Stationära Batterier.

När det gäller Batterier för stationära ändamål, hör man redan på namnet, att de är STATIONÄRA. De installeras på en plats, för att utgöra en reserv i händelse att behov av kraft föreligger. Det är inte alltid som det enbart behövs när det ordinarie AC-nätet faller bort. Det kan handla om fall när batteriet ska starta en dieseldriven reservkraft generator, som kan köras som alternativ kraftkälla. Det kan även handla om en mer cyklisk applikation, där solpaneler, vindgeneratorer och dieselgeneratorer laddar ett batteri. Batteriet leverera en ständig DC-kraft för en Telecom-anläggning utan ordinarie AC-Nät, eller elektricitet till en avlägsen stuga långt bortom kraftnätets täckning. Gränsen mellan ett stationärt batteri, och ett traktionärt batterier, är inte alltid glasklar.

Blybatterier

Är det vanligaste batteriet fortfarande, trots att det har funnits i många år. 1859 uppfann Gaston Planté blybatteriet, som givetvis har förädlats med åren. Men faktum är, att en batterityp kallas fortfarande för Planté batteri, och det har en mycket lång livslängd i stationära anläggningar. Däremot är batterikonstruktionen bra för mer cykliska applikationer.

Det traditionella Fritt Ventilerade Blybatteriet, används mycket fortfarande. Det är användare som kräver hög säkerhet och tillgänglighet, med en relativt lång livslängd, som använder Fritt Ventilerade blybatterier. Ex: Svenska Kraftnät, Substations, Ställverk, UPS anläggningar med flera. Fritt Ventilerade blybatterier tillverkas med några olika typer av positiva plattor:

  • Rör platta. Ger en lång livslängd på upp mot 15 år. Kallas även OPzS.
  • Galler platta. Beroende på tjocklek på plattan, samt koncentrationen av Svavelsyra, så ger batteritypen från 8 år upp till 15 års livslängd i stationära anläggningar. Kallas ibland för OGi.
  • Planté. Används i vissa georafiska områden av tradition. Har normal en mycket lång livslängd av ++15 år. Kallas även GroE.

Minus plattan är alltid en gallerplatta, och den avgör normalt inte livslängden på batteriet. Om du vill fördjupa dig inom blybatterier, finns en speciell sida för dig, som tränger djupare in i tillverkarnas marnadsförings hokus-pokus och dekaltrimmningar.

Det är som sagt, plus-plattan som ger blybatteriet dess unika egenskaper. Elektrolyten består till stor del av Svavelsyra; H2SO4, som har en densitet av 1,84 kg/l i koncentrerad form. Koncentrationen i elektrolyten varierar något, beroende på batterityp, men 30-35 % koncentration av H2SO4 är normalt. Högre koncentration av H2SO4 medför även en högre korrosion på batteriets blylegeringar, vilket leder till en kortare livslängd. Densiteten på elektrolyten ligger i laddat tillstånd, mellan 1,24 kg/l upp till 1,30 kg/l.

Plusplattan i laddat tillstånd, består av Blydioxid; PbO2.

Minusplattan i laddat tillstånd, består av Blysvamp; Pb.

Vid en urladdning, så omvandlas båda plattorna till Blysulfat; PbSO4. Sulfatet; SO4 kommer från elektrolyten, dvs svavelsyran, som därmed temporärt förbrukas och binds kemiskt till plattorna. När batteriet är totalt urladdat, återstår nästan bara vatten i elektroyten. Ibland hör man uttycket att batteriet har "sulfaterat"! Men det är ett  högst normalt tillstånd, när batteriet är urladdat, helt eller delvis. Vad som då avses, är att blysufatet riskerar att kemsikt binda sig hårdare till varandra, så att det försvårar en uppladdningen igen.

Här finns även förklaringen till att man kan mäta densitet (kg/liter, exempel vatten har 1,00) på elektrolyten i blybatterier, och därmed få information om laddningstillståndet. Läs mer om ämnet blybatterier djupare information.

Vid en återladdning sker det omvända. När koncentrerad svavelsyra försiktigt "tillverkas" vid båda plattorna, så är den dels "tung" iom sina 1,84 kg/l, men även trögflytande, viskös. Det betyder att den har en benägenhet att sjunka mot botten av cellen, ocg därmed inte blanda sig homogent med elektrolyten. Därför är det bra, om Fritt Ventilerade Blybatterier, efter en urladdning, utsättas för en forcerad laddning med förhöjd laddspänning. Då kommer det att bli en gasning i cellen, som rör om elektrolyten och homogeniserar den. Livsländen optimeras därmed, samt att batteriet nu har lättare att leverera ström igen.

