Producent - ULTRACELL

Ultracell (UK) Limited jest brytyjskim producentem rozwiązań bateryjnych założonym w 1999 roku i związanym z Liverpoolem. Firma rozwija akumulatory kwasowo-ołowiowe VRLA, AGM, GEL, serie głębokiego cyklu, wysokoprądowe i trakcyjne oraz systemy litowe, w tym LiFePO4. Produkty są stosowane w telekomunikacji, UPS, alarmach, energetyce odnawialnej, mobilności, oświetleniu awaryjnym, medycynie i przemyśle.

VRLA oznacza akumulator kwasowo-ołowiowy z zaworem regulującym ciśnienie. Elektrolit nie znajduje się w postaci swobodnej jak w klasycznej baterii zalewanej. Gazy rekombinują wewnątrz w normalnych warunkach, a zawór otwiera się przy nadmiernym ciśnieniu. Obudowa nie jest hermetyczna w sensie absolutnym.

AGM wykorzystuje matę z włókna szklanego do utrzymania elektrolitu pomiędzy płytami. Zapewnia niski opór wewnętrzny i dobrą zdolność oddawania dużego prądu. Jest stosowany w zasilaniu rezerwowym, UPS i rozruchu specjalistycznym. Przeładowanie prowadzi do gazowania i utraty wody, której nie można uzupełnić.

GEL wykorzystuje elektrolit zagęszczony krzemionką. Konstrukcja dobrze znosi część zastosowań cyklicznych i głębokie rozładowania, ale wymaga właściwego napięcia ładowania. Zbyt wysoki prąd lub niewłaściwa ładowarka może tworzyć kanały w żelu i trwale zmniejszyć pojemność.

Serie standby są projektowane głównie do podtrzymania i pracy buforowej. Akumulator pozostaje pod napięciem ładowarki, a rozładowanie następuje podczas awarii. Seria deep-cycle jest przeznaczona do powtarzanych cykli z większą głębokością. Użycie typowego modelu buforowego w wózku lub systemie solarnym skraca życie.

Pojemność w Ah jest określona przy danym czasie rozładowania, temperaturze i napięciu końcowym. Akumulator 100 Ah nie oddaje tej samej pojemności przy bardzo dużym prądzie jak przy rozładowaniu dwudziestogodzinnym. Zjawisko Peukerta opisuje zależność dla technologii ołowiowej.

Energia w Wh jest przybliżeniem napięcia razy pojemność, ale napięcie spada podczas pracy. Falownik ma sprawność i własny pobór. Czas UPS jest obliczany na podstawie mocy rzeczywistego obciążenia oraz charakterystyki baterii, a nie samego Ah.

Napięcie ładowania buforowego jest niższe niż cyklicznego. Ładowarka przechodzi przez fazy zależnie od aplikacji. Kompensacja temperaturowa obniża napięcie w cieple i podnosi w chłodzie. Brak kompensacji przy wysokiej temperaturze przyspiesza korozję i wysychanie.

Temperatura ma silny wpływ na trwałość VRLA. Praca stale powyżej wartości referencyjnej skraca życie projektowe. Niska temperatura zmniejsza dostępną pojemność chwilową, ale ogranicza reakcje starzeniowe. Bateria w szczelnej, gorącej szafie starzeje się szybciej niż w chłodzonym pomieszczeniu.

Akumulatory połączone szeregowo zwiększają napięcie, a równoległe pojemność i zdolność prądową. Wszystkie jednostki powinny mieć tę samą technologię, pojemność, wiek i stan naładowania. Słabsza bateria w szeregu osiąga granicę wcześniej i może zostać odwrócona podczas głębokiego rozładowania.

Połączenia równoległe wymagają symetrycznych przewodów, aby prąd rozkładał się równomiernie. Zasilanie pobierane z jednego końca dużego banku obciąża najbliższe akumulatory bardziej. Bezpieczniki przy każdej gałęzi ograniczają skutki zwarcia.

Prąd zwarciowy baterii ołowiowej może być bardzo duży. Narzędzie upuszczone na zaciski powoduje łuk i stopienie metalu. Instalacja ma osłony, bezpieczniki i izolowane klucze. Pierścionki oraz zegarki są zdejmowane przed pracą przy banku.

Stan naładowania można oceniać po napięciu spoczynkowym po odpowiednim czasie, lecz wynik jest przybliżony. Test przewodności lub rezystancji wewnętrznej pomaga śledzić starzenie. Najbardziej miarodajny jest kontrolowany test pojemności, który rozładowuje baterię określonym prądem.

Siarczanowanie powstaje, gdy akumulator pozostaje rozładowany. Kryształy ograniczają aktywną powierzchnię płyt. Szybkie doładowanie po użyciu zmniejsza ryzyko. Długie magazynowanie wymaga okresowego ładowania, ponieważ samorozładowanie trwa również bez odbiornika.

Serie high-rate są projektowane do krótkich, dużych obciążeń w UPS i systemach awaryjnych. Budowa płyt oraz połączeń zmniejsza opór. Nie oznacza to optymalnej pracy w wielogodzinnym głębokim cyklu. Dobór opiera się na tabeli mocy dla określonego czasu.

Akumulatory trakcyjne i do mobilności zasilają wózki, skutery, urządzenia czyszczące i sprzęt rehabilitacyjny zależnie od serii. Częste cykle wymagają głębokocyklicznej konstrukcji. Ładowarka musi przejść pełny profil, a przerwanie każdego cyklu w połowie prowadzi do niedoładowania.

Systemy solarne pracują z nieregularnym ładowaniem i wielogodzinnym rozładowaniem. Regulator PV ma profil zgodny z AGM, GEL albo LiFePO4. Napięcie paneli i regulatora nie może być podłączone bezpośrednio do baterii bez kontroli. Dni bez słońca określają wymaganą rezerwę.

LiFePO4 wykorzystuje fosforan litowo-żelazowy i ma inny profil niż kwas ołowiowy. Utrzymuje bardziej płaskie napięcie podczas rozładowania, ma mniejszą masę i dużą liczbę cykli. Nie może być ładowany zwykłym trybem odsiarczania przeznaczonym dla VRLA.

BMS w baterii litowej monitoruje napięcia sekcji, prąd i temperaturę oraz odłącza układ poza zakresem. Ochrona nie zastępuje bezpiecznika zewnętrznego i poprawnego przewodu. Przy niskiej temperaturze ładowanie może zostać zablokowane, mimo że rozładowanie nadal jest możliwe.

Wymiana ołowiu na lit w istniejącym urządzeniu wymaga sprawdzenia napięcia ładowarki, prądu, komunikacji i zachowania wskaźnika. Płaska charakterystyka LiFePO4 utrudnia ocenę poziomu na podstawie napięcia. UPS może błędnie obliczać pozostały czas bez kalibracji.

Obudowa baterii ma określony sposób montażu. Nie każdy VRLA może pracować w dowolnej pozycji. Zawory nie są zasłaniane, a zaciski nie przenoszą ciężaru przewodu. Regał musi wytrzymać masę całego banku oraz obciążenia sejsmiczne, jeśli wymagają tego warunki.

Ultracell publikuje karty z krzywymi rozładowania, temperaturą, wymiarami, rezystancją i życiem projektowym. Pełny kod serii jest konieczny, ponieważ modele o tym samym napięciu i Ah mogą mieć inne przeznaczenie. VRLA, GEL, deep-cycle, high-rate i LiFePO4 wymagają odmiennych ładowarek, zabezpieczeń i strategii eksploatacji.