Gelové a AGM baterie
-- Které jsou vhodnější pro solární pouliční osvětlení?
Gelové a AGM baterie: Které jsou vhodnější pro solární pouliční osvětlení?
Gelové a AGM baterie patří obě do skupiny uzavřených olovo-kyselinových baterií; jediný rozdíl mezi nimi spočívá v umístění elektrolytu. U gelových baterií je kyselina síranová vázána v silikagelu, zatímco u AGM baterií je elektrolyt absorbován do skleněnových vláken. Právě tato konstrukční volba ovlivňuje všechny vlastnosti, na kterých záleží kupujícímu – schopnost přijímat nabití, odolnost proti hlubokým cyklům nabíjení, odolnost proti vibracím a chování baterie při extrémních teplotách.
Jedna věc je jasná hned na začátku: lithium-železo-fosfátové (LiFePO4) baterie jsou v současnosti standardem pro nové projekty pouličního osvětlení, což kupujícím ušetří čas při výběru. Olovo-kyselinové baterie v obou variantách jsou naopak doporučovány pro renovace a výměny v rámci rozpočtových omezení. Pokud porovnáváte gelové a AGM baterie, na této stránce naleznete pravidla, která používáme při tomto výběru.
Jak jsou jednotlivé typy baterií konstruovány?
Gelové baterie uchovávají elektrolyt – směs kyseliny sírové a křemičitanu – ve formě gelu kolem kladné a záporné elektrody. Jejich uzavřená konstrukce zabraňuje úniku plynů, nevyžaduje žádnou údržbu hladiny elektrolytu a umožňuje baterii fungovat v různých polohách.
AGM (Absorbent Glass Mat) baterie spojují stejnou kyselinu do skleněných vláken, která jsou stlačena mezi olověnými elektrodami. Tyto vlákna udržují elektrolyt na místě, čímž vzniká stejně uzavřená, proti únikům chráněná konstrukce, nezávislá na poloze baterie; přitom však je vnitřní prostor pro pohyb iontů odlišný.
Výhody a limity gelových baterií Výhody gelových baterií vyplývají z toho, že elektrolyt je v nich „imobilizován“ (nemůže se volně pohybovat).
Schopnost hlubokého cyklu: Gelové baterie zvládají opakované hluboké vybíjení lépe než AGM baterie, což je přesně to, co požadují pouliční osvětlovací zařízení každou noc. Odolnost vůči vibracím: Vzhledem k absenci volné kapaliny snáší gelové baterie šoky a vibrace – právě proto jsou častěji využívány v námořních aplikacích a při použití v mobilních domcích (RV). Nízké samovybíjení: Gelové baterie si udržují svou nábojovou hladinu déle při skladování než tradiční olověno-kyslíkové baterie, což je důležité zejména pro zařízení, která jsou po dobu mezi nasazeními uložena ve skladu. Bezúdržbový provoz: Není potřeba doplňovat náboj ani kontrolovat elektrolyt.
Mezi limity gelových baterií patří také pomalejší přijímání náboje ve srovnání s AGM bateriemi, což způsobuje delší dobu potřebnou k jejich znovunabíjení po každodenním využití – což může být v zimě při slabém slunci vážným omezením. Gelové baterie jsou také citlivé na extrémní teploty a jejich cena je často vyšší než u tradičních olověno-kyslíkových baterií.
AGM baterie: výhody a limity: AGM baterie vyměňují gelovou schopnost odolávat hlubokému vybíjení za rychlejší nabíjení.
Vyšší schopnost přijímat nabíjení: Náplně typu AGM se doplňují rychleji než náplně typu gel, a proto jsou vhodné pro systémy, které vyžadují rychlé nabíjení – např. v krátkých zimních dnech, při vysokých zatíženích nebo při hybridním nabíjení z generátoru. Vysoké rychlosti vybíjení: Náplně typu AGM poskytují proud podle potřeby, což z nich udělalo standardní volbu pro zapínání motorů, osvětlení a zapalovací systémy ve vozidlech, stejně jako pro zařízení, která čelí náhlým nárůstům spotřeby energie. Bezúdržbové a hermeticky uzavřené: Stejně jako náplně typu gel, mají náplně typu AGM flexibilitu v polohování.
