Modalități de realizare a bateriilor de acumulatoare pentru Pmax=100kW

ARGUMENT

I. ARGUMENT

Elementele galvanice primare – pilele electrice – sunt cunoscute de multă vreme, dar proprietatea acestora de acumulare reversibilă a energiei electrice nu a putut fi folosită decât mult mai târziu.

În prezent se fabrică acumulatoare cu electrozi din diferite metode, cu caracteristici destul d deosebite, pentru a putea fi folosite la o diversitate mare de instalaţii. În cadrul fiecărei familii de produse cu acelaşi cuplu galvanic sunt realizate acumulatoare de dimensiuni diferite, moduri de construcţie diferite şi deosebiri în tehnologia de fabricare, impuse de greutatea şi volumul acumulatoarelor, de durata necesară şi de costuri, pentru a li se da caracteristici corespunzătoare condiţiilor de funcţionare ale diferitelor instalaţii.

Domeniile de utilizare a acumulatoarelor electrice pot fi separate în două grupe. Prima grupă este formată de instalaţiile în care acumulatorul este folosit separat de sursa de încărcare: baterii mici, pentru iluminat laboratoare şi diverse aparate cum sunt brichetele, amplificatoarele auditive, receptoare radio etc. . În această grupă mai sunt cuprinse acumulatoarele de dimensiuni mijlocii şi mari pentru tracţiunea electrică ( electrocare, electrostivuitoare, locomotive şi autovehicule).

Din a doua categorie fac parte exploatările în care acumulatoarele se află tot timpul la dispoziţie, dar intervine la nevoie. El este conectat în paralel cu sursa de curent continuu şi consumatorii de energie electrică. Acumulatorul se descarcă numai dacă sarcina impusă de consumatori depăşeşte puterea sursei de curent continuu şi acoperă astfel vârfurile de consum. În restul timpului acumulatorul este încărcat de sursă, în măsura în care aceasta poate satisface concomitent cerinţele de curent continuu ale instalaţiei. Acest mod de utilizare este denumit ,,în tampon”. La instalaţiile unde puterea sursei de încărcare este suficientă şi pentru solicitările de vârf, intervenţiile bateriei nu sunt necesare decât la întreruperea funcţionării sursei., când acumulatorul se substituie sursei şi alimentează singur circuitele de consum.

La încetarea cauzei întreruperii sursei, bateria este încărcată iar în tampon, până la saturaţie. Din acest moment bateria este pregătită pentru o nouă substituire şi se află în încărcare permanentă. Încărcarea cu curent foarte mic, împiedică pierderile inevitabile ale autodescărcării, astfel încât bateria se află tot timpul complet încărcată.

Un mod asemănător de utilizare prin substituire este aplicată în cazul bateriilor de siguranţă, încărcate permanent în rezervă. Bateria nu este conectată la reţeaua de consum, nici la sursa de curent care o alimentează, ci se află în încărcarea permanentă a unei surse de putere mică.

La întreruperea funcţionării sursei principale de curent, bateria i se substituie şi preia sarcina totală sau parţială a reţelei consumatoare. La restabilirea situaţiei, bateria este trecută în regim de încărcare permanentă.

Acumulatoarele autovehiculelor funcţionează în tampon cu dinamul şi se substituie acestuia la oprirea motorului termic; după ce asigură pornirea motorului, sunt încărcate de dinam.

Instalaţiile producătoare sau transformatoare de energie electrică folosesc curentul continuu pentru alimentarea dispozitivelor de semnalizare, control şi comandă. Unele servicii auxiliare cu funcţionare permanentă ( pompe, compresoare, etc. ) sunt alimentate şi ele cu curent continuu. Sursa de curent continuu este un generator sau un redresor, conectat în paralel cu o baterie de acumulatoare cu încărcare permanentă. Bateria poate fi în rezervă, fiind astfel conectată cu un redresor separat.

Sălile de conferinţă, teatrele, cinematografele, sălile de operaţii ale spitalelor etc. sunt dotate cu acumulatoare pentru iluminatul de siguranţă, utilizată în încărcare permanentă în rezervă, care intervin în caz de întrerupere a iluminatului normal. Lucrarea de forţă se ocupă cu acumulatoare de construcţie uzuală, cu electrozi de plimb în electrolit acid ( soluţie apoasă de acid sulfuric ) şi cu acumulatoare cu electrozi de nichel, fier, cadmiu, argint şi zinc în electrolit alcalin ( soluţie apoasă de potasă caustică).

Bateriile de acumulatoare se folosesc pentru a asigura alimentarea în curent continuu a circuitelor electrice de comandă, protecţie, semnalizare şi automatizare.

Bateriile de acumulatoare pot funcţiona în următoarele situaţii:

- în regim tampon

- în regim de încărcare permanentă

- în regim de încărcare – descărcare

O baterie de acumulatoare se compune din mai multe elemente electrice identice, legate între ele în serie:

- o placă pozitivă

- două plăci negative legate între ele printr-o punte

- separatoare din material izolant, pentru plăci

Legătura între elemente se face cu ajutorul unor punţi din plumb aliat cu antimoniu.

Elementele se montează în vase de sticlă acoperite, în care se toarnă un amestec de acid sulfuric cu apă distilată ( electrolit ). La asamblarea elementelor se folosesc ca accesorii arcurile şi geamurile de acoperire.

În capitolele ce urmează sunt detaliate chestiuni legate de studiul bateriilor de acumulatoare precum şi de punerea în funcţiune şi în exploatare a acestora şi a componentelor care intră în alcătuirea sa.