Porównanie baterii
Baterie trakcyjne to wysoce niezawodne źródło energii dla urządzeń przemysłowych
Baterie trakcyjne stanowią główne źródło zasilania dla wielu maszyn pracujących w magazynach, zakładach wytwórczych, centrach logistycznych, obiektach handlowych oraz firmach usługowych. Stosowane są przede wszystkim w elektrycznych wózkach widłowych, wózkach paletowych, podnośnikach, maszynach czyszczących, pojazdach magazynowych, platformach roboczych oraz innych urządzeniach z napędem elektrycznym.
W przeciwieństwie do typowych akumulatorów rozruchowych, których zadaniem jest krótkotrwałe dostarczenie bardzo wysokiego prądu, baterie trakcyjne są przeznaczone do wielokrotnej pracy cyklicznej. Muszą przez wiele godzin zasilać urządzenie, a następnie być ponownie ładowane. Z tego względu ich konstrukcja jest przystosowana do znacznie głębszych i powtarzalnych cykli rozładowania.
Odpowiednio dobrana bateria trakcyjna wpływa nie tylko na czas pracy urządzenia, ale również na jego wydajność, bezpieczeństwo, częstotliwość przestojów oraz całkowite koszty eksploatacji.
Rodzaje baterii trakcyjnych
Na rynku dostępnych jest kilka podstawowych technologii baterii trakcyjnych. Różnią się one konstrukcją, sposobem eksploatacji, wymaganiami dotyczącymi ładowania, obsługi oraz kosztami zakupu.
Do najważniejszych należą baterie kwasowo-ołowiowe z ciekłym elektrolitem, baterie żelowe GEL, baterie AGM, rozwiązania ołowiowe nowej generacji oraz baterie litowo-jonowe.
Warto zaznaczyć, że zarówno technologia GEL, jak i AGM należą do grupy akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Różnica polega przede wszystkim na sposobie związania elektrolitu oraz konstrukcji ogniwa.
Baterie kwasowo-ołowiowe PzS
Klasyczne baterie trakcyjne kwasowo-ołowiowe z ciekłym elektrolitem należą do najczęściej wykorzystywanych rozwiązań w wózkach widłowych i innych urządzeniach przemysłowych.
W typowej baterii trakcyjnej PzS stosowane są ogniwa o napięciu znamionowym 2 V, łączone szeregowo w celu uzyskania odpowiedniego napięcia całej baterii, np. 24 V, 36 V, 48 V, 72 V lub 80 V.
Charakterystycznym elementem baterii PzS są dodatnie płyty rurowe zapewniające wysoką odporność na intensywną pracę cykliczną. Technologia ta jest od wielu lat standardem w zastosowaniach przemysłowych i sprawdza się zarówno w lekkiej eksploatacji, jak i w wymagających systemach wielozmianowych.
Zalety baterii PzS
Baterie PzS charakteryzują się bardzo dobrą odpornością na pracę cykliczną, szerokim zakresem dostępnych pojemności i wymiarów oraz korzystną relacją ceny zakupu do możliwości eksploatacyjnych. W przypadku prawidłowej obsługi i właściwie dobranego systemu ładowania mogą zapewniać długi okres użytkowania.
Ich dużą zaletą jest również możliwość regeneracji i wymiany poszczególnych ogniw oraz bardzo dobrze rozwinięte zaplecze serwisowe.
Obsługa baterii kwasowo-ołowiowych
Klasyczne baterie z ciekłym elektrolitem wymagają okresowej kontroli oraz uzupełniania wody demineralizowanej zgodnie z zaleceniami producenta.
W nowoczesnych bateriach stosowane mogą być centralne systemy uzupełniania wody, które znacznie upraszczają obsługę całej baterii. Dostępne są również konstrukcje o wydłużonych okresach pomiędzy kolejnymi uzupełnieniami wody.
Podczas ładowania baterii z ciekłym elektrolitem zachodzi gazowanie, dlatego miejsce ładowania musi spełniać odpowiednie wymagania dotyczące wentylacji i bezpieczeństwa.
Baterie żelowe GEL
Baterie żelowe są również akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, jednak elektrolit nie występuje w nich w postaci swobodnie przemieszczającej się cieczy. Zostaje związany w postaci żelu.
Baterie GEL należą do konstrukcji VRLA, czyli akumulatorów regulowanych zaworem. Dzięki rekombinacji znacznej części gazów powstających podczas pracy nie wymagają okresowego uzupełniania wody.
