A nagy akkudilemma: Savas ólom vagy lítium-ion?

Egyesek szerint a lítium-ionos akkumulátorok hamarosan átvehetik a vezető szerepet az ágazatban, mások viszont továbbra is a savas ólomakkumulátorokra esküsznek. Körbejártuk a két technológia előnyeit és hátrányait.

A károsanyag-kibocsátás és a menetzaj hiánya, az energiatároló-képesség, valamint más gyakorlati okok miatt az elektromos hajtású targoncák hosszú ideje versenyelőnyből indulnak a benzin- vagy dízelhajtású társaikkal szemben, ám az utóbbi időben az akkumulátor milyensége kapcsán már egy másik dilemma rajzolódik ki: egyesek szerint a lítium-ionos akkumulátorok hamarosan átvehetik a vezető szerepet az ágazatban, mások viszont továbbra is a savas ólomakkumulátorokra esküsznek. Körbejártuk a két technológia előnyeit és hátrányait. 

Hoppecke lítium-ion akkumulátorok savas ólomakkumulátorral megegyező edénybe építve. Az tárolóedénybe pótsúly is van szerelve, hogy a meglegyen az akku elvárt legkisebb tömege / forrás: Hoppecke

Hoppecke lítium-ion akkumulátorok savas ólomakkumulátorral megegyező edénybe építve. A tárolóedénybe
pótsúly is van szerelve, hogy a meglegyen az akku elvárt legkisebb tömege / forrás: Hoppecke

 

A hagyományos targoncák tulajdonképpen hasonlóde nagyobb és folyamatos munkavégzésre alkalmas cellákkal rendelkező savas ólomakkumulátorokat használnak, mint amilyeneket a belsőégésű motoros személyautók motorházteteje alatt találunk, ám ahogy a közúti közlekedésben egyre inkább terjednek a Li-ionnal meghajtott járművek, úgy a munkagépeket is már kínálják ilyen technológiával a gyártók. Ez az újszerű megoldás pedig, noha megvannak a maga előnyei, a legtöbb cégnek és ügyfélnek – legalábbis régiónkban – még inkább kellemetlenségeket, extra fejtörést okoz. 

Hagyományos savas ólomakkumulátor / forrás: Exide
Hagyományos savas ólomakkumulátor / forrás: Exide 

 

Minden az árral kezdődik

Nem elhanyagolható szempont, különösen nagyobb mennyiség beszerzése vagy kisebb cégek esetén, hogy a Li-ion akkumulátorok jelenleg még nagyjából négyszer magasabb darabáron vásárolhatók meg, mint a savas ólomakkumulátorok. Cserébe a lítiumosok várható töltési ciklusszáma optimális körülmények között 4000 is lehet, míg a savasokat mindössze nagyjából 1500-szor lehet újratölteni, mielőtt a kapacitásuk jelentősen csökken. Pusztán elméleti síkon ez jelenleg még nem lenne megtérülő befektetés, hiszen a négyszeres árhoz csak 2,67-szer jobb hatékonyság társul. 

 

Feltöltés folyamatban...

A lítium-ionos akkumulátorok további előnye, hogy nemcsak többször, de jóval gyorsabban is feltölthetők. Esetükben ez 45-60 perc alatt, akár egy ebédszünet alatt is megtörténhet, és különösen előnyös az alkalmazásuk az olyan cégekben, ahol egy nap során két műszakban is használatban vannak a targoncák. A savas ólomakkuk esetében ugyanis a töltés 8-10 órát vesz igénybe, így műszakváltások során az energiahordozót is cserélni kell, vagyis mindenképpen szükség van egy második egységre minden targonca esetében. A Li-ionosoknál ráadásul az sem okoz teljesítményvesztést vagy károsodást az egységben, ha nincs idő azt teljesen feltölteni, míg a savasoknál mindenképpen végig kell mennie a töltési folyamatnak, a rendszer memória-effektusa miatt ugyanis a teljesítmény lecsökkenhet, ráadásul az élettartama is csökken a „nem rendeltetésszerű” használat miatt.

