Akumulator kwasowo-ołowiowy w wózku widłowym stanowi źródło prądu stałego, dzięki któremu urządzenie ma zapewnioną moc, a co za tym idzie, możliwość poruszania się, transportowania i podnoszenia ładunków.
Czy wiecie z czego składa się akumulator kwasowo-ołowiowy? Jakie są plusy i minusy zastosowania tego typu źródła mocy w wózkach widłowych? Jak je ładować i co na ten temat mówią przepisy? Odpowiedzi na te pytania znajdziecie w tym wpisie. Na końcu dodatkowo porównamy akumulatory kwasowo-ołowiowe z innymi popularnymi bateriami. Zapraszamy do lektury.
Budowa akumulatora kwasowo-ołowiowego
Na budowę akumulatora kwasowo-ołowiowego składa się sekwencja ogniw galwanicznych. Każde ogniwo galwaniczne to zależność dwóch elektrod znajdujących się w elektrolicie:
- elektrody ujemnej, czyli anody wykonanej z ołowiu,
- elektrody dodatniej, czyli katody z tlenku ołowiu,
pomiędzy którymi dokonują się reakcje chemiczne i w rezultacie wytwarza się różnica potencjałów. Przyjmuje się, że nominalne napięcie jednego ogniwa wynosi około 2 V. Baterie 6 V składają się z 3 ogniw, baterie 12 V z 6 ogniw, 24 V z 12 ogniw, itd.
Połączone ze sobą ogniwa są umieszczone w obudowie, a każde ogniwo to ułożone naprzemiennie płytki dodatnie i ujemne, które są od siebie odseparowane przepuszczalnymi ogranicznikami izolacyjnymi, wykonanymi np. z PVC. Zastosowanie separatorów ma na celu uniknięcie zwarcia pomiędzy panelami dodatnimi i ujemnymi.
W akumulatorze kwasowo-ołowiowym magazynowanie energii w czasie procesu ładowania odbywa się dzięki konwersji ołowiu i tlenku ołowiu w siarczan ołowiu. Zachodzi to w obecności elektrolitu, którym jest 37% roztwór kwasu siarkowego. Kwas siarkowy, czyli elektrolit, cechuje się największą gęstością w momencie pełnego naładowania. W momencie kiedy akumulator się rozładowuje, tworzy się siarczan ołowiu, a gęstość kwasu maleje. Natomiast w sytuacji, gdy akumulator jest całkowicie rozładowany, stężenie kwasu siarkowego jest zerowe, a elektrolit przekształca się w wodę destylowaną.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe w wózkach widłowych – wady i zalety
Osoba poszukująca wózka widłowego do pracy w magazynie ma do wyboru dwa typy baterii:
- akumulator kwasowo-ołowiowy,
- akumulator litowo-jonowy.
Z uwagi na temat wpisu, który dotyczy baterii kwasowo-ołowiowych, skupimy się na plusach i minusach tego rozwiązania. Jeszcze do niedawna był to najbardziej dostępny i przez to najpopularniejszy typ akumulatora stosowanego w wózkach widłowych.
Główną wadą akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest potrzeba długiego ładowania – około 8h. Następnie czas konieczny do wychłodzenia akumulatora, by był gotowy do dalszej pracy. W związku z tym można założyć, że wózek widłowy wyposażony w taki rodzaj zasilania może pracować tylko w systemie jednozmianowym. Ponadto, ten rodzaj zasobnika energii wymaga ładowania w specjalnym miejscu, tzw. akumulatorowni, ze względu na realne zagrożenie wybuchem. Żywotność akumulatora kwasowo-ołowiowego waha się od 1 000 do 1 500 cykli ładowania, co przekłada się na pracę do 5 lat. Należy mieć na uwadze, że akumulator kwasowo-ołowiowy wykorzystywany w wózkach widłowych musi być ładowany do maksimum, krótkie, okazjonalne podłączanie do źródła prądu negatywnie wpływa na jego działanie.
Do zalet baterii kwasowych zaliczymy na pewno cenę, są znacznie tańsze od akumulatorów litowo-jonowych. Z uwagi na to, że jest technologia znana i używana już od ponad 100 lat, posiadająca zastosowanie w wielu dziedzinach, to przy odpowiedniej konserwacji odznacza się także dużą odpornością i trwałością.
Ładowanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych w magazynie
Ładowanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych w magazynie powinno odbywać się w ściśle określonych warunkach. Najlepszą opcją jest wydzielenie osobnego pomieszczenia, które jest chłodne, suche, posiada wentylację, jest wyłączone z ogólnego użytku oraz znajduje się w odpowiednim oddaleniu od miejsc zagrożonych wybuchem. Te szczególne środki ostrożności są konieczne, bowiem w trakcie procesu ładowania oraz do godziny po zakończeniu tego procesu powstaje skrajnie łatwopalny wodór i nie da się tego uniknąć, jedynie ograniczyć. To pierwiastek, gaz o najmniejszej gęstości, dużo niższej od gęstości powietrza więc jeżeli miejsce nie ma wentylacji, to skupia się w górnych partiach sali. Wydajny, mechaniczny lub naturalny system wentylacji znacznie redukuje stężenie wybuchowego gazu.
Pod kątem prawnym klasyfikację instalacji wentylującej, w tym rozmieszczenie otworów, odstępy pomiędzy kratkami znajdziemy w Polskich Normach: norma PN-EN 62485-2:2018 i norma PN-EN 62485-3:2014. Ponadto ocenie podlega też wyznaczenie przestrzeni zagrożenia wybuchem, zawarte w Polskiej Normie o numerze PN-EN 60079-10-1:2016 Atmosfery Wybuchowe — Część 10-1: Klasyfikacja przestrzeni – gazowe atmosfery wybuchowe. Kolejnymi przepisami, które stosuje się przy konieczności ładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych w magazynie są normy nr PN-EN 62485-3:2014 oraz PN-EN 62485-2:2018, które dotyczą bezpiecznego dystansu, czyli eliminacji potencjalnych zagrożeń w postaci źródeł zapłonu.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe czy litowo-jonowe?
Z racji tego, że istnieją dwa główne typy akumulatorów do wózków widłowych, wybór nie wydaje się być szczególnie utrudnionym. Aby dokonać tego właściwego i móc w pełni korzystać z zalet tych rozwiązań, należy przeanalizować czas i aplikacje, w których ma działać maszyna wyposażona w konkretne źródło zmagazynowanej energii.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe są tańsze, a ich moc, przy zachowaniu odpowiednich warunków konserwacji i serwisu przelicza się na około 3 do 5 lat pracy. Są dobrym wyborem w przypadku działań w przeciągu jednej zmiany, ponieważ proces ich ładowania trwa 8h i czas potrzebny do ich schłodzenia w celu bezpiecznego użytkowania tyle samo. Ich ładowanie powinno odbywać się w specjalnie wyznaczonym miejscu i z zachowaniem szczególnych środków ostrożności.
Akumulatory litowo-jonowe mają wyższą cenę, ale ich czas działania szacuje się na około 3 000 cykli. Charakteryzują się możliwością doładowywania np. podczas przerwy operatora, a ten proces może się odbyć na hali magazynowej, bez konieczności transportowania do oddzielnego pomieszczenia, zatem ich praca jest bardziej wydajna. Nie emitują szkodliwych substancji zagrażających wybuchem więc są bezpieczniejsze w obsłudze, a wózki wyposażone w ten rodzaj akumulatora mogą pracować także przy transporcie materiałów łatwopalnych.