Měly by se v bezpečnostních systémech používat gelové baterie?

Gelová baterie je olověný zdroj energie, ve kterém je elektrolyt mezi deskami ve formě gelu v absorbovaném stavu, což znamená, že tento zdroj energie je bezúdržbový a zcela utěsněný. Jeho princip fungování se neliší od jiných typů baterií.

V běžných olověných bateriích je elektrolyt přítomen ve formě směsi destilované vody a kyseliny sírové. Gelová technologie se vyznačuje tím, že roztok kyseliny v baterii je ve formě gelu. Této struktury elektrolytu je dosaženo přidáním silikonového plniva do kompozice, což činí směs hustší.

Tělo gelového napájecího zdroje je spojeno dohromady několika odolnými plastovými válcovými bloky.

Princip fungování gelového zdroje se prakticky neliší od běžných olověných baterií – nabitý zdroj produkuje náboj. Během tohoto procesu klesá napětí a klesá hustota elektrolytu.

Ale je tu rozdíl. Při provozu na baterie se molekuly plynu rozkládají a spojují (rekombinují), přičemž se uvolňuje energie a voda, které jsou následně absorbovány tekutým gelem. To řeší dva problémy:

1. Není potřeba přidávat vodu, protože volná voda vzniká rekombinací plynů.
2. Žádné plynné emise, což umožňuje použití gelových baterií v obytných prostorách jako UPS.

Výběr gelových baterií

Při výběru nového zdroje energie, včetně gelového, věnujte pozornost následujícím parametrům:

• Výkon – měřeno v ampérech za hodinu. Ukazuje, jak dlouho může zdroj dodávat 1A.
• Maximální nabíjecí proud je maximální přípustná hodnota proudu při nabíjení baterie.
• Maximální vybíjecí proud, nazývaný také startovací proud, udává maximální proud, který může baterie dodat po dobu 30 sekund.
• Provozní napětí na svorkách je 12V.
• Hmotnost baterie závisí na jejím výkonu.

Na rozdíl od běžných baterií jsou zde parametry kritičtější. U gelových baterií musíte pochopit, že:

• baterie má životnost cca 500–700 cyklů nabití-vybití;
• Při hlubokém vybíjení zůstávají desky potažené, což snižuje jejich sklon ke korozi;
• Velmi důležitá je přesnost nabíjení, jejíž překročení může způsobit nabobtnání baterie;
• velmi citlivý na přehřátí a zkraty;
• Je důležité dodržovat výrobcem stanovené hodnoty pro nabíjecí teplotu a rozsah napětí;
• dobře snášejí hluboké vybití (ale ne všechny);
• mají vysoký vnitřní odpor, a proto nemohou produkovat vysoké hodnoty proudu;
• může pracovat ve všech polohách kromě hlavou dolů;
• V případě drobného poškození nedochází k úniku elektrolytu, protože má strukturu hlenu;
• Gelové baterie vydrží extrémní mrazy až do -45 stupňů.

Životnost gelové baterie

Životnost gelové baterie je podle výrobců cca 10 let. Nutno však podotknout, že jde prakticky o marketingové prohlášení, při striktním dodržení provozních podmínek udávaných výrobcem téměř férové. Skutečné období se může výrazně lišit směrem dolů.

Ve skutečnosti jsou tyto podmínky splněny jen zřídka. Životnost nejjednodušších baterií je tedy 1-3 roky, poté vyschnou a nabobtnají. U dražších modelů při dodržení doporučení ohledně hloubky vybití (DoD) vydrží mnohem déle – 5–10 let. Příkladem splnění podmínek stanovených výrobcem jsou datová centra (data processing centers).

Příliš nízké (pod –30°C) a příliš vysoké (nad +50°C) teploty snižují životnost gelové baterie. To je způsobeno tím, že za takových podmínek elektrochemická aktivita zdroje energie buď klesá, nebo stoupá. Je třeba poznamenat, že zvýšení teploty vede k urychlené korozi desek. Neustálé vybíjení baterií také snižuje jejich životnost. Dobíjení má však negativní dopad na životnost.

Výhody a nevýhody gelových baterií

Výhody gelových baterií:

• dlouhá životnost;
• velký počet cyklů nabíjení-vybíjení;
• není potřeba nouzové dobíjení zdroje energie při hlubokém vybíjení;
• malá ztráta kapacity v případě poruchy baterie (asi 20 % ročně);
• životnost a spolehlivost tohoto typu napájení díky vysoce kvalitním komponentům;
• vysoká účinnost s nízkým vnitřním odporem;
• nevyžadují údržbu;
• se vyznačují provozní bezpečností díky hermetickému uzavření pouzdra.

Současně stojí za zmínku několik nevýhod baterií vyrobených pomocí gelové technologie:

• Při nabíjení napájecího zdroje je třeba sledovat dodávané napětí. Pokud je přípustná hodnota překročena, začne proces ničení součástí;
• citlivost gelových baterií na nízké teploty v důsledku tvrdnutí elektrolytu a zhoršení jeho vlastností;
• citlivost těchto baterií na zkrat;
• vysoká cena ve srovnání s olověnými bateriemi.

