Bleiakkumulatoren

Redest Du von Mir Che ? Wenn Du sagst "Das wäre ja noch o.K. aber hat er doch garnicht, 2 getrennte.
Wind +PV geht über einen LR." Nee ich hab 4 Laderegler für 3 unterschiedliche Erzeuger 2x Solar MPPT , 1x Wasserturbine , 1x Windturbine , und nochmal deine Empfehlung die Solar MPPT Laderegler "runterzuschrauben " auf das Ladeniveau von dem Winladeregler , wäre wie in die Steinzeit zurückzukehren

Anderes Thema:
Wie lange kann eine Säurebatterie, also nicht Vlies oder Gel, gelagert werden, bis wesentliche Schädigung erfolgt?
Sagen wir ruhig, im voll geladenen Zustand.
Mal ganz davon abgesehen, dass nach ca. 1/4 Jahr eh nachgeladen werden muss, da die die Selbstentladung vergleichsweise größer ist. Welchen Einfluss haben Elektrolythentmischung/Säureschichtung auf die Haltbarkeit?

Batterietechnik ist eine Wissenschaft. Sind einige/viele Doktorarbeiten gelaufen. Nur haben die immer spezielle Gesichtspunkte zum Thema. So direkt habe ich keine Antwort gefunden, nur Anhaltspunkte. An denen will ich Euch Teil haben lassen.

1. Wie schnell erfolgt Säureschichtung?
Im Anhang, von Karl Meier-Engel "6-Eigenschaften-Kapazität", ist folgendes zu finden:

Entmischung und Schichtung also schon bei jedem Entladen, und relativ schnell.

Zur Geschwindigkeit bei Lagerung, dazu habe ich bisher nichts gefunden, bis auf folgende Fußnote bei Andreas Jossen, S. 1:
"Der Diffusionskoeffizient für verdünnte Schwefelsäure ist stark abhängig von derSäuredichte und liegt nach Messungen von Armenta-Deu und Mitarbeitern zwi-schen 1*10-9 und 20*10-9 m2/s."
Damit kann ich aber nichts anfangen. Vielleicht hilft Erdorf weiter.

Säureschichtung gilt ja als wesentliche Ursache der Sulfatierung, wobei die wiederum eine Ursache der Alterung sein soll.
Eine andere ist Korrosion des Bleigitters, welche in Zonen mit höherer Schwefelsäredichte verstärkt auftreten soll.

Sulfatierung
Zunächst ist an zu merken, dass sich Bleisulfat regelmäßig an der negat. Elektrode aus Bleioxid bildet.
Bei WIKI ist aber zu lesen: ...Sulfatierung des Bleis, die bewirkt, dass sich die PbSO4-Kristalle zu immer größeren Verbünden zusammenschließen. So verringert sich die elektrochemisch aktive Oberfläche des PbSO4. Durch diese kleinere Oberfläche löst sich das PbSO4 immer schlechter.

Abhilfe schafft Elektrolythumwälzung mittels Luft, ähnlich einer Aquarienlüftung. Oder eben Gasung am Ende eines jeden Ladungszyklus. Wobei dabei die Durchmischung lt. Sauer, S. 114 lange dauern kann:



Was auf die "Einlagerung" anwendbar wäre:
Gasung 3 bis 5 h alle 14 Tage reichen also nach Sauer nicht.

Wäre also Belüftung angesagt. Ob nun 1x pro Tag für x (?) Stunden, oder 1x pro Woche reicht, ich kanns nicht sagen.
Belüftung hat für Dauereinsatz auch den Vorteil, dass sie funktioniert, auch wenn der Akku zwischenzeitlich wegen Energiemangel nicht voll geladen werden kann.

Ja, danke Che,

In diese Richtung kann man schon noch weiter beleuchten.

"Der Diffusionskoeffizient für verdünnte Schwefelsäure ist stark abhängig von der Säuredichte und liegt nach Messungen von Armenta-Deu und Mitarbeitern zwischen 1*10-9 und 20*10-9 m2/s."