Technologia żelowa jest szczególnie popularna w maszynach czyszczących, ręcznych wózkach paletowych, pojazdach AGV, podnośnikach, urządzeniach transportowych oraz w innych zastosowaniach lekkiej i średniej trakcji. Dostępne są również przemysłowe baterie żelowe przeznaczone do bardziej wymagającej pracy.
Zalety baterii GEL
Najważniejszą cechą baterii żelowych jest brak konieczności uzupełniania wody. Konstrukcja ogranicza również ryzyko wycieku elektrolitu i pozwala na utrzymanie wysokiego poziomu czystości otoczenia.
Baterie żelowe charakteryzują się dobrą odpornością na pracę cykliczną, niskim samorozładowaniem oraz ograniczonymi wymaganiami serwisowymi.
Z tego względu często stosowane są w miejscach, w których istotna jest czystość, ograniczona obsługa baterii lub utrudniony dostęp do akumulatora.
Należy jednak pamiętać, że bateria żelowa wymaga odpowiednio dobranego prostownika i właściwego profilu ładowania. Zastosowanie niewłaściwej ładowarki może znacząco skrócić jej żywotność.
Baterie AGM
AGM – Absorbent Glass Mat – jest kolejną odmianą technologii kwasowo-ołowiowej VRLA. W bateriach AGM elektrolit zostaje zaabsorbowany przez specjalne maty wykonane z włókna szklanego znajdujące się pomiędzy płytami.
Podobnie jak w przypadku technologii żelowej, użytkownik nie uzupełnia w nich wody.
Baterie AGM znajdują szerokie zastosowanie w maszynach czyszczących, podnośnikach, wózkach paletowych, urządzeniach mobilnych oraz wielu innych zastosowaniach lekkiej trakcji.
Odpowiednio zaprojektowane przemysłowe baterie AGM mogą zapewniać dobre parametry prądowe oraz wysoką odporność na częste cykle pracy.
AGM a zwykły akumulator
Nie każdy akumulator AGM jest baterią trakcyjną.
W urządzeniach pracujących cyklicznie należy stosować baterie AGM zaprojektowane do zastosowań trakcyjnych lub typu deep-cycle. Standardowy akumulator AGM przeznaczony do zastosowań rozruchowych lub rezerwowych może mieć zupełnie inną konstrukcję i nie być odporny na codzienne głębokie rozładowania.
Zaawansowane technologie kwasowo-ołowiowe
Rozwój technologii kwasowo-ołowiowej doprowadził również do powstania konstrukcji umożliwiających ograniczenie obsługi, skrócenie czasu ładowania oraz zwiększenie dostępności urządzeń.
Do tej grupy należą między innymi baterie wykorzystujące rozwiązania z czystego ołowiu oraz technologie TPPL – Thin Plate Pure Lead.
W zależności od konkretnego rozwiązania mogą one umożliwiać szybsze ładowanie, ładowanie okazjonalne podczas przerw w pracy oraz ograniczenie czynności serwisowych w porównaniu z klasycznymi bateriami z ciekłym elektrolitem.
Stanowią rozwiązanie pośrednie pomiędzy klasyczną technologią kwasowo-ołowiową a systemami litowo-jonowymi, szczególnie w przedsiębiorstwach wymagających wysokiej dostępności floty.
Baterie litowo-jonowe
Baterie litowo-jonowe są coraz częściej stosowane w nowoczesnych wózkach widłowych, urządzeniach magazynowych i maszynach przemysłowych.
W odróżnieniu od technologii kwasowo-ołowiowej wykorzystują inną chemię ogniw oraz elektroniczny system zarządzania baterią BMS – Battery Management System.
System BMS kontroluje między innymi napięcia poszczególnych ogniw, temperaturę, prąd ładowania i rozładowania oraz zabezpiecza baterię przed pracą poza dopuszczalnymi parametrami.
W zastosowaniach przemysłowych stosowane są różne odmiany technologii litowo-jonowej, w tym rozwiązania oparte na chemii LFP – LiFePO₄.
Zalety baterii litowo-jonowych
Technologia litowo-jonowa umożliwia szybkie ładowanie oraz bardzo efektywne wykorzystywanie krótkich przerw w pracy na doładowywanie baterii. Tak zwane opportunity charging może pozwolić na pracę urządzenia przez wiele zmian bez klasycznej wymiany baterii trakcyjnej.
Baterie litowo-jonowe nie wymagają uzupełniania wody ani wykonywania typowych czynności obsługowych związanych z elektrolitem ciekłym.
Ich zaletą jest również wysoka sprawność energetyczna, stabilne parametry napięciowe podczas pracy oraz możliwość uzyskania dużej liczby cykli.
