Акумулатор — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
→Спољашње везе: Olovni akumulatori |
→Опасности: Olovni akumulatori |
||
Ред 10:
За разлику од акумулатора [[батерија]] спада у такозване примарне изворе електричне енергије јер претвара хемијску енергију у електричну и не може се пунити (процес није реверзибилан).
Olovni akumulatori
Olovni akumulatori▼
Pozitivna ploča je napravljena od olovo-dioksida (PbO2), a negativna ploča od sunđerastog olova(Pb). Kada se na akumulator priključi električni, kroz elektrolit (H2SO4) u akumulatoru će poteći struja koja će napajati potrošača.Ovo će dovesti do hemijske reakcije unutar akumulatora, pri čemu će se na obe ploče formirati olovo sulfat tj. doći će do pražnjenja akumulatora. [1]
Akumulator se može napuniti dovođenjem struje sa spoljašnjneg izvora napajanja. Priključivanjem spoljašnjeg izvora napajanja dolazi do stvaranja olovnog sulfata u polazne materijale, tj. u olovo dioksid i sunđerasto olovo. Kako se akumulator puni, elektricitet počinje da vrši dekompoziciju (elektrolizu) vode unutar elektrolita na njene sastavne elemente vodonik i kiseonik, koji se oslobađaju kao gasovi. To je uzrok “gasiranja” akumulatora tokom punjenja
U punom akumulatoru gustina sumporne kiseline (elektrolita) je ρ(H2S04)=1,25- 1,30g/cm³, pri temperaturi od 20°C. Kada je akumulator prazan ρ(H2SO4)=1,15 g/cm ³, pri temperaturi od 20°C. Elektromotorna sila olovnog akumulatora je oko 2,1V. Anoda je olovni dioksid, a katoda olovo. Sumporna kiselina je elektrolit koji se razblažuje destilovanom vodom. [3]
1Olovni akumulatori – pražnjenje
Dok se akumulator prazni on predaje električnu energiju, električna struja prolazi i kroz elektrolit. Nastaje sledeća hemijska reakcija:
PbO2+Pb+2H2SO4 →PbSO4+PbSO4+2H2O
Pražnjenjem akumulatora elektrode se po sastavu postupno izjednačavaju (sulfatiziraju) te
napon postupno opada. Kada napon padne ispod 1,85 V, zabranjena je daljnja upotreba , jer bi to otežalo/onemogućilo postupak punjenja. [4]
Sl.1Olovni akumulator
lovni akumulatori - punjenje
Prilikom punjenja kroz čepiće čelija izlazi tzv.Praskavi gas moguća je opasnost od eksplozije. U slučaju da kožu dotakne elektrolit, potrebno je isprati vodom to mesto. [4]
▲ Sl.2 Olovni akumulatori punjenje
Kapacitet akumulatora
Kapacitet akumulatora izražava se u Ah (ampersatima).U načelu, umnožak vremena pražnjenja akumulatora sa prosečnom snagom pražnjenja, trebao bi biti jednak kapacitetu akumulatora.Međutim, u stvarnosti kapacitet značajno zavisi o urednosti režima pražnjenja i punjenja. Akumulator ne sme ostati bez elektrolita, olovni akumulator se ne sme prazniti ispod 1,8 V ili dugo stajati van upotrebe bez dopunjavanja i ne sme se podvrgnuti suviše jakim strujnim udarima pri pražnjenju ili punjenju Što se akumulator prazni ili puni jačom strujom, biće 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 mesecima.U normalnom radu akumulator postepeno gubi vodu iz elektrolita. Stoga povremeno treba proveriti nivo elektrolita, koji mora prekrivati ploče akumulatora za cca 10 mm. Pri tome po potrebi treba dodavati samo (po mogućnosti destilovanu) vodu, a ne kiselinu, jer se kiselina ne gubi isparavanjem. Gubljenje vode smanjeno je kod akumulatora koji su deklarisani kao akumulatori koji ne zahtevaju održavanje, ali nakon dužeg vremena valja i takve proveriti.
