Kurşun asitli akülere ve araç uygulamalarına dayalı 9 endüstri

Kurşun asitli aküler tüm elektrik uygulamalarında önemli bir rol oynamaktadır.

Lityum iyon pillerHafiflik, güçlü güç ve uzun hizmet ömrü avantajlarıyla enerji depolamada dünyanın favorisi haline gelmiş, elektrikli araçlar, kişisel elektronik cihazlar, cep telefonları ve pille çalışan elektrikli aletler gibi mobil uygulamalar için ana kaynak haline gelmiştir. Bununla birlikte, geleneksel kurşun asit piller (yavaş yavaş lityum iyon pillerle değiştiriliyor) hâlâ büyüme trendinde: istatistiksel olarak 2026 yılında yıllık ortalama %5,2 büyüme oranıyla 59,7 milyar dolara ulaşması bekleniyor.

Kurşun asit piller 160 yılı aşkın süredir farklı uygulamalarda kullanılmaktadır ve küçük ve orta ölçekli enerji depolama uygulamaları için en yaygın kullanılan şarj edilebilir elektrokimyasal pil olmaya devam etmektedir. Kurşun-asit aküler güvenlidir, düşük maliyetlidir, şarj edilmesi ve geri dönüştürülmesi kolaydır. Pil, sülfürik asit elektrolitine batırılmış iki elektrottan oluşur. Pozitif elektrot metal kurşun oksitten, negatif elektrot ise metal kurşundan yapılır.

Kurşun asitli aküler iki türe ayrılır: sulu kurşun asitli aküler ve bakım gerektirmeyen valf ayarlı kurşun asitli aküler (VRLA). Sulu kurşun asit aküler nispeten düşük maliyetlidir ancak bakım gerektirmeyen VRLA akülere kıyasla çok fazla bakım ve havalandırma gerektirir. AGM aküleri, sülfürik asit elektrolit içeren cam elyaf ayırıcıya sahip, herhangi bir pozisyonda ve hatta elektrolit sızıntısı riski olmadan çalıştırılabilen bir VRLA akü türüdür.pilkasa delinmiş.

Kurşun asitli aküler, düşük maliyetli olmaları, kısa sürede yüksek akım üretebilmeleri ve araç içi AC jeneratörlerle şarj edilmeleri nedeniyle en çok otomobillerdeki start-stop sistemlerinde kullanılmaktadır. Diğer kullanımlar için, kurşun asit aküleri, ağır ağırlıkları (kurşundan yapılmış) nedeniyle nispeten düşük çevrim ömrü ve düşük enerji yoğunluğu gibi bazı zorluklar sunar.

Kurşun asitli aküler ikinci 100 yılında olmasına rağmen 21. yüzyılda, özellikle endüstriyel ortamlarda hala hayati bir rol oynamaktadır. Kurşun asitli aküler için şaşırabileceğiniz 9 uygulamayı bir araya getirdik.

Araç çalıştırma için kurşun asit akü (SLI)

Kurşun asitli aküler esas olarak araç çalıştırmada kullanılır. Bu uygulamaya Başlatma, Aydınlatma ve Ateşleme (SLI) adı verilir. Kurşun asitli aküler, soğuk bir içten yanmalı motorun (ICE) çalıştırılması için gerekli olan yüksek akımları üretebilir.

12V kurşun asit akü, aracın çalıştırılmasına, aydınlatmaya, sayaç görüntülemeye, radyoya, soğuk hava kontrolüne vb. güç sağlayabilir. Elektrikli taşımacılığın gelişmesi sonuçta içten yanmalı motorlu taşıtların azalmasına yol açabilir, ancak düşük maliyetli benzin ve dizel üretimi Hindistan ve Asya'daki elektrikli otomobiller yüksek SLI kurşun asit gereksinimini sürdürecekpillerönümüzdeki on yıllarda.

