Acumulatoare de Energie Electrică

CAPITOLUL I

ARGUMENT

Energia şi în special energia electrică, reprezintă în zilele noastre vectorul cel mai semnificativ al progresului în toate domeniile de activitate. Dacă sursele chimice de curent şi respectiv acumulatoarele electrice nu au o pondere mare în totalul consumului de energie, ele participă însă efectiv la punerea în valoare a celor mai noi realizări ale tehnicii moderne. Domeniul lor de utilizare s-a extins extrem de mult şi au devenit indispensabile omului contemporan, începând cu jucăriile mecanice din copilărie până la protezele auditive şi stimulatoare cardiace ale senectuţii. Transportul terestru, naval sau aerian, până la cele mai sofisticate rachete cosmice, este dependent de aceste surse de energie, cu autonomie totală sau parţială ; telecomunicaţiile, cu sau fără fir, circuitele de comandă din automatizări, aparatura portabilă (instrumente de măsură, radioreceptoare, casetofoane, minitelevizoare, calculatoare, lanterne, ş.a.) solicită surse chimice de curent din ce în ce mai mult fiabile şi la costuri tot mai reduse.

Acest proiect încearcă să constituie un îndrumător pentru alegerea, punerea în funcţiune şi exploatarea acumulatorului electric, atât în funcţionarea autonomă cât şi în conexiune tampon, când, montat în paralel cu reţeaua, el intervine pentru acoperirea solicitărilor de vârf sau constituie o soluţie de siguranţă, în cazul întreruperilor de curent pentru consumatori ce nu suportă întreruperi (sisteme de calcul şi prelucrarea datelor cu memorii depozit ; alimentarea sistemelor de răcire din centralele atomoelectrice ; centrale telefonice, centrale electrice şi staţii de transformare, iluminat de siguranţă din sălile de operaţie, ş.a.).

CAPITOLUL II

TIPURI CONSTRUCTIVE

Construcţia acumulatoarelor

Acumulatoarele acide au ca principale parţi componente : electrozii ( plăcile ) de plumb, separatoarele şi bacul ( vasul în care se introduc plăcile şi electrozii ).

Plăcile se compun dintr-un suport care asigură forma şi rezistenţa mecanică a plăcii şi din substanţa ( masa activă ) care acoperă suprafaţa suportului.

Se deosebesc mai multe construcţii de plăci, din care se menţionează :

Plăci de mare suprafaţă ( fig. 3 ) au suport de plumb prevăzut cu fante subţiri întărite cu nervuri paralele din plumb masiv. Ele asigură rezistenţa mecanică a plăcii şi măresc mult suprafaţa de contact dintre placă si electrolit.

Aceste plăci se folosesc doar ca electrozi pozitivi.

Plăcile grătar sunt alcătuite dintr-un cadru de de plumb cu antimoniu, care susţine un grătar din acelaşi metal. Stratul de masă activă este presat puternic în golurile grătarului.

Plăcile sac au suport format dintr-un grătar dublu în care se toarnă masă activă. Se realizează astfel plăci uşoare, cu o bună rezistenţa mecanică.

Separatoarele sunt nişte plăci subţiri din material izolant care asigură distanţa necesară între electrozi, evitând astfel atingerea între ei.

Un alt sistem de separare a plăcilor se realizează la acumulatoarele cu bacul de sticlă, la care odată cu fabricarea bacului se fac nişte nervure pe pereţii din interiorul bacului, care menţin fiecare placă într-o poziţie fixa şi nu permit atingerea lor.

Bacul este vasul care conţine plăcile si electrolitul unui acumulator. Bacurile de sticlă se utilizează în special pentru bateriile staţionare.

Pentru bateriile mari fixe se folosesc bacuri de lemn captuşite în interior cu foi de plumb sudate pe margine, formând astfel un vas închis. Ele sunt ieftine şi foarte rezistente.

Bacul este prevăzut cu un capac care asigura o închidere bună. Capacul se face de obicei din ebonită. După ce se montează, se toarnă între marginea lui şi marginea bacului smoală topita sau raşini speciale în scopul unei fixari etanşe.

Acumulatoarele alcaline au electrozii pozitivi din nichel, iar cei negativi din fier -cadmiu. Elementele de acumulator poartă denumirea metalelor întrebuinţate : fier – nichel (Fe – Ni) si cadmiu – nichel (Cd – Ni).

Plăcile. Substanţa activă de pe placa pozitivă este hidroxidul de nichel Ni(OH)3, iar cea de pe placa negativă este fierul ( când acumulatorul este încărcat ) şi hidroxidul de fier ( când acumulatorul este descărcat ). Plăcile se construiesc, în principiu, în mod asemănător cu cele de la acumulatoarele acide, în sensul că placa este formată din două părti : un grătar sau un suport si materia activă.

Grătarul este confecţionat din tablă de oţel nichelată. Substanţa activă se află într-un fel de cartuşe mici, tăiate dintr-o tablă de oţel subţire şi fin găurita. Aceste cartuşe sunt aşezate în rânduri orizontale sau verticale în ochiurile grătarului.

La unele acumulatoare plăcile pozitive se fac deosebit faţă de cele negative,şi anume : substanţa activă umple nişte tuburi lungi cât înalţimea plăcii, formate prin îndoirea în spirală a unor panglici înguste de oţel nichelat. Tubul astfel format este prins din loc în loc cu inele de oţel şi apoi umplut ( prin presiune ) cu masă activă. După aceea, în cadrul de oţel al plăcii se introduc mai multe astfel de tuburi şi se fixează bine. Prin această construcţie se asigură o durată de serviciu lungă a acumulatorului.

Separatoarele nu mai sunt sub forma unor placi care să ocupe aceeaşi suprafaţa ca a plăcilor active, cum este cazul la acumulatoarele cu plumb ci, din loc în loc, se aşează între plăci câteva bastonaşe subţiri de ebonită.

Bacul se construieşte aproape întotdeauna din tablă de oţel nichelată şi are o singură celulă. Închiderea bacului se fac cu un capac tot din tablă de oţel, care este, de asemenea, sudat. El este prevăzut cu două găuri pentru borne şi o gaură pentru dop. Acesta are orificii speciale care nu permit trecerea gazelor decât dinăuntru în afară, deoarece astfel electrolitul ar absorbi bioxid de carbon din aer şi ar deteriora elementul.