystują one reakcje elektrochemiczne między metalicznym litową anodą a związkami chemicznymi na katodzie, i w ten sposób przekształcają energię chemiczną w energię elektryczną. Można wśród nich wyróżnić np.:

a) Litowo-jonowe (Li-ion) - to popularne akumulatory stosowane w urządzeniach przenośnych, takich jak telefony komórkowe, laptopy, aparaty fotograficzne, a także w elektrycznych pojazdach samochodowych.
b) Litowo-żelazo-fosforanowe (LiFePO4): w konstrukcji wykorzystano elektrody żelazowo-fosforanowe. Akumulatory te mają wysoką gęstość energii i mniejszą wagę w porównaniu do tradycyjnych ołowiowo-kwasowych.
c) Litowo-polimerowe (Li-Po): charakteryzują się elastycznym płaszczem i lepszą gęstością energii w porównaniu do tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych.

Parametry jakie warto znać i jak tą wiedzę wykorzystać w praktyce

Kiedy już wiesz, wśród jakich akumulatorów możesz wybierać do swojego urządzenia, warto zaznajomić się jeszcze z kilkoma istotnymi parametrami. I tu z pomocą przychodzi nasz mini słowniczek:

Pojemność (Ah, mAh) - używana do określania ilości energii elektrycznej, którą akumulator może przechować i dostarczyć, np. akumulator o pojemności 100 Ah zapewni prąd o wartości 1 ampera przez 100 godzin. Zazwyczaj jest ona określana dla temperatury referencyjnej, zwykle jest to 25°C.

Napięcie (V) – to informacja o tym, o jakim napięciu prąd będzie dostarczany przez akumulator do Twojego urządzenia. 

Ilość cykli ładowania – parametr ten informuje o tym, ile razy dany akumulator może być rozładowany i ładowany. W momencie, porównywania tej wartości u różnego typu akumulatorów istotne jest by dane dotyczyły tego samego poziomu D.O.D. 

D.O.D. (Depth of Discharge) - jest to miara, która określa procentową ilość energii oddanej w stosunku do pełnej pojemności akumulatora. Głębokość rozładowania jest ważnym czynnikiem, ponieważ ma wpływ na ilość cykli ładowania (im mniejsze D.O.D. tym więcej cykli ładowania akumulator jest w stanie wytrzymać), wydajność oraz pozwala na porównywanie żywotności różnych akumulatorów. Dla danego typu akumulatora producent może określić zalecany poziom D.O.D., dla którego akumulator zachowuje swoją optymalną długość życia. Przykład: 90% D.O.D. oznacza, że wykorzystuje się 90% energii zmagazynowanej w akumulatorze. 

Maksymalny prąd ładowania (A) – wartość ta zależy od typu i konstrukcji akumulatora. Producenci podają specyfikacje dotyczące maksymalnego prądu ładowania dla danego modelu. Przekraczanie tych wartości może prowadzić do przegrzewania akumulatora, zmniejszenia jego żywotności lub nawet uszkodzenia. 

Maksymalny prąd rozładowania (A) - określa, ile prądu akumulator może wypuścić w danym momencie, bez przeciążania i uszkadzania.

Pojemność przy danej temperaturze – pojemność akumulatora jest uzależniona od temperatury, co oznacza, że może ulec zmianie w zależności od temperatury otoczenia, w której jest używany. Akumulatory typu kwasowo-ołowiowego mają tendencję do utraty pojemności w niskich temperaturach. Z kolei w przypadku akumulatorów litowo-jonowych temperatura często ma mniejszy wpływ na pojemność, ale mogą wymagać specjalnych procedur ładowania i rozładowywania w skrajnych temperaturach.

Złącza – jest to informacja o tym, jakim rodzajem i rozmiarem klamr przyłączyć urządzenie do akumulatora. W niektórych przypadkach podłączenie będzie możliwe tylko za pomocą specjalnych przejściówek lub wymiany kabli podłączeniowych.