Under 1980-talets slut kom en revolutionerande uppfinning. Ett blybatteri som var helt underhållsfritt! VRLA batterier började slå igenom.

VRLA = Vavle Regulated Lead Acid. Ventil Reglerat Bly Syra.


Nu var BATTERIET med stort B äntligen här. "Installera och glöm bort" var ungefär vad de säljande klychorna handlade om. Med facit i hand, så var det hela en klar överdrift. Till att börja med kan man dela in VRLA Batterierna i två olika sätt att göra cellen/batteriet ventil reglerat. Gel är ett och AGM ett annat sätt. Jag har noterat, att många säger "Gel" utan att veta skillanden, så den ska vi reda ut nu:

VRLA GEL

De positiva plattorna kan består av såväl rörplatta som gallerplatta, då GEL tekniken fungerar på båda platt konstruktionerna. I Ett Gel batteri tillsätter man elektrolyt som med ett ordinärt FV batteri. Men man tillsäter även andra ämnen som består av kisel. Vid laddning kommer blandningen att bli till en GEL massa där håligheter skapats för den så viktiga syrgastransporten från den positiva plattan, tyill den negativa plattan. Väl där rekombinerar syrgasen till vatten och ingen gas har försvunnit från cellen.

  • VRLA GEL avleder intern värme bättre till omgivningen än vad VRLA AGM gör.
  • VRLA GEL klarar djupurladdningar bättre än VRLA GEL då den har ett större överskott av H2SO4. All H2SO4 förbrukas inte, varvid tendens till bildandet av en överbryggning mellan plattorna, en kortslutning, reduceras. Beroende på konstruktion etc, så kan även avståndet mellan plattorna, kompressionen samt separatorn verka gynnsamt för att klara djupurladdningar bättre än VRLA AGM.
  • VRLA GEL kan inte laddas med FÖR kraftig laddare, samt att överladdning kan vara skadligt. Gaser som bildas kan få svårt att finna sina tilltänkta vägar om det blir trångt i GEL-massan. Överladdning med en okontrollerad laddare skapar enbart värme i överladdningsfasen. Ingen gas försvinner ju från cellen, då den rekombineras i cellen, så all tillförd energi från laddaren blir värme!
  • VRLA GEL Rörplattor, kallas även för OPzV, är nog det mest robusta VRLA batteriet. Har förmodligen längst praktisk livslängd inom VRLA som stationärt OCH cykliskt arbetande batteri.

VRLA AGM

Till skillnad mot VRLA GEL består nu de positiva plattorna enbart av pasterade gallerplattor. Ibland tar tillverkaren till nya revolutionerande namn på plusplattan, men det är ändå likväl en variant på den beprövade gallerplattan. Rör plattor har ännu, mig veterligen, ingen leverantör tillverkat som AGM. Anledningen är att det lär vara svårt, då plattorna är rundade och det interna trycket blir inte homogent. AGM är en förkortning som står för; Absorbent Glass Matt. Det betyder att separatorn har fått ytterligare en viktig uppgift, förutom att SEPARERA plus och minusplattorna från varandra! Det är att hålla den så viktiga elktrolyten på plats mellan plattorna. Det klarar den med en bit glasfiberflock material som är mycket poröst. Med hjälp av kappilärkraften finns elektrolyten kvar i separatorn samtidigt som de viktiga transportgångarna för syremolekylerna finns kvar. Även här bildas det vid överladdning syre vid den positiva plattan som ska rekombineras vid den negativa plattan, för att återgå till vattenmolekyl (H2O) igen. För att inte riskera att  det bildas kvävgas först vid den negativa plattan,låter man överdimensionera den negativa plattan, så det positiva ALLTID blir fulladdad först.

  • VRLA AGM är känsliga för djupurladdningar då små kortslutningar kan bildas mellan plattorna.
  • VRLA AGM är känsligt för överladdning då det finns risk för en termisk rusning vid onormala laddningsförhållanden.
  • VRLA AGM kan både ta emot och avge höga strömmar relativt sin nominell kapacitet.
  • VRLA AGM monteras ofta tillsammans med övrig utrustning, då det sparar plats och resurser för såväl OEM samt hos användaren.