- συσσωρευτής
- Συσκευή ικανή να αποθηκεύει ενέργεια και να την αποδίδει όταν τη χρειαζόμαστε. Ανάλογα με τον τύπο της ενέργειας που αποθηκεύεται, ο σ. διακρίνεται σε ηλεκτρικό, θερμικό, μηχανικό, υδραυλικό κλπ.: ο πιο γνωστός και πιο διαδομένος είναι ο ηλεκτρικός σ. ο οποίος, κατά τη διαδικασία της αποθήκευσης (φόρτιση), μετατρέπει, μέσα του, σε χημική την ηλεκτρική ενέργεια που του παρέχεται από έξω. Κατά την απόδοση της ενέργειας (εκφόρτιση), η χημική ενέργεια μετατρέπεται ξανά σε ηλεκτρική. Τα χαρακτηριστικά αυτά, μαζί με τη δυνατότητα να αναμορφώνουμε το σ. κάθε φορά που θα εκφορτίζεται, είναι οι λόγοι της μεγάλης χρησιμότητας και της ευρείας χρήσης του.
ηλεκτρικοί συσσωρευτές. Ο πιο κοινός είναι ο σ. μόλυβδου· αποτελείται από ένα δοχείο που περιέχει ένα αραιό διάλυμα θειικού οξέος, εντός του οποίου εμβαπτίζονται δύο πλάκες μόλυβδου: εξαιτίας της επαφής τους με το διάλυμα, οι πλάκες αυτές επικαλύπτονται μ’ ένα λεπτό στρώμα θειικού μόλυβδου και καμιά ηλεκτρική τάση δεν εμφανίζεται μεταξύ αυτών, επειδή και οι δύο είναι χημικά όμοιες. Αν όμως συνδέσουμε τις πλάκες αυτές με μια πηγή συνεχούς ρεύματος (π.χ. ένα δυναμό), τότε προκαλείται ηλεκτρόλυση του διαλύματος και η πλάκα, που έχει συνδεθεί με το θετικό πόλο της πηγής, μετατρέπεται σε διοξείδιο του μόλυβδου (PbO2), ενώ εκείνη που έχει συνδεθεί με τον αρνητικό μετατρέπεται σε μεταλλικό μόλυβδο (Pb) και μάλιστα υπό σπογγώδη μορφή, και ο ηλεκτρολύτης γίνεται πυκνότερος. Αποσυνδέοντας την πηγή μπορούμε να διαπιστώσουμε, με τη βοήθεια π.χ. ενός βολτόμετρου, ότι μεταξύ των δύο πλακών υπάρχει μια τάση και ότι η συσκευή, συνεπώς, μεταμορφώθηκε σε ηλεκτρικό στοιχείο. Η διαδικασία αυτή καλείται «μόρφωση» του σ. και ο θετικός πόλος του αντιστοιχεί στην πλάκα του διοξειδίου του μόλυβδου και ο αρνητικός στην πλάκα του μεταλλικού μόλυβδου. Η ηλεκτρική ενέργεια που αποταμιεύεται στο σ. είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερη ποσότητα θειικού μόλυβδου μετατρέπεται αντίστοιχα στις δύο πλάκες σε διοξείδιο του μόλυβδου και σε μεταλλικό μόλυβδο κατά τη φόρτιση. Κατά την εκφόρτιση, όταν δηλαδή συνδέουμε τους πόλους του σ. μ’ ένα εξωτερικό κύκλωμα, προκαλούνται χημικές αντιδράσεις αντίθετες προς τις προηγούμενες: στο θετικό πόλο, το διοξείδιο του μόλυβδου μετατρέπεται πάλι σε θειικό μόλυβδο (PbSO4) και ο μεταλλικός μόλυβδος του αρνητικού πόλου επίσης σε θειικό μόλυβδο. Ταυτόχρονα εμφανίζεται στο εξωτερικό κύκλωμα ένα συνεχές ρεύμα (ρεύμα εκφόρτισης) και η ηλεκτρική ενέργεια που αποδίνεται είναι ακριβώς εκείνη η ενέργεια (χημική), που είχε προηγουμένως συσσωρευτεί στη συσκευή.
