На современном рынке аккумуляторных батарей огромный выбор. В статье рассмотрим критерии выбора свинцово-кислотных или щелочных никель-кадмиевых батарей для установки на пассажирские вагоны по нескольким направлениям.
С ноября 2005 г. по март 2006., проводились сравнительные испытания, где приняли участие российские заводы, производящие щелочные аккумуляторы.
Критерий 1.
Характеристики
Аккумуляторная батарея, находясь при температуре минус 30°С в полностью разряженном состоянии, оставалась способной принять заряд и отдать электрическую энергию, чем больше, тем лучше. Испытания показали, что в таких условиях свинцово-кислотные батареи практически неработоспособны. Все щелочные аккумуляторы во время испытаний сохранили способность накапливать и отдавать энергию.
В целом результаты сравнительных испытаний показали, что свинцово-кислотные аккумуляторы типа PzS:
- становятся неработоспособными в критических условиях эксплуатации – батарея в разряженном состоянии при температуре окружающей среды близкой к минус 30°С;
- не способны длительно сохранять энергию – в аккумуляторах после 30 суток хранения осталось 13% ёмкости;
- быстро снижают характеристики при выборе с температурой электролита свыше 40°С;
- только за время испытаний фактическая ёмкость в номинальном режиме снизилась на 50% и вплотную приблизилась к значению, при котором аккумуляторы признаются негодными для эксплуатации на пассажирских вагонах.
В ходе испытаний и текущей эксплуатации щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы в очередной раз доказали максимальное соответствие российским условиям и свои существенные преимущества перед химическими источниками тока других систем.
Критерий 2.
Техническое обслуживание
Сторонники внедрения свинцово-кислотных батарей на выгонах утверждают, что свинцово-кислотные батареи типа PzS требуют меньшего объема технического обслуживания, чем никель-кадмиевые.
Щелочные никель-кадмиевые батареи могут эксплуатироваться без смены электролита в течение всего срока службы, при этом:
- значительно сокращаются трудоёмкость и стоимость технического обслуживания;
- исключается контакт обслуживающего персонала с химическими компонентами, содержащимися в аккумуляторе;
- предотвращаются экологические проблемы, связанные с утилизацией отработанного электролита.
Работа без смены электролита была практически единственным техническим преимуществом свинцово-кислотных батарей при эксплуатации на вагонах.
В российских условиях обычна ситуация, когда батарея на вагоне разряжена, а вагон стоит несколько часов на морозе.
Критерий 3.
Срок службы
При эксплуатации на пассажирских вагонах назначенный срок службы панцирных свинцовых батарей не более 6-7 лет (рекомендация производителя батарей аналогичных болгарским типа PzS – фирмы BAE, Германия). Чем «старше» свинцовый аккумулятор, тем больше вероятность его неожиданного отказа.
Никель-кадмиевые аккумуляторы при длительной эксплуатации постепенно снижают электрическую ёмкость. Решение об окончании срока эксплуатации каждого аккумулятора можно принять после проведения контрольного разряда. Практика эксплуатации щелочных батарей наглядно демонстрирует, что 10 лет – далеко не предел для этой системы.
Критерий 4.
Экология
Сторонники внедрения свинцово-кислотных батарей на вагонах утверждают, что замена никель-кадмиевых аккумуляторов на свинцово-кислотные является решением экологических проблем и спасением аккумуляторщиков вагонных депо от вредных и опасных для здоровья веществ.
В отношении опасности кадмия и свинца для человека и окружающей среды следует отметить, что они относятся к одному классу опасности, но свинца в вагонной
батарее в 5 раз больше, чем кадмия в аналогичном изделии. Поэтому щелочные батареи не могут быть вреднее свинцово-кислотных, т.к. прямой контакт обслуживающего персонала с веществом исключен (за счет эксплуатации аккумуляторов без смены электролита и возврата предприятию-изготовителю после вывода из эксплуатации).
У предприятий железнодорожного транспорта нет проблем с утилизацией щелочных аккумуляторов. ООО «Завод АИТ» г. Саратов и другие предприятия перерабатывают порядка 1000 тонн в месяц отработанных щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов.
Критерий 5.
Экономика
Анализ соотношения стоимости и сроков службы свинцово-кислотных и щелочных никель-кадмиевых батарей показывает, что мотивировка замены щелочных батарей на кислотные дешевизной также не выдерживают критики, потому что за один срок службы щелочной никель-кадмиевой батареи придется купить две свинцовых; плюс загрузка персонала по спасению свинцовых батарей в критических ситуациях, затраты на дополнительное оборудование и производственные площади для обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов, плюс зависимость российских железных дорог от иностранных производителей.
Подытожив, можно сказать, что перевод пассажирских вагонов российских железных дорог с щелочных на свинцово-кислотные батареи не создает ни технических, ни экологических, ни экономических преимуществ, но снижает надежность работы электрооборудования вагона и повышает вероятность возникновения аварийных ситуаций, ухудшает экологическую ситуацию.
Сравнительные испытания были проведены ОАО «Тверской вагоностроительный завод». Заводы, которые принимали участие: ООО «Завод АИТ», ЗАО «Кузбассэлемент» (не действующий на данный момент), ЗАО «ВЗЩА» (сейчас ООО «ВАЗ «Импульс») и поставщик болгарских батарей.
Сравнительные испытания подтвердили различия в свойствах никель-кадмиевых и свинцово-кислотных аккумуляторов.
Виктор ПЕСЕЦКИЙ,
технический директор ЗАО «Кузбассэлемент»
Евгений АРАПОВ,
заместитель генерального директора по маркетингу ОАО «Завод автономных источников тока»
Михаил ВАЛОВ,
генеральный директор ЗАО «Великолукский завод щелочных аккумуляторов»
