Рекомбинация газов в аккумуляторах: как работает AquaGen и зачем он нужен батареям с жидким электролитом

При заряде свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом часть воды может разлагаться с образованием водорода и кислорода. Если эти газы выходят из батареи, количество воды в электролите постепенно уменьшается.

Система HOPPECKE AquaGen предназначена для каталитической рекомбинации газов. Она помогает преобразовывать водород и кислород обратно в воду, снижая потери воды и объём обслуживания батареи.

Почему аккумулятор выделяет газы

Во время заряда в аккумуляторе протекают основные и побочные электрохимические реакции. При определённых условиях часть воды подвергается электролизу с образованием водорода и кислорода.

Интенсивность газовыделения зависит от:

• зарядного режима;
• температуры;
• состояния батареи;
• конструкции аккумулятора;
• параметров зарядного оборудования.

Само по себе газообразование характерно для аккумуляторов с жидким электролитом, но его интенсивность должна соответствовать нормальному режиму эксплуатации.

Почему газовыделение приводит к расходу воды

Когда водород и кислород покидают аккумулятор, исходная вода фактически теряется из электролита.

Для обслуживаемых VLA-батарей это означает необходимость контролировать уровень электролита и при необходимости доливать воду.

Чем выше потери воды, тем чаще требуется обслуживание батареи.

Что такое HOPPECKE AquaGen

HOPPECKE AquaGen — система рекомбинации газов для совместимых аккумуляторов с жидким электролитом. Производитель предусматривает применение рекомбинатора не только с отдельными свинцово-кислотными, но и с совместимыми никель-кадмиевыми стационарными батареями с жидким электролитом.

Она устанавливается вместо соответствующей пробки на совместимом элементе и использует каталитический принцип, позволяющий возвращать значительную часть образующихся газов в виде воды. На сайте российского дистрибьютора компонент представлен в разделе grid | AquaGen pro.

AquaGen не является отдельным аккумулятором и не меняет саму электрохимическую технологию батареи. Он служит дополнительным элементом, уменьшающим потери воды и газовыделение.

Как работает рекомбинация газов AquaGen

Образование водорода и кислорода

При газообразовании компоненты воды переходят в газовую фазу.

Поступление газов в рекомбинатор

Выделяющиеся водород и кислород поступают к каталитическому элементу AquaGen.

Каталитическая реакция

На поверхности катализатора газы соединяются с повторным образованием воды:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Возврат воды в аккумулятор

Образовавшаяся вода возвращается в систему, благодаря чему её потери уменьшаются.

Именно этот процесс и называется рекомбинацией газов.

Какие задачи решает AquaGen

Основная задача системы — уменьшить потери воды при эксплуатации батареи.

Дополнительно AquaGen позволяет:

• увеличивать интервалы между доливами воды;
• уменьшать объём регулярного обслуживания;
• снижать количество газов, выходящих наружу;
• уменьшать выброс аэрозолей электролита;
• упрощать эксплуатацию крупных стационарных батарей.

Это особенно важно для систем с большим количеством элементов, где обслуживание каждого аккумулятора требует значительных трудозатрат.

AquaGen и долив воды

AquaGen снижает расход воды, но не означает, что контроль уровня электролита больше не нужен.

Фактические потери воды зависят не только от рекомбинатора, но и от:

• зарядного напряжения;
• температуры;
• состояния батареи;
• режима эксплуатации;
• работы зарядного устройства.

Поэтому обслуживание следует выполнять по требованиям конкретной серии аккумуляторов.

Заменяет ли AquaGen вентиляцию

Нет. Система уменьшает количество газов, поступающих наружу, но сама по себе не отменяет требования к вентиляции аккумуляторного помещения.

При проектировании учитываются:

• тип батареи;
• количество элементов;
• режим заряда;
• характеристики помещения;
• требования проекта.

AquaGen следует рассматривать как средство снижения газовыделения, а не как безусловную замену вентиляционной системе. Применение рекомбинации может влиять на расчёт требуемой вентиляции, но итоговые требования определяются стандартом, проектом и конкретной батарейной установкой. Общие вопросы помещения разобраны в статье об организации аккумуляторного помещения.

Чем AquaGen отличается от VRLA-технологии

Аккумулятор с жидким электролитом и AquaGen остаётся батареей типа VLA.