Kurşun asitli aküler, araç içi AC jeneratörler ve birkaç elektronik cihazla şarj edilebilirken, lityum iyon aküler, aşırı şarjdan kaynaklanan termal kaçakları önlemek için şarj sırasında gelişmiş elektronikler tarafından dikkatle izlenmelidir.

Hala büyük miktarda geri dönüştürülmeyen SLI kurşun asit piller var ve pillerin içerdiği kurşun metal çevre kirliliğine neden olacak, bu durumda hükümet kurşun asidin geri dönüşümünü ilerletmek için birçok düzenleyici politika ve mali teşvik yayınladı. Kurşun asitli akülerin sürekli kullanımı için bir başka hayati faktör olan %95'e varan geri dönüşüm oranına sahip piller.

Forklift için kurşun asit akü

Pille çalışan forkliftler büyük ölçüde doğal gazla çalışan forkliftlerin yerini aldı. İnsan sağlığına zararlı olan zehirli dumanların ve karbon monoksitin birikmesinden korkmadan binalarda veya kapalı alanlarda elektrikli forkliftleri kullanabilirsiniz.

Forklift, kurşun-asit akülerin ağırlığının kendisine yardımcı olacağı mobil bir uygulamadır. Kurşun asitli akü, özellikle forklift kaldırıcının ürünleri daha yüksek bir konuma yerleştirmesi gerektiğinde, dengeye yardımcı olmak için genellikle daha alçak bir konuma yerleştirilir. Kurşun-asit akülerin daha hafif akülerle (örn. lityum iyon aküler) değiştirilmesi, güvenli çalışmayı sürdürmek için forklifte ağırlık verilmesini gerektirebilir.

Forklift, malzeme taşıma sektörünün önemli bir parçası olarak üretkenlik ve düşük maliyet önemli hususlardır; bu nedenle kurşun asit aküleri, forklift uygulamalarında liderliğini sürdürmeye devam edecektir.

Veri merkezi için acil durum güç kaynağı

Amazon, Facebook ve Google gibi internet devlerinin tümü çalışmaya devam etmek için veri sistemlerine güveniyor. Ani elektrik kesintisi veya kısa süreli elektrik kesintisi yaşandığında Kesintisiz Güç Sistemi (UPS) devreye girerek veri merkezlerinin çevrimiçi kalmasını sağlayacak. Şarj edilebilir pil paketleri, herhangi bir zamanda destek sağlamak için yedek güç olarak çalışacaktır.

Geleneksel olarak konuşursak, düşük maliyet ve şarj için düşük teknik gereksinim avantajları nedeniyle kurşun asit aküler, uzun süreli bekleme sistemi için ilk tercihtir. Kurşun asitli akünün ağırlığı artık bu uygulamada hayati bir faktör değildir çünkü akü tüm ömrü boyunca daima statik durumdadır.

Lityum-iyon piller, veri merkezlerinin belirli uygulamalarında halihazırda kurşun asit pillerin yerini alıyor. Daha uzun bir servis ömrüne sahip olmanın yanı sıra (Li-ion piller, kurşun asitli piller için 300 ila 400'e kıyasla yaklaşık 1.000 çevrim ömrüne sahiptir), Li-ion piller, daha küçük bir alanda kurşun asitli pillerle aynı miktarda enerjiyi destekleyebilir. Veri merkezinin işgal edilen alanı pahalı olduğunda bu önemli bir husus olacaktır. Ancak kurşun asitli akü, hâlâ maliyet açısından avantajlı olduğu için yakın zamanda ortadan kalkmayacak.

Sinyal kulesi/5G hizmeti

Cep telefonları modern yaşamın vazgeçilmez bir cihazı haline geldi. Elektrik kesintisi durumunda sinyal kulesinin cep telefonunun normal çalışması için yedek güce sahip olması gerekir. Yedek güç, yedek piller ve bazen elektrik şebekesi arızalansa bile telefon hizmetini birkaç saat boyunca sürdürebilen bir yardımcı güç jeneratörü şeklinde gelir.