Aus der Wikipedia:
"Der Diffusionskoeffizient ist daher ein Maß für die Beweglichkeit der Teilchen"
Theoretisch könnte man damit die Säureschichtung von in Ruhe gelassener Schwegfelsäure über die Zeit
zumindest ungefähr beschreiben. Ich kann das nicht.

Mir reicht, die Grafik von "Karl Meier-Engel" um das zu bestätigen, was ich schon wusste oder immerhin glaubte.
1. Säureschichtung findet schon beim Entladen statt
2. Säureschichtung findet auch in Ruhe statt
3. Säureschichtung wird durch Laden und Gasung rückgängig gemacht

Hinweis:
OPZS Akkus, im USV Betrieb (überwiegend Ruhe, keine Zyklen) werden mit Säuredichte 1.24 gefahren.
Ich gehe davon aus, dass deswegen die Säuredichte unten am Boden nicht höher als 1.28 wird.
Auch gehe ich davon aus das OPZS Akkus, im USV Betrieb, zumindest hin und wieder in die Gasung gebracht werden,
wissen tue ich das nicht.

Wie auch immer Akkus in Ruhe sind nicht wirklich 'unser' Anwendungsfall, vielleicht beim gebraucht kaufen,
solcher OPZS Akkus, im USV Betrieb. Hier kann man die Sulfatierung sehen. Nicht sehen kann wie fragil das Blei ist
und wie flott es zerfallen würde im Zyklenbetrieb.


Nein, wesentliche Ursache ist die Entladung, Tiefentladung und dass über längere Zeiten.
Beim Entladen wird Sulfat frei. Je mehr Sulfat und je länger es nicht in der Säure gebunden ist,
desto mehr Bleisulfat entsteht an der Oberfläche der Platten. Der Vorgang ist teilweise reversible durchs Laden,
wird und kann also teilweise Rückgängig gemacht werden. Passiert das Laden nicht zeitnah
und es werden weitere Zyklen gefahren, bauten sich Schicht für Schicht diese Bleisulfat Kristalle auf und
man kann von irreversibler Schädigung sprechen. Hierbei ist der Kapazitätsverlust noch vernachlässigbar.
Kritisch ist die fehlende Reaktionsoberfläche des Bleis und damit die Erhöhung des Innenwiederstandes ...
Kommt jetzt auch noch Säureschichtung hinzu, werden z.B. am Boden gar keine Bleisulfate mehr geknackt,
weil die Säure dort schon übersättigt (zu dicht) ist.

Was können wir hieraus lernen?
Optimal für 'unsere Anwendung' ist der Einsatz permanenter leichter Elektrolytumwälzung, ähnlich Aquarium,
geschätzt sogar noch etwas weniger und der Verzicht auf Gasung.

Grüße

Ganz einfach , Batterie kommt an und wird dann täglich geladen , wir off grid people sind halt wie Krankenschwestern , verstehste ?


Nee CHE , keine Ahnung was Du meinst bezüglich einer Anlagenplanung .... und sicherlich zerbrech ich mir nicht den Kopf wie eine Bleibatterie Jahre lang gelagern werden sollte ohne gebraucht bzw geladen zu werden

was Du da sagst ist eher sehr grenzwertig und von dieser Methode /Verständniss , kann ich nur abraten

"Tiefentladung muss ja dennoch nicht das Thema sein, wenn alle 3 Monate nachgeladen wird. "

Deshalb ist halt ganz einfach auch der Generator und Laderegler ein Teil von der Batterie , denn wenn ich nicht genug "Generator" in welcher Form auch immer habe dann brauchste gar net weiterdenken .... 3 Monate Batteriezellen rumstehen lassen , geht halt gar nicht

Danke , gut erklärt ... und wichtig zu wissen



Hier zwei Datenblätter , von der gleichen Firma und der gleichen Batterie ( so wie es für mich ausschaut)

Also beim Kauf einer Batterie immer auch auf die "C" Werte guggen

https://www.hoppecke.com/filea…ure_de.pdf

https://www.hoppecke.com/filea…ure_de.pdf

Ja, z.B. Grid power V L 2-215 und sun power V L 2-280 sind, bis auf die Stopfen, die selben Akkus.

