Elektriakumulaator
Allikas: Vikipeedia
Elektriakumulaator ehk elektriaku ehk aku on korduvalt laetav ja kasutatav keemiline alalisvoolu seade elektrienergia salvestamiseks ja taaskasutamiseks.
Akudesse laetakse (salvestatakse) elektrienergiat juhtides akust läbi alalisvoolu, mille suund on vastupidine tühjendusvoolu omale. Laadimise protsessi käigus muundub akusid läbiv alalisvool keemiliseks energiaks salvestudes aku plaatidele.
Akude tähtsamad tunnussuurused on: pinge, mahutavus ehk nimilaeng ja kasutegur. Vähemtähtsad ei ole akude puhul ka väljaantavate parameetrite stabiilsus, isetühjenemise kiirus ja tööiga ehk laadimistsüklite arv.
Eristatakse kahte liiki akumulaatoreid: pliiakud ehk happeakud ning leelisakud.
Sisukord |
[redigeeri] Happeakud
Happe- ehk pliiakud koosnevad klaasist või eboniidist anumast milles kasutatakse elektrolüüdina väävelhappe kindlaksmääratud tihedusega vesilahust. Anumasse on paigutatud pliioksiidist valmistatud positiivne elektrood ehk anood ja pliist negatiivne elektrood ehk katood.
Pliiaku keskmine pinge on 2 volti ja kasutegur kuni 80 %.
Pliiaku leiutas 1859. aastal füüsik Gaston Planté. Tänapäeval on pliiakud laialt kasutusel mitmes valdkonnas. Nende valik on suur ning tootmistehnoloogia hästi välja töötatud, nad on teistest akudest odavamad, ohutumad ja töökindlamad. Pliiakude miinuseks on nende suur kaal ja mõõtmed, ka on nende töökindlus madalatel temperatuuridel halb.
[redigeeri] Leelisakud
Leelisaku leiutas 1901. aastal rootsi insener Ernst Waldemar Jungner. Aku anum valistatakse terasplekist ja elektrolüüdina kasutatakse kaaljum või naatriumhüdrooksüüdi vesilahust. Anoodi plaadi materjaliks kasutatkse nikkelhüdrooksiidi ja katoodi plaadil kaadiumoksiidi. 1903. aastal Thomas Alva Edison asendas kaadiumist elektroodi rauaga ja patenteeris raudnikkelaku.
Leelisaku keskmine pinge on 1,25 volti uuematel kuni 1,4 volti ja kasutegur kuni 55 %.
Leelisakud said laiema kautuse alles 20. sajandi keskel materjalide maksumuse tõttu. Nikkelkaadmiumaku (NiCad) omandas kasutamisküpsuse alles 1948. aastal. Keemia arenedes töö jätkus ja praegu leidub palju erinevate elektrokeemiliste süsteemidega vooluallikaid. Hõbetsinkaku (AgZn) leiutati 1941.aastal, hõbekaadjum (AgCad) 1957. aastal. Edasi tulid õhktsink (Zn-air), tsinkkloor(ZnCl), liitium-ioon (Li-ion), naatrium-nikkelkloriid (NaNiCl) ja naatriumväävelakud (NaS).
Pliiakudega võrreldes on leelisakud mõõtmetelt väiksemad, vastupidavamad. Leelisakusid saab kasutada palju külmemas kliimas kui pliiakusid ning säilitada kauem, ilma et nende omadused halveneksid. Leelisakude miinuseks on madalam ja ebastabiilsem pinge ning keskkonnaohtlikus.
[redigeeri] Geeliakud
Omaette gruppi moodustavad geeliakud, milles vedelat elektrolüüti (happe, leelis) asendab geelitaoline aine. Neis akudes veekadu peaaegu ei ole. See vähendab käituskulusid ja suurendab ohutust. Sellised akud on pikaealised ning nende temparatuuritaluvus on teiste omast suurem. Kõrge hinna tõttu kasutatakse neid käivitusakudena veel vähe.
[redigeeri] Pinge ja voolu tõstmine
Kõrgema pinge saamiseks ühendatakse akud akupatareideks. Akusid võib ühendada kas järjestiku ehk jadamisi pinge tõstmiseks, paralleelselt ehk rööbiti elektrivoolu tõstmiseks või kombineeritult, kui on tarvis tõsta nii pinget kui elektrivoolu.
[redigeeri] Vaata ka
- Aku
- Akupatarei