Аккумуляторы
Электрический аккумулятор — дополнительный химический источник тока многоразового действия. В первую очередь аккумуляторы используются для аккумуляции энергии и обеспечения независимого электропитания разнообразной техники при отсутствии электроэнергии в сети.По мере снижения химической энергии напряжение и ток в батарее падают, аккумулятор перестаёт функционировать. Зарядку аккумулятора (батареи аккумуляторов) можно осуществить от практически любого источника постоянного тока с большим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается ток заряда (в амперах) в 1/10 от номинальной емкости аккумулятора (в ампер·часах). Большинство типов аккумуляторных батарей характеризуются целым рядом ограничений, которые необходимо принимать во внимание при заряде и последующей работе, например NiMH аккумуляторы восприимчивы к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd и NiMH аккумуляторы имеют, так называемый, эффект памяти, заключающийся в том, что емкость снижается, в случае когда заряд осуществляетя при неполностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов характеризуются весьма значительным эффектом саморазряда, то есть они постепенно теряют свой заряд, даже когда не подключены к нагрузке. Для ликвидации этого эффекта может использоваться так назваемая капельная подзарядка.
Свинцовые кислотные батареи. Простейший кислотный (свинцовый) аккумулятор - это две свинцовые пластины, которые погружены в раствор серной кислоты. Когда аккумулятор заряжается - серная кислота разлагается в следствие химической реакции, при этом на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород, который окисляет поверхность анодной пластины, и на ней образуется коричневый слой диоксида свинца; катодная пластина сохраняется свинцовой. Пластины новейших аккумуляторов производятся решетчатыми и наполняются активной массой: диоксид свинца для положительных пластин и губчатый (мелко раздробленный) свинец для отрицательных.
Использование пластин с активной массой значительно увеличивает ёмкость аккумулятора. Кроме того, для повышения емкости в аккумуляторе монтируют не две пластины, а большее (например, пять, семь или девять). Число отрицательных пластин всегда на одну больше, чем положительных. Каждую положительную пластину располагают между двумя отрицательными. Поэтому поверхность пластин эксплуатируется с обеих сторон. Дабы не произошло короткое замыкание пластин, между ними находятся пористые изоляционные прокладки-сепараторы.
В 1970-х годах были придуманы гелевые батареи. Их главная отличительная черта в том, что вместо жидкого электролита, который отличается расплескиванием из банок при сильном колебании и наносит разнообразный вред, в гелевых батареях используется тиксотропный гель, который похож на воск. Он не может расплескаться, даже при деформации или повреждении корпуса батареи. Гелевые батареи в самом деле не нуждаются ни в каком обслуживании, их можно инсталировать под любым углом (кроме, конечно, установки "вниз головой"). Герметичный корпус дает возможность батарее нормально функционировать даже под водой. Также отсутствует выделение водорода, а значит, батареи можно размещать в любом месте, в том числе и в наиболее преимущественном с точки зрения конструкторов месте – вблизи центра тяжести. Главный недостаток – цена в 2-3 раза выше, чем у обычных батарей.
Инновационное достижение в революции кислотных батарей - AGM (Absorbed Glass Mat) батареи. Для связывания электролита в них применяется специальное стекловолокно. AGM характеризуются всеми преимуществами гелевых батарей и соразмерны им по стоимости. Внутреннее сопротивление этих батарей очень незначительно, поэтому они почти не нагреваются, даже при заряде большим током. При зарядке обычных аккумуляторов 15 -20% энергии утрачивается на теплообразование, для гелевых батарей потери колеблются от 10 до 16%, а для AGM всего 4%. Если для обычных батарей саморазряд составляет 1% в день, то гелевые и AGM утрачивают 1-3% в месяц. AGM батареи не только не нуждаются в обслуживании, их можно даже не демонтировать на зимний период: низкие температуры им не страшны.