باتری VRLA نوعی از باتری های صنعتی است که در آن الکترولیت بی حرکت شده است، هدف از این بی حرکت کردن الکترولیت انجام مجدد فرآیند ترکیب هیدروژن و اکسیژن است. این باتری ها مهر و موم شده اند و نباید به هیچ وجه آنها را باز کرد.
حروف VRLA مخفف عبارت valve regulated lead–acid می باشد که اگر در فارسی به صورت کلمه به کلمه ترجمه اش کنیم می شود “باتری سرب اسیدی تنظیم شده با شیر”!
باتری VRLA نوعی باتری سرب اسیدی است که در مقایسه با نسل های قدیمی تر باتری های اسیدی مزایای ویژه ای دارند.
بیش از 30 سال است که این باطری ها محبوب ترین باتری در بازار باتری های UPS هستند و بخش عمده بازار باطری های صنعتی را به خود اختصاص می دهند.
SLA و VRLA تفاوتی باهم ندارند و در واقع مخفف های متفاوتی برای یک نوع باتری سرب اسیدی هستند، Sealed Lead Acid یا Valve Regulated Lead Acid. این نوع باتری دارای ویژگی های زیر است:
این نوع باتری ها با استفاده از یک شیر فشار شکن آب بندی می‌شود که از خروج گازهای تولید شده در هنگام شارژ جلوگیری می‌کند.
در باطری VRLA صفحه با بار منفی، اکسیژنی را که معمولا روی الکترود مثبت ایجاد می شود جذب می کند و در عوض آب (H2O) ایجاد می شود که سلول را هیدراته نگه می دارد.
باتری های سرب اسیدی چگونه کار می کنند
AGM مخفف عبارت Absorbed Glass Mat به معنی تشک شیشه ای جذبی است، باطری AGM (باطری با جداکننده جذبی) شکلی از باطری های SLA/VRLA است که در آن جداکننده بین الکترولیت ها تشک های فایبرگلاس هستند که وظیفه معلق نگه داشتن الکترولیت را دارند.
با توجه به نوع ساخت آنها، انواع باطری های AGM و VRLA می توانند در هر جهتی نصب شوند و نیازی به نگهداری مداوم ندارند.
هرچند اصطلاح “تعمیر و نگهداری” بعضا در راهکارهای افزایش طول عمر این باتری ها استفاده می شود اما این واژه اشتباه است، چرا که این باطری ها تعمیر پذیر نیستند، منظور از نگهداری هم تنها تمیز کردن و آزمایش منظم عملکرد آنها است.
باتری VRLA
تعمیر و نگهداری منظم در باتری های معمولی شامل پر کردن آب مقطر مورد نیاز است. در حالی که باتری VRLA نیازی به تقویت دوره ای ندارد، زیرا در این باتری واکنش نوترکیب اکسیژن دائما اتفاق می افتد و در نتیجه آب از دست نمی رود.
برخی از مهمترین مزایای باطری ها VRLA :
اکسیژنی که در حین تخلیه در صفحه مثبت باتری تکامل می یابد با هیدروژنی که در صفحه منفی سلول به آب تبدیل می شود، ترکیب می شود.
این باعث جلوگیری از هدررفت آب می شود و برخلاف باتری های سیل زده نیازی به اضافه کردن دوره ای آب نیست. دریچه موجود در سلول VRLA به عنوان یک دریچه ایمنی عمل می کند که وقتی غلظت گاز هیدروژن در داخل باتری به طور خطرناکی افزایش می یابد باز می شود.
باتری های VRLA نیاز به افزودن اسید یا آب مقطر ندارند، در یک محفظه کاملا بسته عرضه شده و هیچ دریچه و منفذی ندارند، بسیار مهم است که به هیچ وجه درب محفظه این باطری (جز توسط افراد متخصص) باز نشود.
مزیت دیگر این باتری ها نسبت به باطری های معمولی این است که این باطری ها معمولا در هر حالتی (عمودی، افقی و وارونه) که قرار بگیرند بدون مشکل کار می کنند.
سلول های سرب اسید از دو صفحه سرب تشکیل شده اند که به عنوان الکترود عمل می کنند و در یک الکترولیت متشکل از اسید سولفوریک رقیق معلق هستند.
سلول های VRLA دارای ترکیب شیمیایی یکسانی هستند، و الکترولیت نیز بی حرکت است. در باتری های AGM از تشک فایبرگلاس جاذب به عنوان جدا کننده استفاده می شود.
در باتری های سلول ژلی نیز الکترولیت به شکل خمیری مانند ژل است که با افزودن سیلیس و سایر عوامل روان کننده به الکترولیت ایجاد می شود.
هنگامی که یک سلول تخلیه یا دشارژ می شود، سرب و اسید رقیق شده تحت یک واکنش شیمیایی قرار می گیرند که سولفات سرب و آب تولید می کند. هنگامی که یک سلول دوباره شارژ می شود، سولفات سرب و آب دوباره به سرب و اسید تبدیل می شوند.
در تمام باتری های سرب اسید، جریان شارژ باید طوری تنظیم شود که با توانایی باتری برای جذب انرژی مطابقت داشته باشد.
اگر جریان شارژ خیلی زیاد باشد، الکترولیز اتفاق می‌افتد و آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌کند، علاوه بر این، سولفات سرب و آب را به دی اکسید سرب، سرب و اسید سولفوریک تبدیل می‌کند (برعکس فرآیند دشارژ).