Απόδοση ενός σ. καλείται ο λόγος της παρεχόμενης κατά την εκφόρτιση ενέργειας προς την απορροφούμενη κατά τη φόρτιση ενέργεια. Ο λόγος αυτός είναι πάντοτε μικρότερος της μονάδας επειδή, εφόσον δεν είναι δυνατό να εξαλείψουμε πλήρως τις απώλειες, η αποδιδόμενη ενέργεια προκύπτει μικρότερη από εκείνη που αποθηκεύεται. Για να αυξήσουμε την ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου, που μπορεί να ρέει κατά την εκφόρτιση, αυξάνουμε τον αριθμό των πλακών, συνδέοντας αυτές μεταξύ τους, χωριστά τις θετικές και χωριστά τις αρνητικές. Πρέπει όμως να έχουμε υπόψη, ότι ένα ρεύμα εκφόρτισης μεγάλης έντασης μπορεί να προκαλέσει την παραμόρφωση των πλακών και ενδεχομένως την καταστροφή του σ., επειδή οι αντίστοιχες χημικές αντιδράσεις αναπτύσσονται με εξαιρετική ταχύτητα και κατά τρόπο βίαιο-εξάλλου αν αυξηθεί το πάχος των πλακών, αυξάνει το βάρος και ο όγκος του σ. Τα κατασκευαστικά στοιχεία ενός σ. καθορίζονται έτσι από το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να κυκλοφορήσει στο εξωτερικό κύκλωμα. Η τάση εκφόρτισης ενός σ. μόλυβδου είναι περίπου 2V και δεν πρέπει ποτέ να πέσει κάτω από την τιμή του 1,8V. Αν η εκφόρτιση συνεχιστεί κάτω από την τιμή αυτή ή ο σ. παραμείνει αχρησιμοποίητος για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα (αυ-τοεκφόρτιση), τότε θα έχουμε μια υπερβολική εναπόθεση θειικού άλατος πάνω στις πλάκες (θειίκωση), η οποία θα καταστήσει άχρηστο το σ. Για το λόγο αυτό ο σ. πρέπει να ελέγχεται περιοδικά και ενδεχομένως να φορτίζεται.
Μπορούμε να συνδέσουμε εν σειρά έναν αριθμό σ., συνδέοντας διαδοχικά το θετικό πόλο του ενός με τον αρνητικό πόλο άλλου και ούτω καθ’ εξής, για να έχουμε μια συστοιχία με τάση επαρκώς υψηλή.
Η χρήση του σ. μόλυβδου είναι παρόλα αυτά περιορισμένη εξαιτίας του όγκου και του μεγάλου βάρους. Για να αναφέρουμε τις πιο γνωστές περιπτώσεις χρησιμοποίησης του σ., υπενθυμίζουμε ότι η συσκευή αυτή αποτελεί ένα από τα βασικά μέρη του αυτοκίνητου και είναι απαραίτητη για την εκκίνηση του κινητήρα, την τροφοδοσία της ηλεκτρικής εγκατάστασης κλπ. Η τάση του σ. είναι συνήθως 6 ή 12 V για τα μικρού και μεσαίου τύπου αυτοκίνητα, ενώ για τα πολύ μεγάλα είναι 24 V. Η φόρτιση του σ., γίνεται με τη βοήθεια ενός δυναμό, που παίρνει κίνηση από τον ίδιο τον κινητήρα. Χρησιμοποιείται επίσης στα συμβατικού τύπου υποβρύχια για την τροφοδοσία των ηλεκτρικών κινητήρων, οι οποίοι θέτονται σε λειτουργία κατά την υποβρύχια πλεύση, στις αμαξοστοιχίες για την εγκατάσταση φωτισμού, στην οδική και σιδηροδρομική έλξη, όταν δεν απαιτείται σημαντική ισχύς.