Mezery: Hluboké vybíjení není jejich silnou stránkou – náplně typu AGM snášejí hluboké vybíjení, ale při častých hlubokých cyklech se rychleji degradují. Stejně jako všechny olovo-kyseliny jsou i náplně typu AGM citlivé na teplotu, a jejich cena je vyšší než u náplní typu „flooded“.
Porovnání:
| Vlastnost | Gel | AGM |
|---|---|---|
| Elektrolyt | Silikagel, imobilizovaný | Vstřebán do skleněnového vlákna |
| Schopnost hlubokého cyklu | Lepší | Dostatečná, není však hlavní výhodou AGM |
| Přijímání náboje | Pomalejší | Rychlejší |
| Vysokorychlostní vybíjení | Střední | Silné |
| Odolnost vůči vibracím | Silná | Střední |
| Samovybíjení | Nízké | Nízké |
| Údržba | Žádná | Žádná |
| Relativní cena (v porovnání s bateriemi s kapalným elektrolytem) | Vyšší | Vyšší |
Ovlivnění teplotou
Obě technologie jsou citlivé na teplotu, avšak v různém směru: Gel obvykle funguje lépe ve vysokých teplotách, zatímco AGM vykazuje lepší výkony v chladných podmínkách. Pro použití ve veřejném osvětlení to znamená, že v horkých klimatech se upřednostňuje gel, zatímco v chladných klimatech nebo při rychlém nabíjení se upřednostňuje AGM. Žádná z těchto technologií nevydrží cyklus nabíjení a vybíjení při mrazu a tání bez vhodného řízení – problémy spojené s nabíjením při nízkých teplotách jsou popsány na naší stránce o teplotě baterií.
Využití jednotlivých typů baterií
Možnosti využití obou typů baterií se částečně překrývají; rozdíl mezi nimi spočívá především v požadavcích na jejich výkon v různých podmínkách.
Gel – vhodný pro off-grid obnovitelné energetické systémy, kde jsou hluboké cykly a bezúdržbový provoz zásadní; pro použití v námořních prostředích a přívěsných domech, kde jsou vibrace neustálé; pro záložní zdroje energie typu UPS, kde je důležitá spolehlivost baterií při ukládání energie.
AGM – vhodný pro solární instalace vyžadující rychlé nabíjení a vysokou schopnost vybíjení; pro použití v automobilovém průmyslu a námořních aplikacích; pro přenosné elektrické nářadí a nouzové osvětlení.
Pravidlo, které používáme:
Když projekt specifikuje použití olovo-kyselinových baterií, položíme si dvě otázky:
- Je požadován provoz s hlubokými cykly a pomalým nabíjením? Horké klima, noční hluboké vybíjení, absence záložního generátoru – v tom případě gelové baterie.
- Je požadováno rychlé nabíjení nebo spouštění za chladných podmínek s mírnými cykly? Krátké období slunečního svitu, hybridní nabíjení, chladné prostředí – v tom případě AGM baterie.
Pokud rozpočet dovolí výměnu baterií, LiFePO4 baterie převyšují obě varianty jak z hlediska životnosti, tak i schopnosti vybíjení za chladných podmínek, a taková srovnání již nemají význam. Pokud je výběr olovo-kyselinových baterií určen pouze cenou, toto pravidlo pomůže zvolit správnou variantu.
Co tato stránka nezahrnuje:
Tato stránka porovnává dvě skupiny uzavřených olověno-kyselinových baterií. Nezabývá se ekonomickými aspekty použití baterií tohoto typu, výběrem lithiových baterií ani instalací bateriových krabic – otázky týkající se konstrukce bateriových krabic jsou popsány na samostatné stránce. Pro kompletní solární světelné zařízení, u kterého byla volba baterie již správně provedena, viz naši řadu vševšudy solárních uličních světel.