Hier dann die Liste der Kapazitäten für dieses Beispiel:

280 Ah C100
265 Ah C50
245 Ah C24
213 Ah C10
182 Ah C5
161 Ah C3
118 Ah C1

Leitet man davon Formeln zur Umrechnung ab, fallen diese dann noch einmal deutlicher aus!

C100 = 2,37 * C1
C100 = 1,54 * C5
C100 = 1,31 * C10

Ja Max , so würde ich das auch betrachten, je schneller ich lade umso kleiner die Kapazität , aber gut ist ja, dass man gute Laderegler einstellen kann auf individuelle Batterie Bänke,


Je schneller/härter Man läd umso kleiner die Kapazität

Dass untersteich mal sehr dick

Elektrolytumwälzung ist super trivial.
Das sind 6mm Röhrchen die gekürzt und dann den Akku an vorgefertigter Stelle geschoben werden.
Dann mit 6mm durchsichtigen PVC Schläuchen, vielen T-Verbindern und ein paar Eckverbinder verbinden, einfach stecken.
Dann eine passende Aquarium Pumpe mit Staubfilter dran, das wärs.


Ja, ungefähr schon, zumindest im Sommer, im Winter eben selten, weil die Gasungsspannung nur selten erreicht wird.
Auch findet die Gasung zunehmend nicht mehr unten am Boden statt, weil dort schon Sulfatkristalle die Sache stören.
Und dort ist es am wichtigsten um die Säureschichtung zu verhindern.
Noch dazu ist mit Elektrolytumwälzung ein DoD von 80% und ein Ladefaktor von 1.05 möglich.

Säureschichtung

Der folgende Text ist fast 1:1 aus der Quelle übernommen, weil ich es kaum besser formulieren kann.
Quelle 2018 RWTH Aachen Kapitel 3.7

Die Teilnahme des Elektrolyten an der Hauptreaktion des Bleiakkumulators führt zwangsweise
zu der Ausbildung einer Säureschichtung in Form eines vertikalen Säuredichtegradienten.

Während der Entladung entsteht an der positiven Elektrode Wasser und an der negativen Elektrode
findet eine Verdünnung der Säure statt. Die dabei entstehende "Schicht" geringerer Säuredichte steigt
an den Elektroden nach oben, während gleichzeitig die in der Mitte befindliche dichtere Säure nach unten sinkt.

Während der Ladung entsteht an beiden Elektroden dichte Säure, durch die Gravitation sinkt diese nach unten.
Die zwischen den Platten befindliche Säure geringerer Dichte steigt entsprechend nach oben.



Zusätzlich ist der Widerstand für den oberen Bereich der Elektroden geringer, so dass sich diese bevorzugt entladen
und zu einer geringeren Säuredichte im oberen Bereich führen. Beide Effekte sorgen dafür, dass sich in der Batterie unten eine dichtere Säure ansammelt als oben. Als Folge lassen sich die oberen Bereiche der Elektroden leichter laden,
da die Sulfatlöslichkeit bei geringerer Säuredichte höher ist. Durch Zyklen Belastung verschleißt die Aktivmasse der oberen Plattenbereiche dadurch stärker. Des Weiteren führt die geringere Säuredichte zu einer erhöhten Korrosion in den oberen Plattenbereichen.

Die höhere Säuredichte im unteren Bereich führt zu einer stärkeren Polarisation und damit zu einer höheren Nebenreaktionsrate und zu einem geringeren Ladewirkungsgrad, insbesondere der negativen Platten.
Werden die unteren Bereiche über mehrere Zyklen nicht geladen, befindet sich die Elektrode im unteren Bereich
dauerhaft im PSOC und es kommt nach und nach zur Bildung immer größerer Bleisulfatkristalle
im unteren Plattenbereich, welche durch ihre geringere Oberflächenenergie nur sehr schwer auflösbar
und damit schlechter ladbar sind. Lange Standzeiten (mehrere Wochen) im geschichteten Zustand
führen durch Umladungsprozesse, zu einem weiteren Wachstum der Bleisulfatkristalle im unteren Bereich der Platten
und zu einer höheren Selbstentladung.

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