Ένας άλλος τύπος σ. είναι ο σ. Έντισον, στον οποίο χρησιμοποιούνται κράματα σίδηρου και νικελίου στη θέση του μόλυβδου και ένα αλκαλικό διάλυμα ως ηλεκτρολύτης (αλκαλικός σ.). Παρά τα πλεονεκτήματα τα οποία έχει έναντι του σ. μόλυβδου, όπως π.χ. μεγαλύτερη μηχανική αντοχή και διάρκεια ζωής και μικρότερο βάρος και όγκο σε σχέση με την ενέργεια που αποδίδει, είναι παρόλα αυτά στην πράξη λιγότερο διαδομένος, εξαιτίας του μεγαλύτερου κόστους και της μικρότερης απόδοσης έναντι του σ. μόλυβδου. Άλλοι τύποι σ. με αλκαλικό ηλεκτρολύτη είναι οι νίκελ - κάδμιου και αργύρου - ψευδάργυρου. Οι τελευταίοι αυτοί, τους οποίους επινόησε ο Α. Αντρέ το 1940, έχουν χωρητικότητα αποταμίευσης ενέργειας δύο ή τρεις φορές μεγαλύτερη από του σ. μόλυβδου, σε σχέση με το βάρος, και απόδοση που πλησιάζει τη μονάδα.
Στις τελευταίες δεκαετίες έχουν γίνει πολυάριθμες μελέτες και πειράματα επί νέων τεχνικών βάσεων, για τους σ. των διαστημόπλοιων και για τα ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα. Στους δύο αυτούς τομείς, οι παράγοντες που προσδιορίζουν την εφαρμογή των σ. είναι το βάρος του σε σχέση προς την αποδινόμενη ενέργεια, ο όγκος και η αναμόρφωση (φόρτιση). Άριστα αποτελέσματα έδωσαν, μεταξύ των νέων επιτεύξεων, ο σ. ψευδάργυρου - αέρα στον οποίο η ενέργεια (περίπου 160 Wh/Kg) παράγεται από τη μετατροπή του ψευδάργυρου σε οξείδιο του ψευδάργυρου, και ο σ. λιθίου - αλογόνου του νίκελ, ο οποίος είναι ικανός να προμηθεύσει ενέργεια περίπου 230 Wh/Kg.
Άλλοι τύποι, όπως εκείνος του θειούχου νάτριου, δεν προορίζονται για συνήθη χρήση, επειδή λειτουργούν μόνο σε θερμοκρασίες μερικών εκατοντάδων βαθμών Κελσίου.
Συσσωρευτής μόλυβδου: 1) θετικός πόλος· 2) αρνητικός πόλος· 3) αρνητική πλάκα· 4) σύνδεση μεταξύ των αρνητικών πλακών 5) μονωτικό· 6) θετική πλάκα· 7) σύνδεση μεταξύ θετικών πλακών.
Δύο συστοιχίες συσσωρευτών μόλυβδου μόνιμης εγκατάστασης.
* * *ο, Ν1. (ηλεκτρολ.) συγκρότημα δύο ή περισσότερων στοιχείων τα οποία μετατρέπουν χημική ενέργεια κατευθείαν σε ηλεκτρική ενέργεια, αλλ. μπαταρία ή συστοιχία2. (αυτοκ.) η παραπάνω συσκευή η οποία μπορεί να επαναφορτίζεται με τη διοχέτευση, μέσα από αυτήν, ρεύματος κατά την αντίστροφη κατεύθυνση.[ΕΤΥΜΟΛ. < συσσωρεύω. Η λ. μαρτυρείται από το 1888 στην εφημερίδα Εστία].
Dictionary of Greek. 2013.