Nabíjení gelových baterií

Gelové baterie jsou velmi citlivé na proud a napětí, takže nabíjení takového zdroje energie vyžaduje přizpůsobení těchto charakteristik. Zařízení, která tradičně nabíjejí olověné baterie, nabíjecí desky a jednoduché napájecí adaptéry pro nabíjení gelových baterií, nebudou fungovat. Proto stojí za to podrobněji zvážit otázku, jak správně nabíjet gelovou baterii.

Jak správně nabíjet gelovou baterii?

Pro správné nabití gelové baterie je potřeba použít proud, který se rovná 10 % kapacity baterie. 30 % můžete použít na urgentní doplnění. Na pouzdru baterie je nálepka, která označuje doporučený maximální nabíjecí proud pro konkrétní model. Důležitá je také hodnota napětí. Při překročení určité hodnoty začne proces destrukce uvnitř baterie – gel se stane tekutějším a ztratí své vlastnosti. Doporučené nabíjecí napětí je uvedeno výrobcem na štítku.

Gelové baterie mají režim nabíjení, který umožňuje šetřit energii. Tato metoda se používá jako součást údržby UPS a doporučuje se pro pravidelné nabíjení baterie. Na štítku je uvedeno i napětí, které lze ze zdroje nabíjet pro zachování jeho funkčnosti.

Požadavky na nabíječku gelových baterií

Moderní trh nabízí velké množství všech druhů nabíječek a nepřerušitelných zdrojů napájení. Upozorňujeme však, že z jakéhokoli zařízení lze nabíjet pouze olověné baterie.

Gelové napájecí zdroje spotřebovávají napětí a proud, takže použití neregulovaného nabíjení a zjednodušených napájecích zdrojů může baterii poškodit. Pojďme zjistit, jaké jsou požadavky na nabíječku pro obsluhu gelové baterie.

• Vypnutí po nabití a ochrana proti přehřátí.
• Stabilita napětí.
• Teplotní kompenzace – parametry nabíjení je nutné přizpůsobit teplotě baterie a teplotě okolí.
• Současná regulace.

Výrobci doporučují nabíjet zdroj postupně:

1. s rostoucím napětím;
2. pokles nabíjecího proudu;
3. minimální hodnoty proudu a napětí.

K nabíjení gelových baterií tedy potřebujete pulzní nabíječky, které vám umožní regulovat proud a napětí a navíc mají funkci přerušení proudu.

Aplikace a výběr gelových baterií

Aplikace gelových baterií

12V gelové baterie se používají jako nepřerušitelný zdroj napájení (UPS). Tato baterie je vhodná jako UPS v uzavřených a nevětraných prostorách, pro napájení sad na bázi solárních panelů a autonomního napájení (nepřerušitelné zdroje napájení) v bezpečnostních systémech a také počítačových UPS.

1. UPS s denním cyklem zatížení-vybití. Životnost takových baterií je 2-3 roky nebo v rozmezí 600-700 cyklů DoD je typicky 40%.
2. V pohotovostním nebo offline režimu. Pro skladování elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů energie (sluneční záření, teplo, vítr). Ačkoli to platí pro samostatné systémy, tento typ baterie není vhodný kvůli nízké úrovni nabití a úrovni DoD. Jinými slovy, pokud je baterie vybitá na 70-90 %, bude vyžadovat kompletní výměnu. Proto autonomní systémy využívají lithium-iontové baterie, baterie AMG nebo velmi drahé bezúdržbové gelové baterie.
3. Nouzové napájení pro průmyslová zařízení, elektrárny, rozvodny.
4. Pro automatizaci elektrotechniky v železniční a letecké dopravě.
5. Zařízení motoru, to znamená startovací systémy dieselgenerátorů.
6. V systémech kontroly přístupu jako záložní zdroj energie pro elektromagnetické zámky.
7. V požárních a bezpečnostních systémech (FAS).
8. Pro systémy nouzového osvětlení, telekomunikace a spoje.
9. Pro napájení přenosných zařízení (DC).

Jak vybrat baterii na Bezpeka-Shop

Každá baterie prezentovaná na webu Bezpeka-Shop má okamžitě sadu základních charakteristik pro pohodlný výběr podle typu, kapacity a výstupního napětí, hmotnosti, velikosti, provozní teploty.

Můžete také použít filtr podle cenových parametrů a názvu vámi preferovaného výrobce. Stránka představuje 3 hlavní výrobce baterií: Faraday Electronics, Full Energy a I-Battery. Zejména gelové baterie 9Ah/12V od Full Energy jsou oblíbené pro zabezpečovací ústředny.

Pokud se vám ale přesto výběr nedaří, doporučujeme vám telefonicky kontaktovat poradce Bezpeka-Shop. Telefonní čísla pro konzultaci jsou uvedena v sekci „Kontakty“ na stránkách internetového obchodu.

Postarejte se o sebe a své vybavení.