Baterii AGM vs gel – Tehnologii moderne pentru utilizari diverse

Nevoia de curent electric este una majora in conditiile in care cele mai multe echipamente utilizate acasa sau la locul de munca functioneaza pe baza acestei utilitati. In anumite circumstante este nevoie sa se monteze baterii care sa ofere energie in momentele in care reteaua centralizata nu functioneaza sau chiar pentru acumularea de curent electric provenit din instalatiile fotovoltaice sau din cele eoliene. 

Un model utilizat cu succes in acest sens este acumulatorul de tip VRLA (Valve Regulated Lead Acid) ce este disponibil in doua variante diferite, si anume cele cu gel si cele de tip AGM. Ambele ofera posibilitatea acumularii energiei electrice, insa se diferentiaza prin anumite caracteristici care le fac potrivite in diverse utilizari. 

In articolul urmator sunt prezentate informatii utile despre cele doua tip de baterii VRLA pentru a se usura alegerea variantei corecte in functie de destinatie si de conditiile de mediu. De asemenea, se vor putea consulta principalele avantaje si dezavantaje ale celor doua variante de baterii, precum si criteriile de care se va tine cont pentru a se face o alegere informata. 

Cuprins:

        1. Baterii AGM vs gel – Principii de constructie si de functionare

            1.1. Gel vs AGM – Constructia si modalitatea de functionare a acumulatoarelor VRLA cu gel

            1.2. Baterie gel vs acid – Constructia si modalitatea de functionare a acumulatoarelor VRLA cu fibra de sticla absorbanta

        2. Avantajele si dezavantajele bateriilor cu gel vs baterii AGM

            2.1. Avantajele si dezavantajele bateriilor cu gel

            2.2. Avantajele si dezavantajele bateriilor cu fibra de sticla absorbanta

        3. Criterii pentru alegerea bateriilor AGM sau a celor cu gel

1. Baterii AGM vs gel – Principii de constructie si de functionare

Bateriile electrice sunt echipamente ce au capacitatea de a inmagazina curent electric pe baza unor reactii chimice. De-a lungul timpului au fost utilizate diverse tehnologii in acest sens, dintre care se evidentiaza varianta VRLA. Aceste baterii sunt de tip plumb-acid, concepute in scopul asigurarii etanseitatii si a lipsei nevoii de intretinere. 

Bateriile VRLA sunt dotate cu o valva care regleaza presiunea interna si nu permite defectarea echipamentului. Principala caracteristica a bateriilor VRLA este prezenta unui electrolit (solutie de acid sulfuric) ce poate fi atat intr-o stare gelificata, cat si impregnat intr-un strat absorbant din fibra de sticla. Pornindu-se de la aceasta diferenta au fost create doua tipuri principale de baterii VRLA, cele de tip AGM (Absorbent Glass Mat) in care electrolitul este absorbit intr-un strat de fibra de sticla si cele cu gel, in care electrolitul este in aceasta forma de agregare.

1.1. Gel vs AGM – Constructia si modalitatea de functionare a acumulatoarelor VRLA cu gel

Bateriile VRLA cu gel sunt considerate o forma evoluata a vechilor baterii cu plumb-acid, in care electrolitul era reprezentat de o solutie de acid sulfuric. Din cauza constructiei, aceste variante depasite erau instabile si necesitau o intretinere regulata, iar performantele nu erau maxime. Pentru a rezolva aceste probleme la solutia electrolitica a fost adaugat un agent de gelificare, ce a transformat-o intr-o substanta densa si stabila. Gelul astfel obtinut nu se scurge si ramane in contact strans cu placile bateriei, oferind astfel durabilitate si performanta crescuta. 

Principiul de functionare al bateriilor cu gel se bazeaza pe aparitia unei reactii chimice intre electrolitul gelificat si placile pozitive si negative din plumb. Aceasta reactie functioneaza in doua sensuri. In timpul procesului de descarcare, in urma reactiei se elibereaza electroni ce genereaza curentul electric si substante chimice rezultate in urma reactiei dintre acidul sulfuric si plumb. Procesul de incarcare este acelasi ca in cazul anterior, doar ca este in sens opus. Prin aplicarea curentului electric la bornele bateriei, compusii chimici depusi pe placi se intorc in electrolit, ajungandu-se astfel la starea initiala. 

