Akumulatoru tehnoloģija dakšu krautņotājiem un rūpnieciskajiem iekrāvējiem

Akumulatoru tehnoloģija dakšu krautņotājiem un rūpnieciskajiem iekrāvējiem

Saturs

• Dakšu krautņotāju akumulatora tehnoloģijas struktūra un darbība
• Svina-skābes akumulatora tehnoloģija dakšu krautņotājiem un palešu ratiņiem
• Niķeļa-kadmija akumulatori
• Litija jonu akumulatori
• Izvēlēties pareizo akumulatora tehnoloģiju rūpnieciskajiem iekrāvējiem

Ar elektroenerģiju darbināmu rūpniecisko iekrāvēju, piemēram, dakšu krautņotāju un palešu ratiņu, darbībai ir nepieciešams vilces akumulators. Mūsdienās atkarībā no transportlīdzekļa tie ir litija jonu, svina-gēla, niķeļa-kadmija vai dzelzs fosfāta akumulatori. Visos šajos akumulatoru veidos elektriskā enerģija tiek pārveidota ķīmiskā enerģijā, izmantojot ķīmisku procesu elementos. Lai gan ir ierasts lietot terminu “baterijas”, šis termins nav 100 % precīzs attiecībā uz šāda veida transportlīdzekļiem. Enerģijas uzkrāšanas vienības, ko izmanto elektriskajos palešu ratiņos un dakšu krautņotājos, ir uzlādējamas baterijas, ko dēvē arī par sekundārajiem elementiem. Tomēr, ja uzlāde nav iespējama un primārie elementi ir izgatavoti, piemēram, no cinka-oglekļa vai sārma-mangāna, tie nav gluži akumulatori. Tāpēc turpmāk mēs lietosim terminu “akumulators”, lai skaidri un kodolīgi izklāstītu par attiecīgo tehnoloģiju.

Dakšu krautņotāju akumulatoru tehnoloģijas struktūra un darbība

Elektrisko krautņotāju un elektrisko palešu ratiņu akumulatori ir galvaniski elementi, kurā strāvvadošie objekti ir elektriski atdalīti. Kā tāds katrs akumulators sastāv no atsevišķiem elementiem, kuri savienoti paralēli.

Katra akumulatora elements sastāv no:

• negatīvi lādēts katods (pozitīvais pols), kas izgatavots no metāla oksīda;
• pozitīvi lādēts anods (negatīvais pols), kas izgatavots no metāla;
• elektrolīts;
• atdalītāja plāksne (separators).

Kad akumulators tiek izlādēts, piemēram, kad tiek pacelts elektriskā dakšu krautņotāja masts, negatīvi uzlādēti elektroni ķīmiskā procesā, ko sauc par elektrolīzi, plūst no katoda uz anodu. Tie iet caur separatoru, kas ir caurlaidīgs joniem, bet nevada elektroenerģiju. Tādējādi šis komponents novērš īssavienojumu akumulatora elementos. Izlādes procesa laikā skābju blīvums akumulatoros samazinās un samazinās elementu spriegums. Lai akumulatoru uzlādētu, ir vajadzīga līdzstrāva. Akumulatora lādētājs no elektrotīkla ņem trīsfāzu vai maiņstrāvu. Tas pārveido tīkla spriegumu vajadzīgajā akumulatora spriegumā un iztaisno strāvu. Šajā procesā elektroenerģija tiek pārvērsta ķīmiskajā enerģijā. Elektroni atdalās no anoda, atjaunojas sākotnējais lādiņa gradients un palielinās skābes blīvums. Lai akumulatori sasniegtu nominālo spriegumu, kas nepieciešams dakšu krautņotāju un rūpniecisko iekrāvēju darbībai, vairāki akumulatora elementi tiek savienoti virknē, veidojot vilces akumulatora principu.

Dakšu krautņotāju un iekrāvēju vilces akumulatori

Iepriekš aprakstīto dakšu krautņotāju un rūpniecisko iekrāvēju akumulatoru tehnoloģiju sauc par vilces akumulatoru. Tas atšķiras no parastajiem startera akumulatoriem, ko galvenokārt izmanto automašīnās vai ar iekšdedzes dzinēju darbināmos dakšu krautņotājos. Startera akumulatori galvenokārt ir paredzēti ātrai liela elektrības daudzuma padevei, lai iedarbinātu automašīnas iekšdedzes dzinēju vai dīzeļdzinēja dakšu krautņotāju.