Kurşun-asit akülerin nispeten düşük maliyeti ve düşük bakım gereksinimleri, onları yedek güç olarak sinyal kuleleri için tercih edilen seçenek haline getiriyor.

5G hizmetleri, teletıptan otomatik sürüşlü arabalara kadar farklı alanlarda yenilik yapmaya kararlıdır; güç ihtiyaçları muhtemelen artacaktır. Kurşun asit akülerle karşılaştırıldığında küçük boyutlu lityum iyon piller aynı alanda daha fazla güç sağlayabilir. ABD, Brezilya, Hindistan ve Hong Kong'da telekomünikasyon endüstrisinin genişlemesi, kesintisiz güç kaynağı sistemleri gerektiriyor ve bu uygulamalarda lityum iyon pillerin kurşun-asit pillerin yerini almaya başlayıp başlamayacağı henüz bilinmiyor.

Yenilenebilir enerji depolama

Yenilenebilir enerjiden enerji üretim cihazları Amerika'da en hızlı büyüyor. Rüzgar enerjisi ve güneş enerjisi gibi aralıklı yenilenebilir enerjiler, enerji depolama sisteminde depolanacak ve ihtiyaç duyulduğunda serbest bırakılacaktır.

Düşük maliyetli kurşun asitli piller yeniden rollerini oynuyor çünkü elektrokimyasal piller, evsel ve şebeke ölçekli endüstriyel kullanım için yenilenebilir enerjinin depolanmasında popüler bir seçenek haline geldi. Kurşun asitli aküler genellikle bağımsız mikro şebekeler gibi şebekeden bağımsız uygulamalarda, özellikle de ön maliyetlerin engel teşkil edebildiği yerlerde kullanılır.

Dizel motorlu nükleer denizaltılar

İkinci Dünya Savaşı'nın dizel motorlu denizaltılarıyla ilgili bazı filmler izlediyseniz, pillerin onlar için önemini anlayacaksınız. Bir Hollywood filminde, bir denizaltının su altında çalışabilmesi ve yüzeye çıkabilmesi, neredeyse tüm mürettebatın sürekli dikkatini gerektiren çok sayıda kurşun-asit bataryaya borçludur.

ABD denizaltı filosu, savaş devriyeleri yürüten 263 denizaltıyla II. Dünya Savaşı sırasında büyüdü ve yükseldi. ABD denizaltısında biri 126 kurşun-asit bataryadan oluşan iki batarya bulunuyor. Şarj işlemi su yüzeyinde ya da havalandırma sistemi aracılığıyla su altında nefes alan dizel motorda yapılabiliyor.

Rutin bakım, akülerin, akü odasının yanındaki büyük bir tanktan damıtılmış suyla doldurulmasından oluşuyordu. Daha önceki denizaltılarda olduğu gibi, denizaltının dengesini korumak için bataryalar daha alçak bir konuma yerleştirildi.

1954 yılında nükleer güçle çalışan USS Nautilus'un denize indirilmesiyle denizaltı için her şey değişti. Suyu ve havayı arındırmak için buhar türbinleri ve bol miktarda elektrik sayesinde nükleer denizaltılar aylarca su altında kalabilir ve yüksek hızlarda uzun mesafeler kat edebilir. İlginç bir şekilde, nükleer denizaltılar, nükleer reaktörler ve jeneratörlerde sorun olması durumunda çalışmak ve su yüzeyine geri dönmek için hala kurşun-asit batarya paketleri taşıyor.

Ağır hizmet tipi kurşun-asit akülerin kullanımı nükleer denizaltılara yalnızca yedek güç sağlamakla kalmaz, aynı zamanda dengeyi de korur. Bunun nedeni, denizaltının içindeki havanın kaldırma kuvveti sağlaması ve kurşun-asit bataryaların içerdiği yüksek miktardaki kurşunun, dalış sırasında denizaltının su altında sürüklenmesine yardımcı olmasıdır. Daha hafif piller kullanılabilir, ancak denizaltıların su altında nötr yüzdürme kabiliyetlerini korumaya yardımcı olmak için yine de kurşun balastlara ihtiyacı olabilir.