1.2. Baterie gel vs acid – Constructia si modalitatea de functionare a acumulatoarelor VRLA cu fibra de sticla absorbanta

Bateriile de tip AGM (Absorbent Glass Mat) sunt o forma de baterie cu plumb acid, denumirea echipamentului venind de la separatoarele plasate intre placile de plumb pozitive si negative, realizate dintr-o fibra de sticla absorbanta. Utilizarea acestei tehnologii aduce anumite avantaje, printre care se numara etanseitatea containerului si lipsa de intretinere, la care se adauga si o rezistenta crescuta la vibratii. Din punct de vedere constitutiv, bateriile AGM sunt construite din patru componente principale:

• Containerul etans, realizat dintr-o masa plastica rezistenta, protejeaza electrolitul si placile si nu permite scurgerea lichidelor, asigurand astfel o functionare fara intretinere;
• Placile pozitive si negative realizate din plumb si oxid de plumb amplasate alternativ in interiorul carcasei;
• Placile separatoare din fibra de sticla absorbanta plasate intre placutele negative si pozitive din plumb;
• Electrolitul se prezinta sub forma unui lichid, solutie de acid sulfuric la o concentratie de 38 la suta.

Principiul de functionare al bateriilor AGM este acelasi ca in cazul acumulatorilor cu gel, existand etapa de incarcare si cea inversa de descarcare. Asadar, acestea sunt aspectele care trebuie stiute privind comparatia acumulator cu gel vs cu acid.

2. Avantajele si dezavantajele bateriilor cu gel vs baterii AGM

Cele doua variante de baterii VRLA functioneaza pe baza aceleiasi reactii chimice dintre placile de plumb si electrolitul de acid sulfuric. Diferenta este una functionala in ceea ce priveste modalitatea de plasare a electrolitului care poate fi atat in forma lichida, imbibat intr-o placa absorbanta de fibra de sticla, cat si in forma de gel, ce rezulta prin amestecarea solutiei de acid sulfuric cu siliciu. Aceste diferente pot fi observate in performantele oferite de cele doua tipuri de baterii, fiind astfel esential ca alegerea sa fie facuta tinandu-se cont de avantajele si dezavantajele fiecarei variante.

2.1. Avantajele si dezavantajele bateriilor cu gel

Bateriile VRLA cu gel sunt considerate unele dintre cele mai performante tehnologii ce pot fi utilizate in ceea ce priveste acumularea de energie electrica. Datorita numeroaselor avantaje ale bateriilor cu gel, acestea sunt folosite in diferite imprejurari, cum ar fi vehiculele electrice, acumularea de energie regenerabila, echiparea unor scule electrice portabile sau in medii cu temperaturi inalte. 

Printre avantajele ce merita amintite se numara:

• Lipsa necesitatii de intretinere. Datorita etanseitatii acumulatorului, gelul nu se poate scurge, eliminandu-se astfel necesitatea adaugarii de electrolit;
• Rezistenta la vibratii. Gelul din interiorul bateriilor asigura un contact strans al electrolitului cu placile din plumb, bateriile de acest tip fiind astfel potrivite pentru actionarea unor mecanisme aflate intr-o miscare constanta sau care sunt supuse unor socuri puternice;
• Durata de viata prelungita. Bateriile cu gel au o durata de viata lunga, putand fi incarcate si descarcate de un numar apreciat de cicluri, fara a aparea degradari insemnate ale capacitatii de acumulare;
• Rezistenta la temperaturi inalte. Bateriile de acest tip ofera performante constante in mediile cu temperaturi ridicate datorita prezentei gelului in interior.  

Bateriile VRLA cu gel prezinta si unele dezavantaje de care trebuie sa se tina cont. In primul rand, echipamentele de acest tip au un pret superior fata de alte variante de aceeasi putere. Motivul este unul real, provenind din materialele mai scumpe, folosite in procesul de constructie. In al doilea rand, pot fi mentionate incarcarea si descarcarea mai lente comparativ cu cele ale bateriilor AGM. Acest dezavantaj trebuie sa fie avut in vedere, pentru ca bateriile cu gel nu fac fata unei eliberari si incarcari rapide de energie. 

In al treilea rand, acumulatorii de acest tip, desi rezista la temperaturi ridicate, au o sensibilitate crescuta la supraincalzire. Performantele pe termen lung pot scadea sensibil daca se trece prin astfel de situatii in care temperatura interna a dispozitivului creste. In al patrulea rand, bateriile cu gel pot cunoaste o deteriorare in cazul in care sunt supradescarcate (intreaga electricitate acumulata este consumata). Din aceasta cauza, de obicei bateriile cu gel sunt insotite de dispozitive de protectie suplimentare, ce nu permit un astfel de consum.

2.2. Avantajele si dezavantajele bateriilor cu fibra de sticla absorbanta

Tehnologia AGM a fost introdusa in realizarea bateriilor reincarcabile in vederea cresterii performantei, sigurantei si a durabilitatii. O problema importanta rezolvata prin plasarea placilor de fibra de sticla separatoare a fost oferirea unei rezistente crescute la vibratii, inclusiv in cazul in care acumulatorul este asezat intr-o pozitie inclinata. Tipul de constructie inlatura posibilitatea scurgerii de electrolit, obtinandu-se astfel o siguranta crescuta pentru utilizatori. 