W zastosowaniach intensywnych wyższa cena zakupu może być częściowo lub całkowicie kompensowana przez ograniczenie przestojów, mniejsze wymagania serwisowe, oszczędność energii oraz możliwość rezygnacji z dodatkowych baterii wymiennych.
Bateria litowa musi być jednak odpowiednio dobrana do konkretnego urządzenia, systemu ładowania oraz warunków eksploatacji. Istotna jest również prawidłowa współpraca baterii z systemem BMS i ładowarką.
Porównanie technologii baterii trakcyjnych
| Technologia | Obsługa | Ładowanie | Typowe zastosowanie | Główne zalety |
|---|---|---|---|---|
| PzS – ciekły elektrolit | Wymaga kontroli i uzupełniania wody | Standardowe lub HF | Wózki widłowe, ciężka trakcja, magazyny, produkcja | Sprawdzona technologia, wysoka odporność cykliczna, atrakcyjny koszt |
| GEL | Bez uzupełniania wody | Wymaga właściwego profilu | Maszyny czyszczące, wózki paletowe, AGV, podnośniki | Niska obsługa, szczelna konstrukcja, dobra praca cykliczna |
| AGM | Bez uzupełniania wody | Wymaga właściwego profilu | Maszyny czyszczące, podnośniki, lekka trakcja | Prosta obsługa, dobre parametry prądowe |
| TPPL / zaawansowane Pb | Bardzo ograniczona obsługa | Możliwość szybkiego i okazjonalnego ładowania zależnie od systemu | Intensywna logistyka i magazynowanie | Wysoka dostępność urządzenia, ograniczenie obsługi |
| Li-ion / LFP | Brak obsługi elektrolitu | Szybkie i okazjonalne ładowanie | Intensywna praca jedno- i wielozmianowa | Wysoka sprawność, szybkie ładowanie, długa praca cykliczna |
Jak prawidłowo dobrać baterię trakcyjną?
Dobór baterii nie powinien opierać się wyłącznie na napięciu i pojemności wyrażonej w Ah.
Należy uwzględnić napięcie nominalne urządzenia, wymaganą pojemność, technologię baterii, wymiary skrzyni, masę baterii, rodzaj złącza i przewodów, sposób mocowania, posiadany prostownik oraz charakter pracy urządzenia.
W przypadku wózków widłowych masa baterii może być również elementem konstrukcyjnym wpływającym na stateczność i udźwig maszyny. Z tego względu niedopuszczalne jest zastępowanie baterii znacznie lżejszym rozwiązaniem bez sprawdzenia wymagań producenta wózka.
Istotny jest także sposób eksploatacji. Innego rozwiązania wymaga wózek pracujący kilka godzin dziennie, a innego flota logistyczna pracująca przez dwie lub trzy zmiany.
Przy doborze należy również uwzględnić temperaturę pracy, możliwość wykonywania ładowań pośrednich, dostępność miejsca do ładowania, wymagania dotyczące wentylacji oraz ewentualną pracę w specjalnych warunkach, np. chłodniach lub strefach zagrożonych wybuchem.
Pojemność baterii – co oznacza Ah?
Pojemność baterii trakcyjnej podawana jest w amperogodzinach – Ah. W przypadku profesjonalnych baterii trakcyjnych bardzo często podawana jest jako pojemność C5.
Oznacza to pojemność określoną dla pięciogodzinnego cyklu rozładowania w warunkach określonych przez producenta i odpowiednie normy.
Nie należy porównywać dwóch baterii wyłącznie na podstawie liczby Ah bez sprawdzenia, według jakiego czasu rozładowania została określona ich pojemność.
Napięcie baterii trakcyjnej
Napięcie baterii musi być zgodne z wymaganiami urządzenia.
W zależności od typu maszyny stosowane są między innymi instalacje 12 V, 24 V, 36 V, 48 V, 72 V i 80 V, a w dużych urządzeniach przemysłowych również inne konfiguracje.
W klasycznej baterii trakcyjnej kwasowo-ołowiowej napięcie uzyskuje się przez szeregowe połączenie odpowiedniej liczby ogniw 2 V. Przykładowo bateria 24 V składa się z 12 ogniw, bateria 48 V z 24 ogniw, a bateria 80 V z 40 ogniw.
Prostownik jest częścią systemu bateryjnego
Żywotność baterii trakcyjnej zależy nie tylko od jakości samego akumulatora, ale również od sposobu jego ładowania.
Prostownik powinien być dostosowany do technologii baterii, jej napięcia, pojemności oraz sposobu eksploatacji.
Innego profilu ładowania wymagają klasyczne baterie PzS, innego baterie GEL lub AGM, a jeszcze innego systemy litowo-jonowe.