Kilka słów o rzeczach istotnych dla życia każdego akumulatora

Zanim wyruszysz w podróż kamperem przez Europę, lub podłączysz szeregowo lub równolegle kilka akumulatorów do inwertera solarnego pamiętaj aby:
1. Dostosować ładowarkę do typu akumulatora. Każdy typ akumulatora ma określone wymagania dotyczące ładowania. Przejrzyj instrukcję obsługi lub dane techniczne akumulatora, aby dowiedzieć się, jakie są zalecane parametry ładowania, takie jak napięcie (V) i prąd ładowania (A).
2. Używać jednego rodzaju akumulatora przy połączeniu szeregowym lub równoległym, np. nie łączyć standardowego kwasowo-ołowiowego z AGM lub AGM z żelowym.
3. Dopasować akumulator do warunków atmosferycznych, w jakich będzie on używany, ponieważ urządzenia te mają określone temperaturowe zakresy pracy. Upewnij się, że miejsce, w którym je umieszczasz, utrzymuje temperatury w zalecanych przedziałach. Ekstremalne wartości mogą wpływać na wydajność i żywotność urządzeń.
4. Zwrócić uwagę na wartość napięcia w specyfikacji akumulatora. Wybierz ten z wartością V zgodną z wymaganiami Twojego systemu. Na rynku są dostępne akumulatory z napięciem takim jak takie jak 6V, 12V, 24V, 48V itp.
5. Sprawdzić liczbę cykli ładowania i rozładowania, jakie akumulator może wytrzymać. Jest to szczególnie istotne w przypadku systemów, w których jest on często używany i poddawany cyklom naładowania i rozładowania. Wyższa liczba cykli oznacza dłuższą żywotność akumulatora.
6. Rachunek ekonomiczny. Zakup akumulatora z wyższą żywotnością może przełożyć się na niższe koszty eksploatacji w czasie jego użytkowania.

Jaki akumulator będzie idealny dla Ciebie?

Dla ułatwienia przygotowaliśmy też ściągę, ponieważ spodziewamy się, że zapytasz: no dobrze, ale który akumulator będzie najlepszy do mojego urządzenia?

Podpowiadamy do czego najbardziej będą pasować najpopularniejsze z wcześniej wymienionych, ponieważ mają one najszersze zastosowanie. Z jednej strony mogą one być wykorzystywane w tych samych miejscach lub przy tych samych urządzeniach, jak np. systemy fotowoltaiczne, systemy zasilania awaryjnego czy też pojazdy rekreacyjne (kampery, łodzie, przyczepy kempingowe). W tych przypadkach rolę będzie odgrywała m. in. zróżnicowana waga, dostępne pojemności (Ah) i także kwota, jaką chcesz przeznaczyć na ten zakup.

Z drugiej strony ze względu na swoje unikalne cechy każdy akumulator ma swoją „specjalność”:  

AGM – często używane w urządzeniach typu UPS (Uninterruptible Power Supply), systemach alarmowych, sieciach monitoringu, systemach bezpieczeństwa, sprzętach audio o wysokiej mocy. Sprawdzają się też w samochodach z funkcją start-stop.  

Gel – mają szerokie zastosowanie w systemach telekomunikacyjnych, takich jak stacje bazowe, centrale telefoniczne, nadajniki radiowe; sporadycznie w systemach zasilania słonecznego, przy sprzęcie medycznym, takim jak aparaty do reanimacji, urządzenia do badań diagnostycznych i do monitorowania pacjenta.  

Gel Deep Cycle – doskonale nadają do zamontowania się m. in. w systemach energii odnawialnej na lądzie, takich jak niewielkie farmy wiatrowe lub mikrosieci oraz małe systemy fotowoltaiczne. Dodatkowo wybierane są często do łodzi żaglowych i motorowych.  

LiFePO4 - są z powodzeniem używane w systemach fotowoltaicznych do przechowywania energii elektrycznej generowanej przez panele słoneczne. Pomagają w magazynowaniu energii w ciągu dnia, aby można ją było wykorzystać w nocy lub w chmurne dni. Ponadto nadadzą się do samochodów elektrycznych, rowerów elektryczne, skuterów elektryczne itp.  

Jeżeli więc planujesz wakacyjną podróż kamperem lub relaksujący rejs jachtem. Rozkręcasz właśnie firmę związaną z ochroną i monitoringiem lub zajmujesz się zaopatrzeniem szpitala w źródła zasilania awaryjnego. Jesteś rodzicem? Pewnie szykujesz wszystkie jeżdżące zabawki elektroniczne swojego dziecka na sezon letniego szaleństwa. Możesz być każdą z tych osób i wieloma innymi, których plany opierają się o niezawodność akumulatorów. Teraz spokojnie wybierzesz ten najlepszy dla Ciebie.