Un alt avantaj oferit de aceasta tehnologie este rezistenta la temperaturile foarte scazute, performantele nefiind afectate, chiar daca termometrul arata mult sub zero grade. Durata de viata este una avantajoasa, deoarece bateriile AGM rezista fara a cunoaste degradari semnificative ale capacitatii de inmagazinare a curentului electric pana la cincisprezece ani, in conditiile in care alte tehnologii nu ofera decat jumatate din aceasta perioada. 

Tot in categoria avantajelor merita amintite lipsa necesitatii mentenantei, posibilitatea montarii in orice pozitie si incarcarea si descarcarea rapida. Aceste caracteristici fac din bateria AGM o varianta ideala pentru acumularea curentului electric rezultat din surse regenerabile, cum ar fi panourile fotovoltaice sau sistemele eoliene. Nu in ultimul rand, avantajoasa este si posibilitatea supradescarcarii bateriilor AGM, fara a afecta echipamentul, fiind suficienta o incarcare noua pentru a o aduce la starea initiala.

3. Criterii pentru alegerea bateriilor AGM sau a celor cu gel

Tehnologia bateriilor VRLA de tip AGM sau cu gel este una relativ noua, fiind pusa la punct in conditiile in care este necesara o acumulare cat mai eficienta a curentului electric. Motivele acestui deziderat vin din inmultirea echipamentelor electrice portabile, actionate cu ajutorul acumulatorilor electrici, in acest sens cautandu-se realizarea unui echipament cu capacitate mare de inmagazinare si care sa reziste cu succes la vibratii si socuri mecanice. Un alt motiv vine din inmultirea proiectelor de generare a curentului electric din resurse regenerabile si din necesitatea inmagazinarii curentului obtinut pana la momentul in care acesta este necesar. 

Desi ambele variante sunt un tip de baterie plumb-acid, tehnologia constructiva diferita face ca ele sa functioneze in mod diferit, fiind potrivite pentru anumite aplicatii, in cazul altor tipuri de aplicatii fiind mai potrivite alte optiuni. Persoanele care doresc sa beneficieze de toate avantajele ce pot fi oferite de cele doua variante trebuie sa ia in considerare cateva criterii de alegere, dintre care se remarca urmatoarele:

• Cerintele de descarcare si incarcare. Cele doua modele permit rate de incarcare si descarcare diferite. Astfel, bateriile de tip AGM au rate inalte, ceea ce le face potrivite pentru aplicatii unde este necesara eliberarea rapida a energiei, dar si incarcarea intr-un timp cat mai scurt a acumulatorilor (de exemplu, in cazul masinilor electrice). Bateriile cu gel, incarcandu-se si descarcandu-se mai lent, sunt necesare acolo unde nu este necesara o eliberare rapida a energiei;
• Pozitia de fixare trebuie sa fie luata in considerare, pentru ca bateriile cu gel, desi sunt rezistente la vibratii, nu functioneaza la performante maxime decat daca sunt montate in pozitie verticala. Varianta AGM permite, insa, montarea in variate pozitii, putandu-se beneficia de flexibilitatea la instalare;
• Performantele bateriilor, in functie de temperatura mediului ambiant, sunt diferite. Astfel, bateriile AGM au cele mai bune rezultate in cazul existentei unor temperaturi scazute sau moderate. Varianta cu gel rezista la temperaturi ridicate, insa nu face fata in mod eficient atunci cand gradele din termometru scad cu mult sub zero;
• Durata de viata si costul bateriilor pot reprezenta criterii de alegere, deoarece produsele AGM sunt mai ieftine si au o durata de viata redusa, pe cand cele cu gel sunt mai scumpe, dar rezista mai mult timp. Daca fondurile sunt mai reduse se poate alege din prima varianta. Daca exista resurse financiare suficiente, atunci se recomanda bateriile cu gel. In acest caz trebuie sa se ia in considerare un element cunoscut sub numele de cost total de operare, in care se calculeaza durata de viata, costurile asociate cu intretinerea si inlocuirea;
• Rezistenta la supraincarcare este acea caracteristica pozitiva datorita careia o baterie descarcata complet nu se deterioreaza si nu ii scade capacitatea de acumulare. Din acest punct de vedere, bateriile AGM sunt considerate varianta preferata, deoarece ofera o rezistenta maxima la supradescarcare in comparatie cu bateriile cu gel. Totusi, a doua varianta poate fi protejata de acest element distructiv prin plasarea unor aplicatii ce controleaza nivelul de incarcare si de descarcare a dispozitivului.

In concluzie, persoanele care vor sa beneficieze de avantajele unui acumulator de ultima generatie, ce face fata tuturor cerintelor trebuie sa ia in considerare criteriile utile, ce permit realizarea unei alegeri corespunzatoare. 

Surse foto: dbsolar.ro, unsplash.com