Lítium-ion akkumulátor töltése, kimarad a reklámokból a technológia számos hátránya, mint a nehéz javíthatóság, érzékenység a túltöltésre és túlzott kisütésre, a gép maradványértéke vagy a gyorstöltéshez szükséges energiaigény / forrás: Jungheinrich
Lítium-ion akkumulátor töltése, kimarad a reklámokból a technológia számos hátránya, mint a nehéz
javíthatóság, érzékenység a túltöltésre és túlzott kisütésre, a gép maradványértéke vagy a
gyorstöltéshez szükséges
energiaigény / forrás: Jungheinrich 

 

A gyorstöltéshez viszont komoly hálózati teljesítményre van szüksége a lítiumos egységnek, ami a kis- és középvállalkozásoknál nem feltétlenül adott. Egy kisebb, 1,6 tonna teherbírású targoncába szerelt 48V C5=750 Ah-s telep esetén míg a savas ólomakkumulátort 48 V egyenáramon kb. 125 A-ral kezdünk el tölteni, addig egy ugyanilyen kapacitású Li-ion targoncaakku gyorstöltése 375 A-ral, indul. Ez azt jelenti, hogy a hálózati oldalon a savas ólomakkumulátor esetén egy korszerű nagyfrekvenciás töltővel kb. 6,6 kW teljesítményre van szükségünk, azaz a 400 V-os, háromfázisú váltakozó feszültség esetén legalább 9,6 A lesz a vonali áram, addig a Li-ion esetén már 20 kW teljesítménnyel, azaz 400 V AC-n 28 amper vonali árammal indul meg a töltés. Itt pedig még csak egy kisebb targoncáról van szó, tehát egy olyan üzemben, ahol sok gép dolgozik, nagyon nagy teljesítményre van szükség.

 

Fontos a gondviselés

Ennek is megvan viszont a fonákja: a savas ólomakkumulátorok karbantartást igényelnek az élettartamuk, olykor a garanciájuk megőrzése érdekében, míg a lítiumos akkumulátorok karbantartásmentesek, így a védőfelszerelés költsége is megspórolható velük, ráadásul hosszabb garanciaidő is vonatkozik rájuk. 

A savas ólomakkumulátor vízutántöltése egy kötelező karbantartási feladat / Forrás: Philadelphia Scientific
A savas ólomakkumulátor vízutántöltése egy kötelező karbantartási feladat / Forrás: Philadelphia Scientific 

 

Ha azonban mégis probléma adódik velük vagy szervizelésre van szükség, akkor jóval több kellemetlenséget is okozhatnak. Míg a savas akkukban könnyebb helyszíni szerelést végezni, csavarokat vagy cellákat cserélni, addig a lítium-ionos esetében egy felmerülő problémát aligha úszhatunk meg a gyári szervizközpont szüksége nélkül: ennek viszont már komolyabb lehet az anyagi vonzata, ráadásul hosszabb leállást is kikényszeríthet a munkafolyamatban, amíg ez a kulcsfontosságú alkatrész átfut a szervizen.

A lítiumos akkumulátor tele van elektronikával annak az érdekében, hogy a töltési és merítési folyamat mindvégig vezérelt legyen. Az elektronikák hibája, az akkumulátor túltöltéséhez és kritikus esetben kigyulladásához vezethet. A kigyulladás pedig rendkívül heves tűzzel járhat, ami a mi iparágunk esetében könnyen leégethet egy egész üzemet vagy raktárat.

Tehát az akkumulátor javítása bonyolult, a szerviz felelőssége pedig nyomasztóan nagy. A Li-ion akkumulátorok javítása valószínűleg egy olyan terület lesz, amit a telepek gyártói végeznek szervizközpontokban, nem lesz verseny a gyártó és a független javítóvállalkozások között. A savas ólomakkumulátoroknál tudunk például egy cellát cserélni pár száz euróért, de a Li-ionnál ez előreláthatóan nem fog megtörténni és az akkumulátor hibája könnyen eredményezhet egy új akkumulátorra vonatkozó 15.000 €-s ajánlatot. 

 

Egyik sem veszélytelen

A csodaakkumulátort, ami csak pozitív tulajdonságokkal rendelkezik, még nem fedezték fel, így bizony mindkét típusnak megvannak a biztonsági rései is, azaz a velük dolgozó munkatársaknak pontosan tisztában kell lenniük a működési elvükkel. A lítium-ionosok esetében a felügyelet nagy részét elvégzi a saját, beépített monitorozó rendszere, a BMS (battery management system). Ez gondoskodik arról, hogy egyenként se töltődjenek túl a cellák, valamint azt sem engedi, hogy használat során az egység töltöttsége 0%-ra zuhanjon: ennek közeledtét különböző figyelmeztető jelekkel adja tudomásunkra, 10%-os töltöttségi állapotnál például a targonca már nem lesz képes az emelésre. A BMS esetleges meghibásodása viszont – amit nehéz előre látni – akár az akkumulátor kigyulladásával is járhat. Ezt a ritka és katasztrofális következményt leszámítva viszont a lítium-ion éppen a meleget szereti: fagypont alatti hőmérsékleten használata megbízhatatlan, ilyenkor a töltés előtt is az egység melegítésére van szükség. A cégeknek tehát, mielőtt letennék a voksukat ez a megoldás mellett, felül kell vizsgálniuk, milyen hőmérsékleti viszonyoknak tennék ki a targoncáikat egy teljes év során.

