Akumulator to urządzenie, które magazynuje energię elektryczną w postaci chemicznej i może być wielokrotnie ładowane. Podczas pracy oddaje ją z powrotem jako prąd. Dzięki temu zasila między innymi rozrusznik samochodu, telefon, laptop, elektronarzędzia oraz systemy zasilania awaryjnego. W przeciwieństwie do baterii jednorazowej nie trzeba go wyrzucać po jednym rozładowaniu.
Jak działa akumulator?
Wewnątrz akumulatora znajdują się elektrody oraz elektrolit, czyli substancja umożliwiająca przemieszczanie się ładunków elektrycznych. Zachodzące tam reakcje chemiczne mogą przebiegać w dwóch kierunkach.
Podczas rozładowywania energia chemiczna zmienia się w elektryczną. Prąd płynie do podłączonego urządzenia, na przykład rozrusznika lub silnika elektrycznego. Podczas ładowania zewnętrzne źródło prądu wymusza proces odwrotny, czyli ponowne gromadzenie energii w postaci chemicznej. Ta odwracalność odróżnia akumulator od typowej baterii jednorazowej.
W samochodzie akumulator odpowiada przede wszystkim za dostarczenie dużego prądu potrzebnego do uruchomienia silnika. Po jego uruchomieniu alternator doładowuje akumulator i zasila instalację elektryczną pojazdu. Dlatego sprawny układ ładowania jest równie ważny jak sam akumulator. W większości samochodów osobowych stosuje się instalację o napięciu nominalnym 12 V.
Akumulator nie jest więc wyłącznie „zapasem prądu”. W aucie działa jako część większego układu, który obejmuje także alternator, rozrusznik i odbiorniki energii. W samochodach z systemem Start-Stop musi dodatkowo znosić częste cykle rozruchu i ładowania.
Akumulator a bateria jednorazowa – czym się różnią?
Bateria jednorazowa oddaje energię zgromadzoną podczas produkcji. Gdy zachodzące w niej reakcje chemiczne dobiegną końca, zwykle nie można bezpiecznie odwrócić tego procesu. Akumulator wykorzystuje natomiast reakcje odwracalne, dlatego po rozładowaniu można go ponownie naładować.
Nie oznacza to jednak nieograniczonej trwałości. Każdy akumulator z czasem traci pojemność, a liczba możliwych cykli ładowania zależy od konstrukcji, temperatury, sposobu użytkowania i jakości ładowarki. W urządzeniach pobierających dużo energii, takich jak aparaty fotograficzne, lampy błyskowe czy elektronarzędzia, akumulatory często są bardziej użyteczne niż baterie jednorazowe. W pilocie używanym sporadycznie bateria może być wygodniejsza, ponieważ wolniej traci energię podczas przechowywania.
- Akumulator można wielokrotnie ładować.
- Bateria jednorazowa jest przeznaczona do jednokrotnego wykorzystania.
- Akumulator zwykle kosztuje więcej przy zakupie, ale może ograniczyć wydatki przy częstym użytkowaniu.
- Oba rodzaje ogniw należy oddawać do przeznaczonych do tego punktów zbiórki, a nie wyrzucać z odpadami zmieszanymi.
Jakie są rodzaje akumulatorów?
Akumulatory różnią się zastosowaniem, budową i odpornością na cykliczne rozładowywanie. W samochodach spotyka się głównie konstrukcje kwasowo-ołowiowe, natomiast w elektronice przenośnej dominują ogniwa litowo-jonowe. Najważniejsze różnice przedstawia tabela:
| Typ | Główne zastosowanie | Kluczowa cecha |
|---|---|---|
| Kwasowo-ołowiowy | Samochody bez rozbudowanego systemu Start-Stop, motocykle, zasilanie awaryjne | Niska cena i duża dostępność |
| AGM | Samochody z wymagającym systemem Start-Stop i dużą liczbą odbiorników | Elektrolit jest zaabsorbowany w macie szklanej, co zwiększa odporność na wibracje i częste cykle pracy |
| EFB | Samochody z podstawowym systemem Start-Stop | Większa odporność na częste ładowanie i rozładowywanie niż w standardowym akumulatorze |
| Li-Ion | Laptopy, telefony, aparaty, rowery i samochody elektryczne | Duża gęstość energii przy stosunkowo małej masie |
| NiMH | Ogniwa w rozmiarach AA i AAA, starsze urządzenia przenośne, niektóre pojazdy hybrydowe | Możliwość stosowania w wielu urządzeniach zasilanych wcześniej bateriami jednorazowymi |
Standardowy akumulator kwasowo-ołowiowy zawiera ciekły elektrolit. W odmianie żelowej elektrolit ma postać zagęszczoną, dzięki czemu ryzyko rozlania jest mniejsze. W akumulatorach AGM elektrolit nie pływa swobodnie, lecz znajduje się w macie z włókna szklanego. Nie należy jednak zamieniać tych typów bez sprawdzenia wymagań pojazdu. Samochód z systemem Start-Stop powinien otrzymać akumulator przewidziany przez producenta, najczęściej EFB albo AGM.
Ogniwa Li-Ion stosowane w elektronice nie są odpowiednikami samochodowego akumulatora kwasowo-ołowiowego. Mają inną chemię, napięcie, sposób ładowania i wymagają układów zabezpieczających. Z kolei NiMH występują często jako ładowalne zamienniki baterii AA lub AAA. Przy zakupie trzeba sprawdzić zarówno rozmiar, jak i napięcie oraz wymagania urządzenia.
Jak dbać o akumulator?
Sposób konserwacji zależy od konstrukcji. Niektóre akumulatory nie wymagają uzupełniania elektrolitu, ale każdy potrzebuje właściwego ładowania i ochrony przed skrajnymi warunkami. Na trwałość najbardziej wpływają:
- Unikanie głębokiego rozładowania, szczególnie w ogniwach litowo-jonowych i podczas długiego postoju samochodu.
- Ochrona przed wysoką i bardzo niską temperaturą, które obniżają wydajność i przyspieszają zużycie.
- Stosowanie ładowarki przeznaczonej do danego typu akumulatora, ponieważ różne chemie wymagają innych parametrów ładowania.
- Regularne sprawdzanie klem w samochodzie i czyszczenie ich z nalotu oraz zabrudzeń, gdy połączenie staje się niestabilne.
- Unikanie przechowywania rozładowanego ogniwa przez długi czas oraz kontrolowanie jego stanu podczas wielomiesięcznego postoju.
Jeśli samochód ma trudności z rozruchem mimo naładowanego akumulatora, przyczyną może być usterka alternatora, rozrusznika albo instalacji elektrycznej. Wycieku elektrolitu, spuchniętej obudowy lub uszkodzenia mechanicznego nie należy usuwać samodzielnie. W takim przypadku potrzebna jest ocena w serwisie.
Akumulator jest więc odwracalnym magazynem energii. W samochodzie gromadzi prąd wytwarzany przez alternator i oddaje go podczas rozruchu, a w elektronice zasila urządzenie bez stałego podłączenia do sieci. Dobór właściwego typu oraz ładowarki ma większe znaczenie niż sama pojemność podana na obudowie.