Stosowanie niewłaściwego prostownika może prowadzić do niedoładowania, przeładowania, nadmiernego wzrostu temperatury oraz szybszej utraty pojemności baterii.
Dlatego bateria i prostownik powinny być traktowane jako jeden współpracujący system energetyczny.
Prawidłowa eksploatacja baterii trakcyjnych
Na trwałość baterii bardzo duży wpływ ma sposób jej użytkowania.
W przypadku baterii z ciekłym elektrolitem istotne są prawidłowe ładowanie, kontrola stanu baterii, utrzymanie odpowiedniego poziomu elektrolitu oraz stosowanie wyłącznie odpowiedniej jakości wody demineralizowanej zgodnie z instrukcją producenta.
Baterie GEL i AGM nie wymagają uzupełniania wody, ale nadal wymagają właściwego ładowania, okresowej kontroli połączeń oraz prawidłowych warunków eksploatacji. Określenie „bezobsługowe" nie oznacza zatem, że stan baterii może być całkowicie ignorowany.
W przypadku baterii litowo-jonowych najważniejsza jest prawidłowa współpraca systemu BMS, baterii, urządzenia oraz prostownika.
Baterie do wózków widłowych
Elektryczne wózki widłowe należą do najbardziej wymagających zastosowań dla baterii trakcyjnych.
W zależności od intensywności pracy mogą być wyposażone w klasyczne baterie PzS, baterie o ograniczonych wymaganiach serwisowych, zaawansowane systemy ołowiowe lub baterie litowo-jonowe.
Wybór odpowiedniej technologii powinien uwzględniać liczbę zmian, czas pracy, możliwość ładowania w trakcie przerw oraz dostępność baterii wymiennych.
Baterie do maszyn czyszczących
Maszyny czyszczące bardzo często wykorzystują baterie blokowe GEL lub AGM.
Technologie te nie wymagają uzupełniania wody i są wygodne w eksploatacji, co ma szczególne znaczenie w obiektach handlowych, magazynach, szpitalach, zakładach produkcyjnych i innych miejscach, w których maszyny są codziennie obsługiwane przez różnych operatorów.
W intensywnie wykorzystywanych maszynach czyszczących coraz częściej stosowane są również baterie litowo-jonowe umożliwiające szybkie doładowywanie.
Baterie do podnośników i platform roboczych
Podnośniki nożycowe, platformy robocze oraz inne maszyny mobilne wymagają baterii charakteryzujących się dobrą odpornością na głębokie i powtarzalne cykle pracy.
W zależności od konstrukcji urządzenia stosowane są baterie kwasowo-ołowiowe z ciekłym elektrolitem, AGM, GEL lub rozwiązania litowo-jonowe.
Szczególnie ważne jest zastosowanie baterii przeznaczonej do pracy cyklicznej, a nie standardowego akumulatora rozruchowego.
Profesjonalny dobór baterii trakcyjnej
Nie istnieje jedna technologia najlepsza dla każdego zastosowania.
Klasyczne baterie kwasowo-ołowiowe nadal pozostają bardzo ekonomicznym i sprawdzonym rozwiązaniem dla wielu wózków przemysłowych. Baterie GEL i AGM pozwalają ograniczyć obsługę i doskonale sprawdzają się w wielu urządzeniach lekkiej trakcji. Zaawansowane technologie ołowiowe mogą zapewnić większą dostępność urządzeń, natomiast baterie litowo-jonowe szczególnie dobrze sprawdzają się tam, gdzie kluczowe znaczenie mają szybkie ładowanie, praca wielozmianowa oraz ograniczenie przestojów.
Dlatego przed zakupem warto przeanalizować nie tylko cenę baterii, ale również cały koszt jej eksploatacji w przewidywanym okresie użytkowania.
Dobieramy baterie do konkretnego urządzenia i sposobu pracy
Oferujemy baterie trakcyjne do wózków widłowych, wózków paletowych, maszyn czyszczących, podnośników, platform roboczych oraz innych urządzeń przemysłowych.
Dobierając baterię, uwzględniamy parametry techniczne maszyny, wymiary i masę baterii, wymaganą pojemność, rodzaj złącza, posiadany system ładowania oraz rzeczywistą intensywność pracy.
W naszej ofercie znajdują się rozwiązania renomowanych producentów baterii przemysłowych, w tym technologie EnerSys – FIAMM Motive Power i Hawker – oraz rozwiązania GNB / Exide.
Jeżeli nie znasz dokładnego typu potrzebnej baterii, wystarczy przekazać nam dane znajdujące się na tabliczce znamionowej obecnej baterii lub urządzenia. Na ich podstawie możemy pomóc w doborze odpowiedniego rozwiązania.