Akkutekniikka hätävalaistukseen

Laaja yksimielisyys on, että sähkö, joka on ollut käytössä noin 1800-luvun puolivälistä lähtien, vaikka se on löydetty paljon aikaisemmin, on yksi suurimmista löydöistä, jolla on ollut merkittävä positiivinen vaikutus maailman väestöön.

Akut ovat yleisiä siinä mielessä, että niitä käytetään kaikkialla ja ne antavat virtaa monenlaisille laitteille pienistä laitteista, kuten tietokoneista ja matkapuhelimista, aina suurempiin, kuten ajoneuvoihin ja pakettiautoihin.

Vaikka kaikki viittaavat kemialliseen laitteeseen, jossa on kaksi tai useampi kenno, "akku", oikea termi on itse asiassa "kenno", koska sanalla "akku" on sotilaallisia konnotaatioita ja se viittaa aseisiin, jotka toimivat yhdessä. Tällä kemiallisella laitteella on kyky varastoida kemiallista energiaa, joka muunnetaan tasavirraksi. Nykyään markkinoilla olevien akkujen valikoima on lähes rajaton, ja ne vaihtelevat kelloissa käytetyistä pienistä ensiöparistoista valtaviin toisioakkuihin, joiden megawattikapasiteetti on energian varastointia ja tarvittaessa kaupunkien ja kaupunkien sähköä.

Akkuja on pohjimmiltaan kahta eri tyyppiä, ja ne voidaan luokitella joko ensisijaisiksi akuiksi, mikä tarkoittaa, että se ei ole ladattavissa ja sitä pidetään "käytä ja hävitä" -tyyppinä (mutta tietysti kierrätettävänä). tuote tai toissijainen akku, mikä tarkoittaa, että se on ladattava ja jakautuu kahteen toiminta-alueeseen. Tämän tyyppisiä paristoja käytetään sähkölaitteissa, kuten kelloissa ja lasten leluissa. Ensinnäkin on akkuja, joita voidaan käyttää laitteiden, kuten matkapuhelimien tai kannettavien tietokoneiden, lataamiseen ja purkamiseen, tai toiseksi on akkuja, jotka voidaan ladata ja sitten tarjota virtaa tarvittaessa, kuten sähköautoissa. Tällä toisella turvavalaistukseen käytettävällä tyypillä akku on jatkuvasti latautunut ja valmis tuottamaan sähköä, jos rakennuksen pääsähköjärjestelmä katkeaa purkamalla tarvittavan määrän energiaa.

Pääparistoissa käytetään usein erilaisia ​​kemikaaleja, kuten alkali-, sinkki-/hiili- ja viime aikoina litiumia. Näitä kemikaaleja kutsutaan "kuivakennoiksi", koska ne eivät tarvitse märkää tahnaelektrolyyttiä salliakseen virran kulkemisen. Kun lyijyhappokennojen tekniikkaa kehitettiin ensimmäisen kerran toisioakuille, kaikki muut akut olivat ensisijaisia ​​akkuja. Lyijyakkuja, jotka tunnetaan myös nimellä SLI-akut (käynnistys-/valo-/sytytysakut), kutsutaan "märkäkennoiksi", koska ne sisältävät nestemäistä elektrolyyttiä. Niitä on saatavilla eri kokoisina, pienimmästä 1 Ah:sta 12:een,000Ah. Tätä tekniikkaa on käytetty varastoimaan energiaa keskitetysti rakennuksiin useilla eri jännitteillä ja toimittamaan virtaa keskusakkujärjestelmien käyttämiseen hätävalojen tarpeen mukaan.

Akkutekniikan kehittyessä otettiin käyttöön nikkeli-kadmium-akut, joita seurasivat nikkelimetallihydridiakut ja vielä äskettäin litiumioniakut, jotka ovat nyt tulleet standardiksi. Akkukennojen tyypillisesti tuottama jännite vaihtelee erittäin alhaisesta jännitteestä noin 3–4 volttiin, ja suuremmat jännitteet ja suurempi virransyöttö saavutetaan asentamalla lisäkennoja. Rinnakkaiseen piiriin asetettujen kennojen tuottamat kollektiiviset kennot tuottavat enemmän virtaa, kun taas sarjapiirissä olevien kennojen tuottamat kollektiiviset kennot tuottavat enemmän jännitettä, mikä tarjoaa ratkaisun sekä suuremmalle virralle että kohonneelle jännitteelle.

NI-Cd (Ni-Cad)=NICKEL CADMIUM Tämä on yksi varhaisimmista akkutekniikoista, ja näiden akkutyyppien etuja ovat sen erinomainen luotettavuus, kyky kestää korkeita purkautumisnopeuksia erilaisissa lämpötiloissa ja säilyvyys ja käyttöikä. Nämä akut tuottavat noin 1,2 voltin jännitteen käyttämällä nikkelioksidikatodia (NiOOH) ja metalli-kadmiumin (Cd) anodia. Suurin haittapuoli osittaisesta purkauksesta ja lataamisesta on, että akku menettää "muistinsa", mikä vähentää sen maksimilatauskykyä ajan myötä. Lisäksi ne voivat vaurioitua ylilatauksesta. Näiden Ni-Cd-akkujen etuna on, että ne pystyvät lataamaan ja purkamaan nopeasti sekä toimimaan laajalla lämpötila-alueella.

Ni-MH tai nikkelimetallihydridi on suhteellisen uusi tekniikka, joka käyttää nikkelioksidia (NiOOH) ja metalliseosta. Latausprosessin aikana vetyä varastoidaan metallihydridin tuottamiseksi, joka sitten vapautuu purkamisen aikana. Tämän tekniikan odotettavissa oleva elinikä on 3000. Siitä huolimatta sillä on vain noin 60 prosenttia samankokoisen litiumionikennon kapasiteetista. Nikkelimetallihydridikennon kapasiteetti voi olla kaksi tai kolme kertaa vastaavan kokoisen nikkelikadmium-akun kapasiteetti. Toisin kuin jotkut vanhentuneemmista akkutekniikoista, niiden sanotaan olevan ekologisesti hyvänlaatuisia, koska ne eivät sisällä kadmiumia, elohopeaa tai lyijyä.

LI-ION - litium-ioni Ensimmäinen asia, joka on huomioitava, on, että akkuja on kahden tyyppisiä: litiumioniakkuja ja litiumioniakkuja. Ensimmäinen on pääakku kertakäyttöön, kun taas jälkimmäinen on toissijainen akku, joka voidaan ladata uudelleen. Viime vuosina alalla on tapahtunut vallankumous 1970-luvulla syntyneen litiumioniteknologian ansiosta, jota käytetään nykyään monenlaisissa laitteissa matkapuhelimista ja kannettavista tietokoneista kaikkiin kuljetusmuotoihin. Katodi, joka määrittää litiumioniakun kapasiteetin, anodi, joka mahdollistaa virran kulkemisen, elektrolyytti, joka koostuu suoloista, liuottimista ja lisäaineista, ja lopuksi erotin, joka toimii esteenä kontaktien pitämiseksi. erillään. Purkamisprosessin aikana litiumionit virtaavat negatiivisesta positiiviseen ja sitten takaisin, kun akkua ladataan. Sen käyttöikä on 500–1,000 sykliä, koska työskentely korkeammissa lämpötiloissa saattaa aiheuttaa toiminnan epävakautta.