Ez viszont még nem dönti el a biztonságtechnikai kérdést egyértelműen a savas ólomakkumulátorok javára. A savas töltéseknek is van ugyanis kritikus pontja, mégpedig a gázosodási szakasz. A víz elbomlásával keletkező hidrogéngáz egyrészt robbanásveszélyes, másrészt a töltés során keletkező kénsavgőz korrozív és belélegzése káros az egészségre, ha pedig egy balesetben a munkagép például az oldalára dől, könnyen ki is folyhat a maró anyag. Ezek mellett már csekély problémának tűnhet, hogy a reakció során felhasznált vizet újra kell tölteni a rendszerbe, sok cég számára viszont ennek gördülékeny biztosítása is gondot okozhat. 

Savas ólomakkumulátorok töltése. Többműszakos targoncahasználat esetén szükség lehet egy géphez több akkumulátorra is
Savas ólomakkumulátorok töltése. Többműszakos targoncahasználat esetén szükség lehet
egy géphez több akkumulátorra is 

 

De akkor mégis melyik a jobb?

Természetesen erre nincs egyértelmű, mindenkire és minden helyzetre egyformán érvényes válasz, és ez is a technika szépsége, ami gondoskodni fog róla, hogy a savas ólomakkumulátorokat és a Li-ionos akkumulátorokat használó targoncák még hosszú időn át békésen megférjenek egymás mellett, különböző funkciókat betöltve.

További, mérlegelendő szempont lehet az is, hogy a lítiumos akkumulátor nagyobb energiamennyiség tárolására képes (155-257 Wh/kg), ennek következményeként nagyobb teljesítményt is tud leadni, ami a támaszos targoncáknál előnyös, az ellensúlyosak esetében viszont ez már nagyobb ellensúly használatát teheti szükségessé. A savas ólomakkumulátorok energiatároló képessége ezzel szemben mindössze 40 Wh/kg, vagyis kapacitásukhoz képest viszonylag nehezek, ám emiatt közkedvelt választásnak számítanak az ellensúlyos targoncák esetében.

A savas ólomakkumulátornak a gép ellensúlyaként is szerepe van
A savas ólomakkumulátornak a gép ellensúlyaként is szerepe van

 

Mindenképpen érdemes tisztában lenni a két megoldás előnyeivel és hátrányaival, valamint számításba venni az elvégzendő munka jellegét, a megmozgatandó terhek méretét és a targoncák napi használatának gyakoriságát, mielőtt letennénk a garast egyik vagy másik akkumulátortípus mellett.  

Véleményünk szerint ugyan a Li-ion technológiának számos előnye van, de a gyártók marketing anyagaiból kimaradnak a hátrányok: 

  • Ezeknek az akkumulátoroknak jelenleg kb. négyszeres áruk van. 
  • Helyszíni javítás nem lesz, vagy csak nagyon korlátozottan. 
  • Független cégek nem tudják majd az akkumulátorok elektronikáit javítani, emiatt is drága lesz a javítás. 
  • A Li-ion akkumulátorral szerelt targonca értéktelen lesz a használtpiacon, mert a használt targoncák vevői nem kívánnak olyan gépet vásárolni, amelyikben az áramforrás többe kerül, mint egy savas ólomakkumulátorral működő vagy belsőégésű motorral szerelt használt targonca ára. Emellett azoknál a vállalkozásoknál, amelyek használt targoncákat vesznek, nincs meg általában a gyorstöltéshez szükséges villamos teljesítmény. 

Ha már összeálltak a tervei, weboldalunkon keresztül kérhet ajánlatot új savas ólomakkumulátorra, de tanácsokért kereshet minket telefonon vagy e-mailben is. 

Ha gondja támad a vízutántöltéssel, böngésszen weboldalunkon a vízutántöltő rendszer alkatrészeiből.