Hastaneler için acil durum güç kaynağı

Hastaneler sürekli, istikrarlı ve güvenilir bir güç kaynağı gerektiren karmaşık altyapılardır. Kısa süreli bir elektrik kesintisi, hasta verilerinin kaybına ve kurtarma tıbbi ekipmanının, izlemenin, acil durum aydınlatmasının, güvenli çıkış işaretlerinin ve güvenlik sistemlerinin bozulmasına neden olabilir.

Hastanelerin çoğunda kısa süreli elektrik kesintileri için akü yedekleme sistemi, uzun süreli elektrik kesintileri için ise jeneratör sistemi bulunmaktadır. Elektrik kesintisinin onarılması ve yedek gücün çalıştırılması 10 dakika veya daha uzun sürebilir.

Hastane acil durum bataryaları çoğu zaman bekleme durumundadır. Elektrik kesintisi meydana geldiğinde, jeneratör düzgün çalışana kadar UPS sisteminin hızlı bir şekilde yüksek akımla deşarj olması gerekir. Elektrik geldiğinde kesintisiz güç sistemi aküyü şarj etmeye devam eder ve ardından başka bir bekleme dönemine girer. UPS pilleri çok sık kullanılmasa da bu piller genellikle hızlı ve sağlamdır, bu da hastanelere güç sağlamak için oldukça uygundur.

Izgara tepe noktası değiştirme gereksinimleri

Şebeke, yoğun dönemlerde güvenilir ve istikrarlı güç sağlamak için güçlü üretim kapasitelerine sahip olmalıdır. Tarihsel olarak, en yüksek talep genellikle artık akü depolama sistemlerinin karşılamak için kullanıldığı daha yüksek maliyetli jeneratörler tarafından karşılanmıştır.

Kurşun-asit akülerin ön maliyeti düşüktür, bu da onları gücün en yüksek olduğu yüklemelerde çekici kılar; ancak kısa çevrim ömrü ve uzun süreler boyunca şarj edilmemesi veya tamamen deşarj edilememesi, şebeke ölçekli güç sistemi uygulamalarında kullanımlarını sınırlamaktadır. Kurşun asitli aküler, sık sık düzenleme, sığ şarj ve deşarj gerektiren bazı şebeke hizmetleri için daha uygundur.

2012 yılında East Penn Manufacturing, kurşun-asit batarya hibrit sistemiyle frekans regülasyonu ve talep yönetimi hizmetleri sağlayabilen 3MW'lık bir süper batarya geliştirdi. Şebekeye ek hizmetler sağlanmadığında, enerji depolama sistemi yerel dağıtım kuruluşuna talep yönetimi hizmetleri sağlayabilir.

Elektrikli araçlar için kurşun asitli aküler

Lityum-iyon piller, elektrikli araç (EV) çekiş motorları için güç pillerinde ilk tercihtir ancak birçoğu, marş sistemi mikroişlemcileri, aydınlatma, radyolar ve eğlence gibi güç sistemleri için kurşun-asit pilleri kullanmaya devam etmektedir. Düşük voltajlı kurşun-asit bataryalar, genellikle lityum-iyon batarya paketinin yüksek voltajını (300-600V) kurşun-asit bataryanın şarjını koruyan düşük voltaja (12V) dönüştüren bir DC-DC dönüştürücü kullanılarak şarj edilir.

Maliyet ve kullanım kolaylığı, elektrikli araç aksesuar uygulamalarında kurşun-asit akülerin kullanılmasının ana etkenleridir. Kurşun-asit aküler ağırdır, zaman geçtikçe elektrikli araçlar daha hafif 12V yardımcı lityum-iyon aküler kullanmaya başlar veya yardımcı akü kullanmaz, ancak bir DC-DC dönüştürücü aracılığıyla kurşun asit akülerin düşük voltajlı devrelerine doğrudan güç sağlar.