بزرگترین قاتل باتری های VRLA تخلیه بیش از حد است. اگر باتری VRLA از هر نوعی را در حالت تخلیه بیش از حد مزمن رها کنید، هیدراتاسیون رخ می دهد.
فرمول هیدراتاسیون :
RRC=CH2 in H2O/acid → RRC(-OH)-CH3
هیدراتاسیون زمانی اتفاق می افتد که ترکیبات سرب صفحات در آب یک سلول تخلیه شده حل می شود و هیدرات سرب تشکیل می دهد که سپس روی جداکننده ها رسوب می کند. هنگامی که سلول دوباره شارژ می شود، چند اتصال کوتاه داخلی بین صفحات مثبت و منفی رخ می دهد. در نتیجه این فرآیند سلول آسیب دائمی می بیند.
شما نمی توانید ببینید که آیا هیدراتاسیون اتفاق افتاده است یا خیر، زیرا ظروف مات هستند. برای اطمینان از اینکه حداکثر مقدار چرخه باتری VRLA را دریافت می کنید و برای جلوگیری از حوادث تخلیه بیش از حد، باید از یک هشدار دهنده ولتاژ پایین استفاده کنید که زمانی که باتری VRLA در شرف تخلیه شدید بیش از حد است، هشدارهای بصری و شنیداری می دهد.
باتری‌های VRLA گازهای تولید شده را تا زمانی که فشار در سطوح ایمن باقی می‌ماند، در باتری حفظ می‌کنند.
در شرایط عملیاتی عادی، گازها می توانند در خود باتری، گاهی اوقات با کمک کاتالیزور، دوباره ترکیب شوند و به الکترولیت اضافی نیاز نیست. با این حال، اگر فشار از حد ایمنی فراتر رفت، دریچه‌های ایمنی باز می‌شوند تا گازهای اضافی خارج شوند و با انجام این کار فشار را به سطح ایمن باز می‌گردانند.
هر سلول در یک باتری VRLA دارای یک دریچه کاهش فشار است که وقتی باتری شروع به ایجاد فشار گاز هیدروژن می کند، فعال می شود.
پوشش‌های سلول باتری های VRLA معمولاً دارای پخش‌کننده‌های گازی هستند که امکان پخش بی‌خطر هر هیدروژن اضافی را که ممکن است در طول شارژ بیش از حد تشکیل شود، می‌دهند.
این باتری ها معمولا هنگام انتخاب باتری ابزارهای ذخیره سازی برق (یو پی اس ها) انتخاب اول هستند. دلیل آن را هم می توان عملکرد بی دردسر و بدون نیاز به نگهداری یا تعمیر و مقرون به صرفه بودن قیمت آنها دانست.
معمولا در دستگاه های الکتریکی بزرگ قابل حمل، اتاق سرورها و وسایل مشابه از باطری های VRLA استفاده می شود، چرا که استفاده از این باطری ها نسبت به باتری های یون لیتیم به مراتب هزینه کمتری دارد.
برای مثال در صنعت مخابرات، بسیاری از برج های مخابراتی در مناطق صعب العبور یا دور از محل سکونت انسان ساخته شده اند.
این باطری ها با توجه به اینکه نیاز به تعمیر و نگهداری دائمی ندارند و فرآیند شارژ و دشارژ آنها نیز خود به خودی انجام می شود، مناسب ترین گزینه برای ژنراتورهای مورد استفاده در این برج ها هستند.
در اماکن حساس مثل بانک ها و بیمارستان ها که معمولا تعداد زیادی دستگاه UPS استفاده می شود نیز باتری های VRLA بسیار استفاده می شوند.
انرژی خورشیدی و باطری های Vrla
انرژی خورشیدی یکی از محبوب ترین منابع انرژی تجدید پذیر است که سیستم های بسیاری برای ذخیره سازی و استفاده از این انرژی طراحی شده اند.
معمولا در مجموعه سیستم های انرژی خورشیدی برای تامین انرژی در شب از باطری های VRLA استفاده می شود.
صنایع تامین برق در صورت خرابی ژنراتور، افزایش ناگهانی تقاضا یا زمانی که خروجی مورد نیاز از توان عرضه فراتر رود، نیاز به برق پشتیبان دارند. باتری‌هایی که می‌توانند خروجی انرژی بالایی را در میلی‌ثانیه ارائه دهند، راه ایده‌آلی برای مقابله با پیک تقاضا یا افت فرکانس هستند.
باتری VRLA بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، در این موارد، می تواند برای تامین برق آماده به کار، اینورتر، UPS یا خروجی های کنترل فرکانس استفاده شود.
در صورتی که برای تامین برق اضطراری کسب و کار خودتان نیاز به خرید باتری UPS دارید، از طریق صفحه تماس با ما با کارشناسان فروش پویان باتری در ارتباط باشید.
این باطری ها در صنایع مخابراتی، خورشیدی و برق (به عنوان باتری UPS) استفاده می شوند.
این باتری ها سه نوع مختلف دارند : باطری SLA (سرب اسیدی)، باطری AGM (حصیر شیشه ای جاذب) و باطری سلول ژلی.
بسته به نوع طراحی و همچنین استفاده صحیح از آنها، بین 3 تا 10 سال عمر مفید خواهند داشت.
بزرگترین قاتل باتری های VRLA تخلیه بیش از حد است. اگر باتری VRLA از هر نوعی را در حالت تخلیه بیش از حد رها شود به شدت آسیب خواهد دید.
دیدگاه ها