Akumulator

Izvor: Wikipedija

Akumulator je spremnik energije koji pretvorbom električne energije u kemijsku (punjenje) akumulira određeni dio dovedene mu električne energije. Priključkom trošila na njegove stezaljke vrši se obrnuti proces odnosno pretvorba kemijske u električnu energiju (pražnjenje akumulatora). Sastoji se od jednog ili više članaka koji sadrže dvije vrste elektroda (katodu i anodu) koje su uronjene u elektrolit.

Kod tzv. olovnih akumulatora obje elektrode se oblažu olovnim sulfatom PbSO₄. Prilikom punjenja slijedom složenih elektrokemijskih reakcija s elektrolitom (razrijeđena sumporna kiselina u prikladnoj koncentraciji), na pozitivnoj elektrodi (anodi) olovni sulfat prelazi u olovni dioksid (PbO₂) a na negativnoj elektrodi (katodi) stvara se čisto olovo. Istovremeno, povećava se koncentracija sumporne kiseline (H₂SO₄). Pri pražnjenju se odvija suprotan proces, svarajući napon na elektrodama visine oko 2 V. Proces punjenja i pražnjenja može se prikazati izrazom:

2PBSO₄ + 2H₂O <-- pražnjenje punjenje --> PbO₂ + Pb +2PBSO₄

Kapacitet akumulatora izražava se u Ah (ampersatima). U načelu, umnožak vremena pražnjenja akumulatora sa prosječnom jakošću struje pražnjenja, trebao bi biti jednak kapacitetu akumulatora. Međutim, u stvarnosti kapacitet značajno ovisi o urednosti režima pražnjenja i punjenja. Akumulator ne smije ostati bez elektrolita, olovni akumulator se ne smije prazniti ispod 1,8 V ili dugo stajati van uporabe bez dopunjavanja i ne smije se podvrgnuti suviše jakim strujnim udarima. Što se akumulator prazni ili puni jačom strujom, bit će mu manji kapacitet (dakle kraće će održavati dovoljan napon). Kapacitet akumulatora smanjuje se i kod niskih temperatura, zbog čega su češći problemi s akumulatorom na vozilima u zimskim mjesecima.

Direktan kratki spoj na priključcima akumulatora (pogotovo na onima velikog kapaciteta kao na donjoj slici) može biti vrlo opasan, jer proizvodi pravi vatromet snažnog iskrenja koje može uzrokovati teške opekline, požar, oštećenje vida, pa čak dovesti i do eksplozivnog raspada akumulatora.

U normalnom radu akumulator postepeno gubi vodu iz elektrolita. Stoga povremeno treba provjeriti nivo elektrolita, koji mora prekrivati ploče akumulatora za cca 10 mm. Pri tome po potrebi treba dodavati samo (po mogućnosti destiliranu) vodu, a ne kiselinu, jer se kiselina ne gubi hlapljenjem. Gubljenje vode smanjeno je kod akumulatora koji su deklarirani kao akumulatori koji ne zahtijevaju održavanje, no nakon dužeg vremena valja i takve provjeriti.

[uredi] Punjenje akumulatora

Prilikom punjenja, pozitivni pol ispravljača za punjenje spajamo na pozitivni pol akumulatora ! Struja punjenja akumulatora u A ne treba prelaziti 1 / 10 kapaciteta u Ah, u protivnom nećemo dobiti pun kapacitet akumulatora. Dijagram prikazuje rast napona pri punjenju, odnosno pad napona ćelija pri pražnjenju u zavisnosti od vremena. Režim punjenja bi trebao teći s približno jednakom strujom, što znači da tijekom punjenja treba regulirati napon ispravljača. Nastavak punjenja iza završetka procesa beskorisno pojačava razlaganje vode na vodik i kisik uz pojačano grijanje akumulatora. Umjereno grijanje akumulatora prilikom punjenja je normalno.

Prilikom punjenja, elektrolizom se na jednoj elektrodi izlučuje kisik, a na drugoj vodik, a smjesa tih plinova (tzv. "praskavi plin") je ekslozivna. Zbog toga se punione za veći broj akumulatora ili za akumulatore velikog kapaciteta (za elektro-viljuškare i druga industrijska vozila) izvode strogo prema tehničkim propisima, u dovoljno prozračenim prostorijama s elektroinstalacijama u protuekslozivnoj (tzv. S) izvedbi.

Najčešće su u uporabi olovni akumulatori, koji daju napon od 2 V po ćeliji. Budući da vozila imaju instalaciju za napon 12 V, to se u akumulator ugrađuje šest serijski povezanih ćelija, pa se njihovi naponi zbrajaju. Postoje i druge vrste akumulatora, poznate pod imenom alkalni akumulatori (nikal - kadmij ili nikal - željezo s kalijevom lužinom kao elektrolitom), no rjeđe se koriste zbog nižeg napona ćelija (cca 1,2 V)

Konačno svojevrsni akumulatori su i tzv. aku-baterije (obično nikal-kadmijeve), u formatu standardnih baterija, koje su također punjive. Radni napon im je 1,8 V. Trajnost akumulatora, odnosno broj mogućih punjenja prije osjetnog gubitka kapaciteta je ipak ograničena, i kod olovnih akumulatora iznosi svojih 3 - 4 godine, a kod akubaterija i manje (2 godine). I trajnost u velikoj mjeri zavisi o ispravnom održavanju i režimu punjenja i pražnjenja. "Obične" baterije koje nisu predviđene za punjenje, ne smiju se puniti, jer je tako dobiveni "dodatni" kapacitet mali a prilikom punjenja obične baterije mogu eksplodirati.