Prilikom punjenja, pozitivni pol ispravljača za punjenje spajamo na pozitivni pol akumulatora. Struja punjenja akumulatora u A ne treba prelaziti 1/10brojne vrednosti kapaciteta u Ah, u protivnom nećemo dobiti pun kapacitet akumulatora. Režim punjenja bi trebao teći s približno jednakom strujom, što znači da tokom punjenja treba regulisati napon ispravljača. Nastavak punjenja iza završetka procesa beskorisno pojačava razlaganje vode na vodonik i kiseonik uz pojačano grejanje akumulatora. Umereno grejanje akumulatora prilikom punjenja je normalno. Zbog toga se punjenje 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 sa lektroinstalacijama u protiv eksplozivnoj (tzv.S) prostoriji. Najčešće su u upotrebi olovni akumulatori, koji daju napon od 2V po ćeliji. Budući da vozila imaju instalaciju za napon 12V, 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 kadmijum) ali ređe se koriste zbog nižeg napona ćelija (cca 1,2V) Konačno svojevrsni akumulatori su i tzv.aku-baterije (obično nikal-kadmove), u formatu standardnih baterija, koje su takođe punjive. Radni napon im je 1,8 V. Trajnost akumulatora, odnosno broj mogućih punjenja pre osetnog gubitka kapaciteta je ipak ograničena, i kod olovnih akumulatora iznosi svojih 3- 4 godine, a kod akubaterija i manje (2godine) i trajnost u velikoj meri zavisi o ispravnom održavanju i režimu punjenja i pražnjenja."Obične" baterije koje nisu predviđene za punjenje, ne smeju se puniti, jer je tako dobijeni"dodatni" kapacitet mali a prilikom punjenja obične baterije mogu eksplodirati. [2]
3.4Nominalni kapacitet akumulatora
Kao nominalni kapacitet obično se uzima kapacitet akumulatora pri desetočasovnom pražnjenju i
označava se K10.Tako na primer K10=600Ah znači da bi taj akumulator mogao davati stalnu struju pražnjenja 60A tokom 10h.U nekim slučajevima (karakterizacija akumulatora u foto naponskim sistemima) obično se navodi kapacitet pri pražnjenju tokom 100h; na primer: 12V, 50Ah (K100).To znači da je struja pražnjenja 0,5A.Kada je struja pražnjenja veća, kapacitet je manji;na primer, za navedeni akumulator pri struji I=4A,
kapacitet K je 40Ah za vreme pražnjenja od 10h. [3]
4.Čelični akumulatori
Čelični, odnosno nikl-kadmijumski (Ni-Cd) akumulatori su znatno skuplji od olovnih, predstavlja prvu široko prihvaćenu bateriju opšte namene. Uprkos tome što imaju veliki životni vek (čak i do 3000 ciklusa),dobro podnošenje većih struja pražnjenja, otpornost na mehaničke vibracije, mane su im hemijski sastav koji je daleko od ekološki prihvatljivog (toksični kadmijum) i niska gustina energije.Aktivna masa napunjenog NiCd akumulatora na pozitivnoj elektrodi je nikl-hidroksid (Ni(OH)2 i nikl-oksi hidroksid(NiOOH), a na negativnoj elektrodi je kadmijum.Elektrolit je vodeni rastvor kalijum-hidroksida koji ne učestvuje u hemijskim reakcijama kao što to čini elektrolit u olovnom akumulatoru.Pri pražnjenju se troši, a pri punjenju stvara voda; gustina elektrolita malo se menja, nedovoljno da bi se merenjem gustine odredilo stanje punjenja.Ukupna jednačina reakcije za NiCd akumulatoru je:
2NiOOH+2H2O+Cd↔2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
4.1Upoređivanje olovnih i čeličnih akumulatora
Čelični akumulatori su mehanički čvršći od olovnih. Čelični akumulatori mogu da rade pri niskim temperaturama ambijenta, dok olovni ne mogu Olovni akumulatori mogu da rade pri višim temperaturama ambijenta (20°C do 55°C), dok čelični takođe mogu, ali takav rad nije
Preporučljiv. Čelični akumulatori su jednostavniji za održavanje u odnosu na olovne Čelični akumulatori ne razvijaju korozivne gasove (nema problema“gasiranja”) Olovni akumulatori imaju veću iskoristivost (odnos energije iskorišćene pri pražnjenju i energije uložene pri punjenju) Olovni akumulatori imaju manju varijaciju napona - manja je razlika napona punjenja i pražnjenja Olovni akumulatori imaju manje troškove proizvodnje od čeličnih
Nedostaci olovnih akumulatora (održavanje i korozivni gasovi) su prevaziđeni savremenom konstrukcijom sa rekombinacijom gasa. [3]
5.Zaključak
• Iz gore navedenog zaključujemo da:
• -Čelični akumulatori su mehanički čvršći od olovnih.
• Kod olovnih akumulatora Pozitivna ploča je napravljena od olovo-dioksida (PbO2), a negativna ploča od sunđerastog olova(Pb). Kada se na akumulator priključi električni, kroz elektrolit (H2SO4).
• Kod čeličnih akumulatora aktivna masa napunjenog NiCd akumulatora na pozitivnoj elektrodi je nikl-hidroksid (Ni(OH)2 i nikl-oksi hidroksid(NiOOH), a na negativnoj elektrodi je kadmijum. Elektrolit je vodeni rastvor kalijum-hidroksida.
• Kapacitet akumulatora izražava se u Ah (ampersatima).
| |||