Dołącz do czytelników
Brak wyników

Warto reenergetyzować

Baza wiedzy | 9 czerwca 2021 | NR 5
0 141

Baterie tradycyjne, trakcyjne czy żelowe działają w wózkach widłowych przez długie godziny. Dlatego tak ważne jest, aby ich ponowne ładowanie odbywało się we właściwym momencie i było jak najefektywniejsze. Kiedy jednak taką baterię należy regenerować, na czym polega ten proces i jakie technologie reenergetyzacji akumulatorów są dostępne na polskim rynku? I co najważniejsze: ile można na tym zaoszczędzić?

Regeneracja akumulatorów to innymi słowy ich energetyzacja lub reenergetyzacja. Istotą tego procesu jest przywracanie baterii jej pierwotnej pojemności. Metodą, która prowadzi do reenergetyzacji, jest proces odsiarczania. W zasiarczonej baterii zachodzą liczne niekorzystne procesy i zmiany, takie jak zwarcie elektryczne w celi, przerwy w obwodzie, wzrost rezystancji wewnętrznej ogniwa, skrócenie żywotności baterii i zmniejszenie jej efektywności, wzrost wartości energii elektrycznej koniecznej do ładowania, wydłużenie czasu ładowania i zmniejszenie poziomu naładowania ogniw.
Ładowanie i rozładowywanie się akumulatora to skomplikowany proces chemiczny. Podczas jego ładowania na anodzie osadza się tlenek ołowiu, a na katodzie czysty ołów. Zmniejsza się ilość wody, zwiększa natomiast ilość kwasu, dlatego stężenie elektrolitu wzrasta. Siła elektromotoryczna naładowanego akumulatora wynosi około 2,1–2,45 V. Gdy akumulator się rozładowuje, prąd płynie w przeciwnym w kierunku. Na katodzie wydziela się reszta kwasowa, na anodzie wodór, po czym zachodzą następujące reakcje:
 na anodzie: PbO2 + 2H + H2SO4  PbSO4 + 2H2O,
 na katodzie: Pb + SO4  PbSO4.
Elektrody wracają do stanu początkowego, a ilość kwasu się zmniejsza i zawartość wody w kwasie rośnie. Stężenie elektrolitu podczas wyładowania maleje, co wpływa na zmniejszenie siły elektromotorycznej baterii.
Podczas eksploatacji akumulatora następuje właśnie proces wyładowywania, a więc pojemność akumulatora maleje. Ilość tlenków i skrystalizowanych siarczanów ołowiu na elektrodzie ołowiowej jest wyznacznikiem poziomu zużycia akumulatora. Kiedy w takim stanie akumulator jest ponownie ładowany, zwiększa się wydzielanie ciepła i gazowanie elektrolitu (elektroliza). 

 

Procesy i zmiany zachodzące
w zasiarczonej baterii

 zwarcie elektryczne w celi, 
 przerwy w obwodzie, 
 wzrost rezystancji wewnętrznej ogniwa, 
 skrócenie żywotności baterii,
 zmniejszenie efektywności baterii,
 wzrost wartości energii elektrycznej koniecznej do ładowania, 
 wydłużenie czasu ładowania,
 zmniejszenie poziomu naładowania ogniw.

 

Kiedy do reenergetyzacji?


Po czym można poznać, że akumulator kwalifikuje się do regeneracji? Pierwszym zauważalnym sygnałem jest zachodząca w nim elektroliza. Można też usłyszeć bulgotanie wewnątrz baterii. W takim stanie podczas ładowania elektrolit osiąga także wyższą temperaturę, ponieważ zasiarczenie skutkuje zwiększeniem oporu wewnętrznego akumulatora. Bateria rozgrzewa się więc podczas ładowania. To znaki alarmujące, iż natychmiast należy podjąć zapobiegające jej zniszczeniu działania.
Podczas zwiększonej temperatury ładowania bardziej kruche stają się elektrody ołowiane. Ich drobne elementy mogą opadać na dno naczynia ogniwa. W takim przypadku wewnątrz baterii może nawet nastąpić zwarcie elektryczne. Zwarta cela w efekcie trwale uszkadza baterię i zwiększa koszty jej naprawy. Innym niebezpieczeństwem zwartej celi jest przyspieszanie degeneracji pobliskich ogniw, a nawet całej baterii. Wtedy właśnie należy zdecydować się na regenerację akumulatora, która jest rozwiązaniem skutecznym, a już na pewno zdecydowanie tańszym niż wymiana baterii na nową.
Głównym założeniem regeneracji jest przywrócenie sprawności akumulatorom. Możliwość odwrócenia procesu zasiarczenia ma swoją granicę, którą jest konkretny stopień zasiarczenia. Jeżeli krystalizacja siarczanów osiągnie poziom uszkodzenia struktury płyt, wówczas odsiarczanie nie przyniesie pożądanego rezultatu. Dlatego nigdy nie należy dopuszczać do takiego poziomu eksploatacji baterii. Profesjonalnie świadczony proces regeneracji skoncentrowany jest na uzyskaniu przez używaną baterię pojemności w największym stopniu zbliżonej do nowej baterii. 
Skupienie się we wszystkich metodach regeneracji na neutralizacji procesu zasiarczenia wynika z tego, że osadzające się na płytach akumulatorowych kryształki siarczanu ołowiu, krystalizując się, z upływem czasu blokują przepływ energii. Są one główną przyczyną redukcji sprawności akumulatora, zanim jeszcze nastąpi całkowite zużycie masy aktywnej baterii. Eliminując barierę siarczanową, przywraca się w procesie ładowania i rozładowania baterii swobodny przepływ elektronów w elektrolicie. 
Skuteczność regeneracji baterii jest uzależniona od stanu technicznego akumulatora, jego prawidłowej eksploatacji i konserwacji oraz sprawności instalacji elektrycznej urządzenia, w którym pracuje. Istotna jest profilaktyka – nie można czekać, aż z akumulatora spłynie masa aktywna. W takiej bowiem sytuacji żadne działania nie przywrócą mu jego sprawności. 
Zastosowanie procesu regeneracji powinno więc następować już przy pierwszych oznakach utraty sprawności użytkowej akumulatora – wówczas będzie on najbardziej skuteczny. Przyjmuje się, że optymalny moment poddania akumulatora regeneracji to ten, gdy akumulator zamiast pracować np. 8 godzin, utrzymuje energię jedynie przez połowę czy nawet jedną czwartą tego czasu. 
Proces regeneracji jest skuteczny przede wszystkim w akumulatorach przemysłowych głębokiego rozładowania, wykorzystywanych m.in. w wózkach widłowych, elektrowniach wiatrowych, ogniwach fotowoltaicznych i przemysłowych akumulatorach awaryjnego zasilania. Koszt regeneracji stanowi około 30-40% kosztu zakupu baterii fabrycznie nowej przy osiąganiu przez tę regenerowaną podobnych jak ona parametrów pojemnościowych. Natomiast przy wyborze metody regeneracji należy kierować się nie tylko ceną usługi, ale warto zapoznać się również z wykorzystywaną w tym procesie technologią, warunkami wykonania usługi oraz kierować się doświadczeniem i referencjami firmy, która ją świadczy.
Odsiarczanie akumulatorów przeprowadzane jest różnymi metodami: elektrycznymi, elektrochemicznymi i chemicznymi. O ich skuteczności decyduje możliwy do uzyskania poziom odsiarc...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy