استوانه های نیرو

تا چند سال پیش ، همه تصور می کردند که پیل الکتریکی را نخستین بار دانشمند ایتالیایی لوئیجی گالوانی در سال 1786 اختراع کرده است.
کد خبر: ۳۹۷۳۸

گالوانی از قراردادن 2 فلز در آب نمک جریان برق به دست آورد. اما، چقدر مایه تعجب است وقتی می بینیم که برحسب تصادف ، گالوانی هم برای ساختن پیل همان فلزهایی را استفاده کرد که 1800 سال پیش از وی ایرانیان برای ساختن پیل بکار برده بودند.
برای نخستین بار یک باستانشناس آلمانی به نام ویلهلم کونیک ، یک پیل الکتریکی اشکانیان را 20 سال پیش در مرز ایران و عراق کشف کرد و هنگامی که آن را به موزه برلین برد مشاهده کرد که دوستانش نیز قطعات شکسته و خرد شده نظیر این پیل را پیش تر به موزه آورده اند.
تا آن که او پس از سالیان متمادی تحقیق و بررسی عاقبت موفق شد در خرابه های شهر سلوکیه متعلق به اشکانیان آلات دیگری را کشف کند که حدس قبلی او را تایید نمود.
اشکانیان در واقع از اتصال این پیلها به یکدیگر مقدار قابل توجهی نیروی برق به دست می آوردند و آن را به وسیله 2 سیم وارد دستگاه آبکاری می کردند و با استفاده از املاح طلا و نقره ، دستبندها و زینت آلات خود را آب طلا و نقره می دادند.
باتری در اصل یک سیستم الکتروشیمی است که از 2 الکترود که به وسیله یک الکترولیت به هم ارتباط داده شده اند تشکیل می شود.
این ساختار الکتروشیمیایی باعث می شود تا انرژی الکتریکی در باتری ذخیره شده و در مواقع لزوم مورد استفاده قرار گیرد.
به هنگام استفاده از انرژی باتری ، تغییرات الکتروشیمیایی در قطبها و محلول الکترولیت باتری رخ داده و سطح انرژی آنها را پایین می آورد.
جهت بالا بردن سطح انرژی باتری ، آن را به یک منبع خارجی انرژی الکتریکی مرتبط کرده (شارژ) تا مجددا انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری به حالت اول برگردد.
منابع تغذیه الکتروشیمیایی (باتری ها) به 2 گروه باتری های اولیه و باتری های ثانویه تقسیم می شوند:

باتری های اولیه (پیل خشک):
بعد از مصرف شدن کامل انرژی الکتریکی ذخیره شده در آن قابل استفاده مجدد نمی باشند.

باتری های ثانویه:
بعد از مصرف انرژی الکتریکی ذخیره شده در آنها قابل بازیابی و ذخیره سازی مجدد (شارژ شدن) به وسیله یک منبع خارجی می باشد.
2 نوع مهمتر از باتری های ثانویه ، باتری های سرب اسیدی و باتری های قلیایی از نوع نیکل کادمیوم می باشند. در دهه های اول این قرن باتری های قلیایی از جنس نیکل آهن مورد استفاده زیادی داشته ولی بسرعت جای خود را به باتری های نیکل کادمیوم داد.

تاریخچه و منابع توان الکتروشیمیایی
اولین توصیف موثق در مورد باتری الکتروشیمیایی توسط AlessandroVolta پروفسور فلسفه طبیعی (فیزیک) ایتالیا در نامه ای به جامعه سلطنتی لندن در سال 1800ارائه شد.
ابداع سیستم های تلگراف و اهمیت یافتن فزاینده آنها در دهه 1830 بود که منتج به توسعه باتری های تجاری معتبر شد.
این باتری ها می توانستند عبور جریان را به طور اساسی و بدون کاهش زاید ولتاژ سلولی حفظ نمایند.
اولین باتری با جریان بالا در سال 1840 طراحی شد. در دهه 1870 با ساخت مدارات زنگ برقی برای خانه ها، ادارات و هتل ها، بازار عام تری برای باتری ها ایجاد شد.
چراغ قوه در ابتدای قرن حاضر، ابداع شد. در آن زمان تولید سالانه باتری در امریکا به تنهایی ، از 2 میلیون واحد فراتر رفته بود.
بعد از سال 1870 ورود گسترده دینام ها یا ژنراتورهای الکترومغناطیسی بزرگ که با موتورهای حرارتی کار می کردند، منجر به استفاده جهانی از برق شهر در مصارف صنعتی و خانگی شد که امروزه بعد از حدود یک قرن ، به عنوان یک امر عادی پذیرفته شده است.
این دسترسی آسان به انرژی الکتریکی انگیزه اصلی به کارگیری باتری های ثانویه یا ذخیره کننده شد و افزایش تقاضا در صنعت خودروی موتوری ، محرک بعدی در کاربرد آنها به شمار آمد.
ابداع گیرنده های رادیوی خانگی در دهه 1920، انگیزه ای برای توسعه باتری های تجاری شد. برآورد کنونی ، حاکی از تولید سالانه 8 تا 15 باتری برای هر نفر در کشورهای توسعه یافته دنیا است.
فروش جهانی انواع باتری ، هم اکنون از یکصدمیلیون پوند متجاوز است. بیش از نیمی از این مبلغ به حساب باتری های سرب اسیدی خصوصا جهت راه اندازی ، روشنایی و تولید جرقه SLI در وسایل نقلیه و نیز مصارف صنعتی شامل توان کششی و آماده به خدمات و حدود یک سوم آن مربوط به سلولهای اولیه و باقی به حساب باتری های قابل شارژ آلکالاین و تخصصی گذاشته می شود.

بررسی انواع کاربردهای متعارف باتری ها
باتری های مینیاتوری:
باتری های مینیاتوری با الکترولیت آبی ، غیرآبی و جامد، منابع توان تجهیزات میکروالکترونیکی و سایر تجهیزات مینیاتوری به شمار می روند.
کاربرد نوعی چنین سلولهایی در ساعتهای الکتریکی است و برای یک واحد کامل ممکن است به جریان کل 2/0 تا 5/0میکرو آمپر نیاز داشته ، از این رو مقدار کل انرژی الکتریکی مصرفی برای یک سال کارکردن ساعت ، در حدود 15تا 60 میلی وات ساعت است.
در باتری های ساعت ، نرخ دشارژ خودبه خود بایستی بی نهایت کم بوده و آب بندی نیز بسیار مطمئن باشد تا از نشت باتری جلوگیری شود.
به علاوه ، این نوع باتری ها از نظر طراحی هم محدودیت هایی دارند تا بتوانند در فضای محدود داخل قاب ساعت جا بگیرند.
دیگر کاربرد خارق العاده این باتری ها در تنظیم کننده های ضربان قلب است که در دهه 1960 در بدن انسان کاشته شدند، مولدهای پالس ساده ای بودند که به مدت یک تا سه سال با نرخ ثابت کار می کردند.
باتری آنها از نوع روی اکسید جیوه بود و وزن کل دستگاه در حدود 200 گرم بود. با توسعه سلول حالت جامد لیتیم ید که دارای دامنیته انرژی بالایی است ، همراه با مینیاتوری شدن اغلب مدارهای الکترونیکی ، امروزه دستگاه های جدید تنظیم کننده ضربان قلب بر طبق نیاز عمل می کنند.

باتری های تجهیزات پرتابل:
احتمالا شناخته شده ترین باتری ها، (باتری های خشک) بسته بندی ارزان قیمت هستند که در بسیاری از لوازم روشنایی پرتابل ، اسباب بازیها، رادیو و شمار متعددی از سایر کاربردها استفاده می شوند.
اگرچه نسخه اولیه این سیستم در اواخر قرن پیشین ابداع شد، امروزه بهبودهای قابل ذکر و مداومی در ویژگی های کاری آن به وجود آمده است و این بهبودها هنوز هم ادامه دارد.
اما تنظیم ولتاژ در چنین سلول هایی نسبتا ضعیف است یعنی ولتاژ سلول به ازای یک بار ثابت ، با پیشرفت دشارژ کاهش می یابد.

باتری های SLI:
سالانه تقریبا 250 میلیون باتری برای مقاصد راه اندازی ، روشنایی ، تولید جرقه در وسایل نقلیه موتوری با احتراق داخلی ساخته می شود که بیش از یک سوم محصول سرب جهان را مصرف می کنند.
چنین باتری هایی برای روشن کردن موتورهای پرتراکم و اغلب در دماهای پایینی که ویسکوزیته روغن موتور بالاست لازم هستند.
به علاوه این باتری باید منبع تغذیه ای جهت ایجاد جرقه ، روشنایی ، تهویه ، هیتر شیشه عقب و غیره نیز باشد. توسعه انواع جدید آلیاژ سربی ، پوشش جداکننده و قاب باتری ، منجر به ظهور باتری های SLI بدون نیاز به مراقبت و نگهداری شده است که در مدت عمر خود نیاز به افزون آب نداشته ، بقای شارژ آنها بسیار عالی بوده و خوردگی بارزی در ترمینال ها مشاهده نمی شود.

باتری های ساکن:
کاربردهای اصلی باتری های ذخیره کننده در گستره 250Wh-5MWh عبارتند از تامین توان آماده به خدمت برای روشنایی اضطراری ، خدمات تلفن ، تجهیزات بیمارستانی و غیره ، یا برای ذخیره محلی در ایستگاه های رله دور افتاده ، ایستگاه های رادیویی ، بویه های دریایی و غیره.
در هر 2 نوع کاربرد عموما شارژ از نوع تدریجی مداوم و از طریق برق شهری یا انرژی خورشیدی ، باد یا موج انجام می گیرد.

newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها