9 индустрии, които разчитат на оловно-киселинни батерии и приложения в превозните средства

Оловно-киселинните батерии играят важна роля във всички електрически приложения.

Литиево-йонни батериисе превърнаха в световен фаворит за съхранение на енергия с предимствата на лека, силна мощност и дълъг експлоатационен живот, което ги прави основен източник за мобилни приложения като електрически превозни средства, лична електроника, мобилни телефони, както и електрически инструменти, захранвани с батерии. Въпреки това, традиционните оловно-киселинни батерии (които постепенно се заменят с литиево-йонни батерии) все още са в тенденция на растеж: статистически се очаква да достигне 59,7 милиарда долара през 2026 г. със среден годишен темп на растеж от 5,2%.

Оловно-киселинните батерии се използват в различни приложения повече от 160 години и остават най-широко използваната акумулаторна електрохимична батерия за малки до средни приложения за съхранение на енергия. Оловно-киселинните батерии са безопасни, имат ниска цена, лесни за презареждане и рециклиране. Батерията се състои от два електрода, потопени в електролит със сярна киселина. Положителният електрод е направен от метален оловен оксид, докато отрицателният електрод е направен от метално олово.

Оловно-киселинните батерии се разделят на два вида: наводнени оловно-киселинни батерии и вентилно-регулирани оловно-киселинни батерии (VRLA) без поддръжка. Наводнените оловно-киселинни батерии са сравнително евтини, но изискват много поддръжка и вентилация в сравнение с необслужваемите VRLA батерии. ОС батериите са тип VRLA батерия със сепаратор от стъклени влакна, съдържащ електролит от сярна киселина, който може да работи във всяка позиция и без риск от изтичане на електролит, дори акобатериякутията е пробита.

Оловно-киселинните батерии се използват най-често в системите за старт-стоп в автомобилите поради тяхната ниска цена и способността им да генерират високи токове за кратко време и използването на зареждане от AC генератори в автомобила. За други приложения, оловно-киселинните батерии представляват някои предизвикателства, включително относително нисък жизнен цикъл и ниска енергийна плътност поради голямото им тегло (направени от олово).

Въпреки че оловно-киселинните батерии са на вторите си 100 години, те все още играят жизненоважна роля в 21-ви век, особено в промишлени среди. Събрахме 9 приложения за оловни батерии, от които може да се изненадате.

Оловно-киселинна батерия за стартиране на автомобил (SLI)

Оловно киселинните батерии се използват главно при стартиране на превозни средства. Това приложение се нарича Стартиране, запалване и запалване (SLI). Оловно-киселинните батерии могат да генерират високи токове, необходими за стартиране на студен двигател с вътрешно горене (ЛЕД).

12V оловно-киселинна батерия може да захрани стартирането на автомобила, осветлението, измерванията, радиото, контрола на студения въздух и т.н. Развитието на електрическия транспорт може в крайна сметка да доведе до намаляване на превозните средства с двигатели с вътрешно горене, но производството на евтин бензин и дизел Задвижваните автомобили в Индия и Азия ще поддържат високи изисквания за SLI оловна киселинабатериипрез следващите десетилетия.

Оловно-киселинните батерии могат да се зареждат с променливотокови генератори в автомобила и няколко електронни устройства, докато литиево-йонните батерии трябва да бъдат внимателно наблюдавани от сложна електроника по време на зареждане, за да се избегне термично бягство поради презареждане.

Все още има голямо количество SLI оловни киселинни батерии, които не се рециклират и оловният метал, съдържащ се в батериите, ще причини замърсяване на околната среда, в този случай правителството е издало много регулаторни политики и фискални стимули за напредък в рециклирането на оловна киселина батерии, с висока степен на рециклиране до 95%, което е друг жизненоважен фактор за постоянната употреба на оловни батерии.

Оловна батерия за мотокар

Мотокари, захранвани с батерии, до голяма степен изместиха тези, работещи с природен газ. Можете да управлявате електрически мотокари в сгради или затворени пространства, без да се страхувате от натрупването на токсични изпарения и въглероден окис, което е вредно за човешкото здраве.

Мотокарът е мобилно приложение, където теглото на оловно-киселинните батерии ще му помогне. Оловно-киселинната батерия обикновено се поставя в по-ниска позиция, за да помогне за балансиране, особено когато мотокарът трябва да постави продуктите в по-висока позиция. Смяната на оловно-киселинните батерии с по-леки батерии (напр. литиево-йонни батерии) може да изисква баластиране на мотокара, за да се поддържа безопасна работа.

Мотокари, като значителна част от индустрията за обработка на материали, производителността и ниската цена са важни съображения, поради което оловно-киселинните батерии ще продължат да поемат водеща роля в приложенията за мотокари.

Аварийно захранване за център за данни

Интернет гиганти като Amazon, Facebook и Google зависят от системите за данни, за да продължат да работят. Когато има внезапно прекъсване на електрозахранването или кратко прекъсване на захранването, системата за непрекъсваемо захранване (UPS) ще бъде активирана, за да поддържа центровете за данни онлайн. Акумулаторните батерии ще работят като резервно захранване за поддръжка по всяко време.

Традиционно казано, поради предимствата на ниската цена и ниските технически изисквания за зареждане, оловно-киселинните батерии са първият избор за система за дълго време в режим на готовност. Теглото на оловно-киселинната батерия вече не е жизненоважен фактор в това приложение, тъй като батерията винаги е в статично състояние през целия си живот.

Литиево-йонните батерии вече заменят оловно-киселинните батерии в някои приложения на центрове за данни. Освен че имат по-дълъг експлоатационен живот (литиево-йонните батерии имат около 1000 цикъла живот в сравнение с 300 до 400 за оловно киселинните батерии), литиево-йонните батерии могат да поддържат същото количество енергия като оловно киселинните батерии, докато са в по-малко пространство , което ще бъде ключово съображение, когато заеманата площ на центъра за данни е скъпа. Оловно-киселинната батерия обаче няма да изчезне скоро, тъй като все още има рентабилно предимство.

Сигнална кула/5G услуга

Мобилните телефони се превърнаха в незаменимо устройство в съвременния живот. Ако има прекъсване на захранването, сигналната кула трябва да има резервно захранване за нормалната работа на мобилния телефон. Резервното захранване идва под формата на резервни батерии и понякога допълнителен генератор на енергия, който може да поддържа телефонната услуга в продължение на няколко часа, дори ако електрическата мрежа се повреди.

Относително ниската цена и ниските изисквания за поддръжка на оловно-киселинните батерии ги правят предпочитан избор за сигнални кули като резервно захранване.

5G услугите се ангажират с иновации в различни области от телемедицина до автомобили с автоматично управление, нуждите от енергия вероятно ще се увеличат. В сравнение с оловно-киселинните батерии, литиево-йонните батерии с малък размер могат да осигурят повече мощност в същото пространство. Разрастването на телекомуникационната индустрия в САЩ, Бразилия, Индия и Хонконг изисква системи за непрекъсваемо захранване и остава да се види дали литиево-йонните батерии ще започнат да заместват оловно-киселинните батерии в тези приложения.

Съхранение на възобновяема енергия

Устройствата за производство на енергия от възобновяеми източници се разрастват най-бързо в Америка. Периодичната възобновяема енергия като вятърна енергия и слънчева енергия ще се съхранява в система за съхранение на енергия и ще се освобождава при нужда.

Евтините оловно-киселинни батерии отново играят своята роля, тъй като електрохимичните батерии са се превърнали в популярна опция за съхранение на възобновяема енергия за битови и индустриални нужди в мрежа. Оловно-киселинните батерии често се използват в приложения извън мрежата, като например независими микромрежи, особено когато предварителните разходи могат да бъдат пречка.

Дизелови атомни подводници

Ако сте гледали филми за подводници с дизелови двигатели от Втората световна война, ще разберете важността на батериите за тях. В холивудски филм способността на подводницата да работи под вода и да се връща на повърхността се дължи до голяма степен на голям брой оловно-киселинни батерии, които изискват постоянното внимание на почти целия екипаж.

Американският подводен флот нараства и се издига по време на Втората световна война, като 263 подводници извършват военни патрули. Американската подводница има две батерии, едната от които се състои от 126 оловно-киселинни батерии. Зареждането може да се извърши на повърхността на водата или на дизелов двигател, който диша под вода чрез вентилационна система.

Рутинната поддръжка се състоеше в допълване на батериите с дестилирана вода от голям резервоар близо до помещението за батерии. Както при по-ранните подводници, батериите са поставени в по-ниска позиция, за да се поддържа стабилността на подводницата.

През 1954 г. всичко се променя за подводницата с изстрелването на ядрения USS Наутилус. С парни турбини и много електричество за пречистване на водата и въздуха, атомните подводници могат да останат под водата с месеци наред и да пътуват на големи разстояния с високи скорости. Интересното е, че атомните подводници все още носят оловно-киселинни батерии за работа и връщане на водната повърхност в случай на проблеми с ядрени реактори и генератори.

Използването на тежкотоварни оловно-киселинни батерии не само осигурява резервно захранване за ядрени подводници, но също така поддържа баланс. Това е така, защото въздухът вътре в подводницата осигурява плаваемост, а голямото количество олово, съдържащо се в оловно-киселинните батерии, помага за издърпването на подводницата под водата по време на гмуркане. Могат да се използват по-леки батерии, но подводниците все пак може да се нуждаят от оловен баласт, за да поддържат неутралната си плаваемост под вода.

Аварийно захранване за болници

Болниците са сложни инфраструктури, които изискват постоянно, стабилно и надеждно захранване. Всяко кратко прекъсване на електрозахранването може да доведе до загуба на данни на пациента и прекъсване на спасителното медицинско оборудване, наблюдение, аварийно осветление, знаци за безопасен изход и системи за сигурност.

Повечето болници разполагат със система за резервно захранване с батерии за краткотрайни прекъсвания на електрозахранването и генераторна система за по-продължителни прекъсвания на захранването. Може да отнеме 10 минути или повече за отстраняване на повреда в захранването и за пускане на резервно захранване.

Болничните батерии за спешни случаи са в режим на готовност през повечето време. Когато възникне прекъсване на захранването, UPS системата трябва да се разреди бързо при висок ток, докато генераторът започне да работи правилно. Когато захранването се възстанови, системата за непрекъсваемо захранване продължава да зарежда батерията и след това влиза в друг период на готовност. Въпреки че UPS батериите не се използват често, тези батерии обикновено са бързи и здрави, което е много подходящо за захранване на болници.

Изисквания за изместване на върховете на мрежата

Мрежата трябва да има силни производствени мощности, за да осигури надеждно и стабилно захранване през пиковите периоди. Исторически, пиковото търсене обикновено се задоволява от по-скъпи генератори, за които сега се използват системи за съхранение на батерии.

Оловно-киселинните батерии имат ниска първоначална цена, което ги прави привлекателни при пиково натоварване на мощността; въпреки това краткият живот на цикъла и невъзможността да останат незаредени или дълбоко разредени за дълги периоди ограничават употребата им в приложения на енергийни системи от комунални услуги. Оловно-киселинните батерии са по-подходящи за някои мрежови услуги, които изискват често регулиране, плитко зареждане и разреждане.

През 2012 г. Изток Пен Производство разработи 3MW супер батерия, която може да осигури регулиране на честотата и услуги за управление на потреблението чрез хибридна система с оловно-киселинна батерия. Когато не предоставя допълнителни услуги към мрежата, системата за съхранение на енергия може да предоставя услуги за управление на потреблението на местното разпределително предприятие.

Оловно-киселинни батерии за електрически превозни средства

Литиево-йонните батерии са първият избор в захранващите батерии за тягови двигатели на електрически превозни средства (EV), но много продължават да използват оловно-киселинни батерии за захранване на системи като микропроцесори на стартерни системи, осветление, радиостанции и развлечения. Оловно-киселинните батерии с ниско напрежение обикновено се зареждат с помощта на DC-DC преобразувател, който преобразува високото напрежение (300-600 V) на литиево-йонната батерия в ниско напрежение (12 V), което поддържа заряда на оловно-киселинната батерия.

Цената и простотата на работа са основните двигатели за използването на оловно-киселинни батерии в приложения за аксесоари за електрически превозни средства. Оловно-киселинните батерии са тежки, с течение на времето електрическите превозни средства започват да използват по-леки 12V спомагателни литиево-йонни батерии или никакви спомагателни батерии, но директно захранват вериги с ниско напрежение на оловно-киселинни батерии чрез DC-DC преобразувател.