Wat is het verschil tussen AGM, GEL en VRLA?
AGM, GEL en VRLA worden vaak naast elkaar genoemd alsof het drie verschillende soorten loodaccu’s zijn. Dat klopt niet helemaal. VRLA is de overkoepelende techniek; AGM en GEL zijn twee verschillende manieren waarop een VRLA-accu kan worden opgebouwd. Het belangrijkste verschil zit in de manier waarop het elektrolyt in de accu is vastgelegd. Dat heeft gevolgen voor onder andere stroomafgifte, laadgedrag en de toepassingen waarvoor een accu wordt ontworpen.
Wat betekent VRLA?
VRLA staat voor Valve Regulated Lead Acid. De naam verwijst naar het ventielsysteem waarmee de druk in de accu wordt geregeld.
In tegenstelling tot een conventionele natte loodaccu bevindt zich in een VRLA-accu geen vrij vloeibaar elektrolyt dat op dezelfde manier kan circuleren. Het elektrolyt is geïmmobiliseerd: bij AGM in glasvezelmatten en bij GEL in een gel.
Tijdens normaal laden kunnen gassen die door elektrochemische reacties ontstaan grotendeels binnen de accu worden gerecombineerd. Daardoor gaat normaal gesproken weinig water verloren en hoeft een VRLA-accu niet te worden bijgevuld.
Dat verklaart ook de veelgebruikte term onderhoudsvrij. Die term betekent niet dat de accu geen juist laadregime of onderhoud aan de installatie nodig heeft. Het betekent vooral dat onder normaal gebruik geen water hoeft te worden bijgevuld.
Wanneer op een accu alleen VRLA staat, is daarmee nog niet gezegd of het een AGM- of GEL-constructie betreft. In de handel wordt VRLA soms bijna als synoniem voor AGM gebruikt, maar technisch is dat niet juist. Ook een GEL-accu kan een VRLA-accu zijn.
Wat is een AGM-accu?
AGM staat voor Absorbent Glass Mat. Tussen de positieve en negatieve platen bevindt zich een zeer poreuze glasvezelmat waarin het elektrolyt wordt opgenomen.
Er staat daardoor niet zoals bij een conventionele natte loodaccu een hoeveelheid vrij vloeibaar elektrolyt rond de platen. De glasvezelmat houdt het elektrolyt op zijn plaats en zorgt tegelijkertijd voor goed contact tussen elektrolyt en actief plaatmateriaal.
De constructie kan een zeer lage interne weerstand mogelijk maken. Daardoor kunnen AGM-accu’s worden ontworpen voor toepassingen waarin relatief hoge laad- of ontlaadstromen gevraagd worden.
Dat betekent niet dat iedere AGM-accu automatisch een startaccu of high-rate accu is. De plaatconstructie, hoeveelheid actief materiaal en verdere opbouw bepalen uiteindelijk waarvoor de accu geschikt is. AGM beschrijft dus in de eerste plaats de constructie, niet de toepassing.
Wat is een GEL-accu?
Bij een GEL-accu wordt silica aan het elektrolyt toegevoegd. Hierdoor ontstaat een gelachtige structuur waarin het elektrolyt wordt geïmmobiliseerd.
Ook hier kan het elektrolyt daardoor niet vrij bewegen zoals in een natte loodaccu. De manier waarop het elektrolyt en de gassen zich door de accu verplaatsen verschilt echter van AGM.
GEL-accu’s worden veel toegepast in cyclische toepassingen waarbij een accu regelmatig verder wordt ontladen en weer opgeladen. Dat betekent niet dat GEL per definitie een deep-cycle techniek is of altijd beter is voor cyclisch gebruik. Plaatconstructie, laadprofiel, ontladingsdiepte en het specifieke accuontwerp blijven bepalend.
AGM, GEL en natte loodaccu vergeleken
| Eigenschap | AGM | GEL | Natte loodaccu |
|---|---|---|---|
| Elektrolyt | In glasvezelmat opgenomen | Met silica gebonden tot gel | Vrij vloeibaar |
| VRLA | Ja | Ja | Nee |
| Water bijvullen | Niet bijvullen | Niet bijvullen | Open type soms wel; SMF normaal niet |
| Lekrisico | Laag | Laag | Hoger |
| Inbouwpositie | Relatief vrij binnen fabrikantgrenzen | Relatief vrij binnen fabrikantgrenzen | Meestal rechtop |
| Gasrecombinatie | Ja | Ja | Niet zoals bij VRLA |
| Overladen | Kan door venting blijvend water verliezen en uitdrogen | Kan door venting blijvend water verliezen en uitdrogen | Gas- en waterverlies; bij open uitvoeringen kan water soms worden aangevuld |
| Stratificatie | Normaal sterk beperkt | Normaal sterk beperkt | Kan optreden |
| Hoge stroomafgifte | Vaak gunstig, afhankelijk van ontwerp | Doorgaans minder gunstig dan vergelijkbare AGM | Sterk afhankelijk van plaatconstructie |
| Cyclisch gebruik | Sterk afhankelijk van ontwerp | Vaak toegepast voor cyclisch gebruik, maar niet per definitie | Van licht cyclisch tot zware tractie |
| Starttoepassingen | Veel voorkomend | Bestaat ook, onder andere motorfiets | Zeer veel voorkomend |
| Kostprijs | Doorgaans hoger dan conventioneel flooded | Doorgaans relatief hoog | Doorgaans laagst |
Waarom lijkt AGM op een natte spons?
De glasvezelmat in een AGM-accu kan worden vergeleken met een natte spons. De mat houdt het elektrolyt tegen de platen vast, maar hoort niet volledig met vloeistof verzadigd te zijn. Er blijft porieruimte beschikbaar waardoor zuurstof zich tijdens het laden naar de negatieve plaat kan verplaatsen voor interne gasrecombinatie.
Dit is een analogie en geen letterlijke beschrijving van een huishoudspons.
Hoe werkt dat bij GEL?
In een GEL-accu is het elektrolyt geïmmobiliseerd in een gelstructuur. In die structuur kunnen microscopische scheurtjes en kanaaltjes aanwezig zijn waarlangs zuurstof zich naar de negatieve plaat kan verplaatsen voor interne gasrecombinatie.
Wordt meer gas gevormd dan intern kan worden gerecombineerd, bijvoorbeeld door te sterk overladen, dan loopt de druk op en kan het veiligheidsventiel openen. Daarbij gaat uiteindelijk water verloren dat niet kan worden aangevuld.
Nat is niet automatisch ‘open’
Een natte loodaccu kan een klassieke uitvoering met toegankelijke vulopeningen zijn, maar ook een onderhoudsvrije SMF-accu. In beide gevallen is het elektrolyt vrij vloeibaar. Onderhoudsvrij betekent dus niet automatisch VRLA.
Waarom zit er een ventiel in een ‘gesloten’ accu?
AGM- en GEL-accu’s worden vaak sealed lead-acid of gesloten loodaccu’s genoemd. Dat kan de indruk wekken dat de behuizing volledig gasdicht is. Dat is niet het geval.
Een VRLA-accu heeft juist een veiligheidsventiel. Tijdens normaal laden is de accu zo ontworpen dat een groot deel van de gevormde zuurstof intern wordt gerecombineerd. Wanneer meer gas ontstaat dan intern kan worden verwerkt, loopt de druk op en kan het ventiel openen.
Dat beschermt de behuizing tegen overdruk, maar betekent tegelijkertijd dat gas en uiteindelijk water uit de accu verloren kunnen gaan. Dat water kan bij AGM en GEL niet simpelweg worden bijgevuld.
Het veiligheidsventiel is dus een beveiliging, geen onderdeel dat tijdens normaal bedrijf voortdurend hoort af te blazen.
Technische verdieping
Tijdens het laden kan aan de positieve plaat zuurstof ontstaan. Een VRLA-accu is zo opgebouwd dat deze zuurstof zich naar de negatieve plaat kan verplaatsen. Daar neemt de zuurstof deel aan reacties waardoor uiteindelijk weer water ontstaat.
Vorming van zuurstof → transport naar negatieve plaat → reactie → water.
Daarom wordt gesproken over een interne zuurstofcyclus of gasrecombinatie. De accu is bewust zo geconstrueerd dat routes beschikbaar blijven waarlangs zuurstof zich kan verplaatsen. Bij AGM gebeurt dat door de poriën in de glasvezelmat; bij GEL via de structuur van de gel.
De recombinatie heeft een grens. Wordt door een te hoge laadspanning meer gas gevormd dan intern kan worden verwerkt, dan stijgt de druk en kan het veiligheidsventiel openen. Het daarbij verloren water kan niet worden aangevuld.
AGM of GEL: welke is beter?
Geen van beide technieken is zonder meer beter. Een AGM-constructie kan voordelen hebben wanneer lage interne weerstand en relatief hoge stromen belangrijk zijn. GEL wordt veel toegepast waar cyclisch gebruik belangrijk is. Maar alleen de aanduiding AGM of GEL is onvoldoende om twee accu’s eerlijk te vergelijken.
GEL wordt vaak met deep-cycle geassocieerd, maar ook dat is te simpel. Er bestaan bijvoorbeeld GEL-startaccu’s voor motorfietsen. Andersom bestaan er AGM-accu’s die specifiek voor deep-cycle gebruik zijn ontworpen. De elektrolyttechniek en de toepassing waarvoor de accu is ontworpen zijn dus twee verschillende eigenschappen.
Onder andere laad- en ontlaadstroom, ontladingsdiepte, cycli, standby- of cyclisch gebruik, temperatuur, laadtechniek, capaciteit en fabrikantvoorschriften zijn bepalend.
De toepassing bepaalt welke accu geschikt is, niet alleen het etiket AGM of GEL.
Hoe moeten AGM en GEL worden geladen?
Beide constructies vereisen een gecontroleerd laadprofiel. Zowel structureel onderladen als overladen kan schadelijk zijn.
Er bestaat geen universele laadspanning die voor iedere AGM- of GEL-accu correct is. De toegestane laadspanning hangt onder andere af van het specifieke accuontwerp, de temperatuur en de toepassing. Fabrikanten maken vaak onderscheid tussen cyclisch gebruik en standby- of floatgebruik.
Vuistregels als AGM = 14,7 V en GEL = 14,4 V zijn daarom geen algemeen laadadvies. De laadgegevens van de betreffende accu blijven leidend.
AGM betekent niet automatisch deep-cycle
Deep-cycle zegt iets over het gebruik waarvoor een accu is ontworpen: herhaaldelijk een aanzienlijk deel van de beschikbare capaciteit ontladen en daarna weer opladen. AGM beschrijft iets anders: hoe het elektrolyt in de accu is vastgelegd.
AGM-accu’s kunnen zijn ontworpen voor:
- starten;
- start-stop;
- UPS/noodstroom;
- standby;
- cyclisch/deep-cycle.
Twee AGM-accu’s met dezelfde spanning en capaciteit kunnen daardoor toch heel verschillende prestaties en levensduur hebben wanneer ze cyclisch worden belast. Hetzelfde principe geldt voor GEL.