VLA с AquaGen

В батарее присутствует жидкий электролит, а рекомбинация выполняется дополнительным внешним элементом.

Контроль электролита и общее техническое обслуживание сохраняются.

VRLA

В клапанно-регулируемых батареях рекомбинация газов является частью самой конструкции аккумулятора.

Поэтому установка AquaGen не превращает VLA-батарею в VRLA.

Для каких аккумуляторов применяется AquaGen

Система может использоваться с совместимыми стационарными свинцово-кислотными батареями с жидким электролитом.

Она особенно актуальна для:

• OPzS;
• GroE;
• других совместимых промышленных VLA-батарей;
• отдельных совместимых NiCd-батарей с жидким электролитом;
• систем оперативного постоянного тока;
• энергетических объектов;
• крупных стационарных батарей.

Совместимость всегда необходимо проверять для конкретной серии и исполнения HOPPECKE. Принцип работы высокотоковых GroE отдельно разобран в статье «Аккумуляторы GroE: устройство, преимущества и применение в энергетике».

Почему AquaGen особенно полезен для крупных батарей

Чем больше элементов в батарейной системе, тем больше точек, которые требуется регулярно контролировать и обслуживать.

Снижение расхода воды позволяет:

• уменьшить количество операций долива;
• сократить объём плановых работ;
• упростить эксплуатацию труднодоступных батарейных систем;
• снизить нагрузку на обслуживающий персонал.

При этом контроль состояния батареи всё равно остаётся обязательным.

Где AquaGen применяется на реальных объектах

На сайте опубликованы проекты, в которых рекомбинаторы AquaGen поставлялись вместе с крупными стационарными батареями. Среди примеров — Новомосковская ГРЭС, «Мечел-Энерго», Курчатовский институт, Челябинский трубопрокатный завод и АО «Пургаз».

Такие примеры полезны не как готовая типовая схема, а как подтверждение того, что рекомбинация применяется в крупных промышленных установках с большим количеством элементов. Подбор исполнения, числа рекомбинаторов и режима обслуживания выполняется под конкретную батарею. Подробнее — в разделе реализованных проектов.

Как зарядное устройство влияет на работу AquaGen

Рекомбинатор не компенсирует неправильный режим заряда.

Если зарядное напряжение выше необходимого, газообразование может увеличиваться. На интенсивность процессов также влияет температура.

Поэтому корректная эксплуатация батареи начинается с правильных настроек зарядного оборудования, а AquaGen является дополнительным элементом системы. Связь зарядного режима и ресурса подробнее разобрана в статье о влиянии зарядного устройства на промышленную АКБ.

Требует ли AquaGen обслуживания

AquaGen снижает объём обслуживания, связанного с потерями воды, но не делает батарейную систему полностью необслуживаемой.

Необходимо продолжать контролировать:

• состояние элементов;
• уровень электролита;
• напряжение;
• температуру;
• соединения;
• зарядный режим.

Порядок обслуживания самого рекомбинатора определяется документацией конкретного исполнения.

AquaGen, обычная пробка и VRLA

Частые вопросы

Что такое AquaGen?

Это система каталитической рекомбинации газов для совместимых аккумуляторов HOPPECKE с жидким электролитом, включая предусмотренные производителем стационарные свинцово-кислотные и отдельные никель-кадмиевые исполнения.

Как AquaGen возвращает воду?

Водород и кислород поступают к каталитическому элементу, где соединяются с образованием воды.

AquaGen полностью исключает долив воды?

Нет. Он уменьшает потери воды и может увеличить интервалы между доливами, но контроль электролита сохраняется.

Нужно ли вентилировать помещение с AquaGen?

Да, требования к вентиляции определяются проектом батарейной установки и не отменяются автоматически.

Делает ли AquaGen батарею VRLA?

Нет. Аккумулятор остаётся батареей с жидким электролитом.

Вывод

AquaGen снижает потери воды за счёт каталитической рекомбинации водорода и кислорода обратно в воду. Это помогает уменьшить газовыделение и объём обслуживания стационарных батарей с жидким электролитом.

При этом AquaGen не отменяет контроль электролита, корректный зарядный режим, вентиляцию и регулярное обслуживание. Для систем HOPPECKE возможность применения рекомбинатора необходимо определять по конкретной серии батареи и условиям эксплуатации.