Savukārt vilces akumulatori ir īpaši izstrādāti dakšu krautņotāju un rūpniecisko iekrāvēju darbināšanai. Tos dēvē arī par bruņu akumulatoriem, kuru katrs elements ir veidots no plākšņu slāņiem — pozitīvo plāksni aizsargā stikla audums. Šāda konstrukcija palielina elementu mehānisko stabilitāti un ciklu stabilitāti, kas ir iespējamo uzlādes reižu skaits. Princips ir virknē savienotas atsevišķu akumulatora elementu rindas. Tā kā katras šūnas nominālais spriegums ir 2 volti, tad, savienojot šūnas virknē, spriegumi summējas. Piemēram, tā rezultātā elektriskajam pacēlājam ar 24 × 2 voltu elementiem darba spriegums ir 48 V. Elementu tipi ir atkarīgi no plākšņu skaita elementā, un dakšu karutņotāja akumulatora kapacitāte ir norādīta Ah.

Skatīt elektriskos palešu ratiņus

Svina-skābes akumulatora tehnoloģija dakšu krautņotājiem un palešu ratiņiem

Svina-skābes akumulatorā anodu veido svins, bet katodu — svina oksīds. Elektrolīts ir ar destilētu ūdeni atšķaidīta sērskābe. Šāda veida akumulatori ir jaudīgi un ievērojami lētāki nekā litija jonu akumulatori.

Salīdzinoši ilgā uzlādes laika un mazā enerģijas blīvuma dēļ tie ir lieliski piemēroti vienas maiņas sistēmai un neregulāri lietotiem rūpnieciskajiem iekrāvējiem. Tomēr, ja elektriskie dakšu krautņotāji vai palešu ratiņi tiek izmantoti lielas veiktspējas noliktavās, labāk ir izmantot jaudīgākos niķeļa-kadmija vai litija jonu akumulatorus ar ilgāku dakšu krautņotāju autonomu darbības laiku.

Svina-skābes akumulatoriem ir arī citi trūkumi. Uzlādēšanas laikā ūdens akumulatora elementos iztvaiko, un tas ir regulāri jāpapildina. Elektrolīta līmenis jāpārbauda ne ātrāk kā pusstundu pēc uzlādes pabeigšanas. Ja elementos vairs nav pietiekami daudz šķīduma, tas jāpapildina ar destilētu, demineralizētu ūdeni. Turklāt ūdens līmenis jāpārbauda vismaz reizi nedēļā.

Vēl viena būtiska problēma, uzlādējot svina-skābes akumulatorus, ir gāzes izdalīšanās. Tas notiek uzlādes procesa beigās un ierosina elektrolīta cirkulāciju. Tas sajauc elektrolītus akumulatora elementos, novēršot skābes noslāņošanos. Vienlaikus akumulatora elementos paaugstinās temperatūra, kas negatīvi ietekmē kalpošanas ilgumu. Temperatūras paaugstināšanās var izraisīt arī ūdeņraža gāzes — sprādzienbīstama ūdeņraža un skābekļa maisījuma — veidošanos. Mūsdienu svina-skābes akumulatoros gāzu veidošanos var novērst, ievadot akumulatoros gaisu.

Bezapkopes akumulatoru tehnoloģija — svina-gēla akumulatori

Svina-gēla un flīsa (AGM — absorbed glass matt) akumulatoriem nav vajadzīga apkope. Tas nozīmē, ka akumulatorus nav nepieciešams uzpildīt ar ūdeni visā ekspluatācijas laikā. Elementi ir noslēgti gāznecaurlaidīgi, tāpēc nav nepatīkamas smakas, ko rada ūdeņraža gāze.

Svina-gēla vai flīsa akumulatoros elektrolīts elementos vairs nav šķidrs — to panāk, pievienojot silīcija dioksīdu. Flīsa akumulatorā stikla šķiedras flīss starp elektrodiem pilnībā absorbē elektrolīta šķīdumu. Tas sniedz iespēju akumulatorus uzlādēt bez gāzes izdalīšanās posma. Tomēr bezapkopes akumulatoru drīkst izlādēt tikai par 60 % no tā nominālās kapacitātes (salīdzinājumā ar 80 % slapjajiem akumulatoriem).

