Technologie i wydarzenia
Artykuł
Marcin Karbowniczek, Czwartek, 26 stycznia 2012, 04:00

Kilka definicji

Każdy akumulator jest zbudowany z jednego lub większej liczby ogniw (ang. cell), dlatego mówimy np. o akumulatorach sześcio- lub dziewięciogniwowych. To one mają różne parametry, które determinują cechy kompletnego produktu. W niektórych przypadkach elementem składowym akumulatora jest jeszcze sterownik, który pomaga poprawnie ładować i rozładowywać ogniwa, ale różnic pomiędzy sterownikami nie będziemy opisywać. Zakładamy, że producent dobrał sterownik odpowiednio i stosownie go skonfigurował.

Poszczególne ogniwa wykonane w tej samej technice nie będą się od siebie znacząco różnić, choć oczywiście pewne szczegóły procesów produkcyjnych mogą sprawić, że jedne będą działać lepiej niż inne. Podstawową różnicą w obrębie danego typu będzie więc pojemność, która zależy po prostu od wielkości ogniwa. Natomiast ogniwa wykonywane w różnych technikach będą się różnić: napięciem znamionowym, gęstością energii, gęstością mocy, odpornością na samorozładowywanie, żywotnością i w końcu kosztem.

Napięcie znamionowe ogniwa odnosi się do napięcia, które uzyskujemy na elektrodach ogniwa albo w momencie jego pełnego naładowania, albo przez większość realnego czasu pracy. Ponieważ napięcie to mieści się w zakresie od 1,2 V (niklowo-kadmowe, Ni-Cd, oraz niklowo-wodorkowe, Ni-MH) do 3,7 V (litowo-polimerowe, Li-Poly), akumulatory o większych napięciach działania tworzy się przez szeregowe połączenie w obudowie kilku ogniw. W celu zwiększenia pojemności konstruuje się po prostu większe ogniwa lub pakiety akumulatorowe, wykonane z połączonych równolegle ogniw tego samego typu.

Bardzo ważnym parametrem jest gęstość energii, która mówi, ile watogodzin można uzyskać z kilograma masy ogniwa. Wartość ta wynosi od 30–45 Wh/kg do 160–250 Wh/kg w przypadku ogniw litowo-jonowych. Zdarza się, że jest wyrażana również w watogodzinach na litr, niekiedy bowiem ważniejsza jest miniaturyzacja niż ograniczanie masy projektowanego urządzenia.

Zdolność do oddawania ładunku będzie jednak zależała nie tyle od gęstości energii, co od gęstości mocy. Najmniejszą spośród popularnych akumulatorów mają niklowo-kadmowe, a największą – litowo-polimerowe. Należy jednak zaznaczyć, że dostępna moc, a  w praktyce nawet dostępna energia, zależą od parametrów działania akumulatora, tj. pobieranego prądu i temperatury ogniw. Wartości podawane przez producentów odnoszą się zawsze do warunków wzorcowych.

Na samorozładowywanie najbardziej podatne są akumulatory Ni-MH, które tracą około 30% ładunku na miesiąc. Wynika to z tego, że względnie szybko zachodzą w nich różne zjawiska chemiczne w trakcie spoczynku. Ogniwa zużywają się także podczas pracy, dlatego ich żywotność określa się w cyklach ładowania i rozładowania. Wynosi ona najczęściej od kilkuset do kilku tysięcy, ale trzeba pamiętać, że czasem ważny jest też stopień rozładowania, tj. poziom, do którego rozładowujemy akumulator przed ponownym naładowaniem. Może od niego istotnie zależeć rzeczywista żywotność ogniw.

Przewidywany czas życia akumulatora można również określić w latach, co zazwyczaj jest górną granicą, do której dotrwają tylko egzemplarze pracujące w bardzo korzystnych warunkach. Naturalnie, do warunków pracy zalicza się także temperaturę: poszczególne grupy ogniw mają różny zakres tolerancji.

Oczywiście, typy akumulatorów cechują się różnymi kosztami w przeliczeniu za watogodzinę energii, ale ich ceny zależą też znacząco od producenta i zastosowanych usprawnień.

Ocena artykułu:
Ocen: 32
Zaloguj się, by móc oceniać
Artykuły spokrewnione
Facebook
Ostatnio komentowane