Niķeļa-kadmija akumulatori

Niķeļa-kadmija akumulatori (Ni-Cd akumulatori) ir jaudīgāki un vieglāk lietojami nekā svina-skābes akumulatori. Ja kā katalizatoru izmanto kālija hidroksīdu, vispārējā elementu stabilitāte ir lielāka nekā svina-skābes akumulatoriem. Pašizlāde ir minimāla, un tiek ģenerētas lielākas uzlādes un izlādes strāvas. Šie akumulatori ir piemēroti arī starpposma uzlādei, tāpēc tie ir ideāli piemēroti izmantošanai rūpnieciskajos iekrāvējos vairāku maiņu režīmā. Atšķirībā no litija jonu akumulatoriem Ni-Cd akumulatori ir arī ievērojami mazāk jutīgi pret temperatūru un labāk darbojas ekstremālos temperatūras diapazonos no –40° līdz +50 °C.

Atmiņas efekts, kas izraisa akumulatora jaudas samazināšanos ilgtermiņā, ir raksturīgs tikai iepriekšējās niķeļa-kadmija akumulatoru paaudzēs. Mūsdienu variantus tas ietekmē tikai nelielā mērā, tāpēc pilnīga izlāde pirms katra uzlādes cikla vairs nav nepieciešama.

Litija jonu akumulatori

Litija jonu akumulatori ir jaunas paaudzes akumulatoru tehnoloģija dakšu krautņotājiem un pacēlājiem. Šiem jaudīgajiem akumulatoriem ir liels enerģijas blīvums, kas tiem iespējo pārnest lielas strāvas, un tie ir salīdzinoši kompakti. Litija jonu akumulatoros jonizēti litija atomi pārvietojas bezūdens elektrolītā vai polimērā starp pozitīvo elektrodu no metāla oksīda un negatīvo elektrodu no grafīta. Par atdalītājiem kalpo neaustie materiāli vai polimēru plēves.

Šai akumulatoru tehnoloģijai ir tik tikko izmērāms atmiņas efekts, un aprūpētiem akumulatoriem ir ilgs kalpošanas laiks. Turklāt atšķirībā no svina-skābes akumulatoriem tos var uzlādēt jebkurā laikā. Īsāks uzlādes laiks arī padara tos ideāli piemērotus izmantošanai vidē, kur notiek vairāku maiņu darbs un ir liels darbu ātrums. Litija jonu akumulatorus nepieciešams uzlādēt retāk, pateicoties to lielākai efektivitātei, jo enerģija tiek atgūta bremzējot. Tomēr, ņemot vērā jutīgumu pret temperatūru, pašlaik to pilnībā var izmantot tikai iekštelpu elektriskajos krautņotājos.

Tomēr litija jonu akumulatoru priekšrocības ir nepārprotami lielākas par trūkumiem. Lai gan tie ir ievērojami dārgāki par svina-skābes vai Ni-Cd akumulatoriem un saskare ar ūdeni vai pārāk liela apkārtējās vides temperatūra var izraisīt ugunsgrēku, litija jonu akumulatori ir vieni no jaudīgākajiem un daudzpusīgākajiem no pašlaik pieejamajiem akumulatoriem.

Skatīt litija jonu palešu ratiņus

Izvēlēties pareizo akumulatora tehnoloģiju rūpnieciskajiem autokrāvējiem

Jūsu izvēlētā akumulatora tehnoloģija lielā mērā būs atkarīga no tā, kā plānojat izmantot savu iekraušanas izkraušanas aprīkojumu. Lietošanai lielas veiktspējas apstākļos lietderīgākas ir tādas akumulatoru tehnoloģijas kā litija jonu vai niķeļa-kadmija akumulatori. Ja iekrāvējiem jūsu uzņēmumā ir tikai neliela nozīme, pieņemama alternatīva ir svina-skābes vai svina-gēla akumulatori.

Attiecībā uz visiem akumulatoru veidiem ir taisnība, ka to kopšanai, apkopei, uzglabāšanai un iznīcināšanai ir nepieciešamas noteiktas zināšanas un tiesību aktos prasītais darba aprīkojums, piemēram, bīstamo materiālu glabātuves vai citas ierīces. Turklāt, lai izvairītos no kaitējuma veselībai un īpašumam, ir nepieciešami apmācīti darbinieki, kas strādā ar akumulatoru tehnoloģijām.