ACCUMULATORE

ACCUMULATORE (I, p. 270)

Accumulatori elettrici. - Accumulatore a piombo. - Costituisce ancora oggi il tipo più diffuso nella pratica, ed ha avuto in questi ultimi anni numerosi perfezionamenti costruttivi, soprattutto per quanto riguarda la costituzione delle placche.

Per queste le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano hanno stabilito i cinque tipi seguenti:

a) Piastre a grande superficie (positive) realizzate con piombo puro e dotate di numerosissimi intagli che aumentano enormemente la superficie di contatto dell'elettrolito. La sostanza attiva è costituita da uno strato sottile di biossido di piombo ottenuto con speciali processi elettrochimici. Detto tipo di placche trova applicazione soprattutto nelle batterie destinate ad impianti fissi.

b) Piastre a cassette (negative) nelle quali la materia attiva è contenuta tra due sottili lamiere di piombo perforate, sostenute da un telaio a più scomparti, costituito da una lega piombo-antimonio. Trovano impiego negli accumulatori stazionarî e in quelli per trazione pesante.

c) Piastre a griglia impastata (positive o negative) dove la materia attiva è fissata sotto forma di pasta su una griglia fatta in lega piombo-antimonio.

d) Piastre a massa nelle quali il telaio di sostegno (sempre in lega Pb-Sb) dotato di larghi vani ha un grande spessore riempito di materia attiva. Sono impiegate per accumulatori funzionanti a deboli erogazioni intermittenti).

e) Piastre a tubetti di ebanite (positive) costituite da un aggregato di molti elettrodi in parallelo, ognuno dei quali è contenuto entro un tubetto di ebanite dotato di numerose fenditure. La materia attiva è situata tra una spina centrale e l'involucro. Con questo sistema viene assai aumentata la durata dell'accumulatore rispetto al tipo a piastre impastate; la capacità specifica risulta però minore e più elevato il costo.

In alcuni casi per la costituzione dei supporti della materia attiva sono state adottate sostanze chimicamente inattaccabili come fibra di vetro, resine sintetiche, ecc. I diaframmi separatori fra piastre positive e negative vengono oggi realizzati con elementi di vetro, di ebanite, o con fogli di gomma o di ebanite porosa ondulati e forati, o più spesso con lastre di legno nervate impregnate di speciali essenze che le rendono inattaccabili dall'acido dell'elettrolito.

Ulteriori progressi sono stati ottenuti per quanto riguarda la eliminazione delle impurità nella costruzione, nella formazione e nell'esercizio degli accumulatori col risultato di migliorarne il regime di autoscarica e la durata.

Recenti esperienze, eseguite con metodi gravimetrici, sulle piastre di accumulatori a Pb durante la carica e la scarica, hanno permesso di confermare pienamente la validità dell'antica teoria della doppia solfatazione, oggi accettata pressoché universalmente.

Il prospetto seguente dà un'idea dei valori della capacità specifica degli accumulatori a piombo per i tipi attuali di costruzione normale con riferimento ad un regime di scarica di 5 ore.

I valori del rendimento in quantità di elettricità sono in media del 90 ÷ 95% e i rendimenti in energia del 70 ÷ 80%.

L'immobilizzazione dell'elettrolito per accumulatori da installare a bordo dei sommergibili o di aeroplani è stata risolta, con discreto successo, impiegando cotone assoggettato a speciali trattamenti chimici.

Recentemente sono stati sperimentati elettroliti di tipo speciale al fine di migliorare le caratteristiche generali di funzionamento dell'accumulatore; di solito tali elettroliti consistono in una soluzione di acido solforico con aggiunta di metalli alcalini leggeri più attivi del piombo. Allo stato attuale delle cose è accertato però che tali artifici, pur migliorando sensibilmente la forza elettromotrice e la capacità, incidono sulla durata dell'accumulatore e riducendola di molto.

Accumulatori a elettrolito alcalino. - Sono stati realizzati dei nuovi tipi, come quello al ferro-nichel-cadmio (Jungner), nel quale le placche negativ e sono costituite da un sostegno in ferro poroso, impregnato di nitrato di cadmio. In alcuni tipi per migliorare la conducibilità dell'idrossido di nichel delle piastre positive è stato aggiunto argento metallico in polvere finissima.

Gli accumulatori a elettrolito alcalino di costruzione attuale hanno capacità specifiche praticamente coincidenti con quelle degli accumulatori a piombo, se riferite al peso, ma le capacità in energia per unità di volume sono circa la metà, in guisa che, a parità di capacità in energia, l'ingombro per gli elementi a elettrolito alcalino è maggiore. Ciò non toglie che per molte applicazioni pratiche essi trovano utile impiego, soprattutto per il loro migliore comportamento in caso di regimi anormali di scarica.

Non mancano ancora oggi tentativi di ottenere un tipo di accumulatore leggero, di elevata capacità specifica che riassuma i vantaggi di una tensione uguale o superiore a quella relativa all'accumulatore a piombo e la robustezza e la stabilità degli accumulatori a elettrolito alcalino; sono stati sperimentati una grande quantità di tipi, fra i quali citiamo la coppia piombo-zinco in acido solforico, gli accumulatori alcalini zinco-perossido di nichel; i tipi a gas compresso, ad acqua "pesante", ecc. A tutt'oggi mancano però elementi sicuri per decidere in favore dell'una o dell'altra soluzione nei confronti dei tipi classici al Pb o al Fe-Ni.

Bibl.: G.E. Jumau, in Revue générale de l'électricité, 1937, 1940, 1944; Frates, in L'elettrotecnica, 1939; E. Denina, in L'elettrotecnica, 1939.

Accumulatori termici (App. I, p. 13).

L'esperienza d'esercizio del decennio 1937-47 ha confermato che gli accumulatori termici (accumulatori di vapore) sono industrialmente convenienti soltanto nel campo delle basse pressioni. Inoltre presentano l'inconveniente che viene annullato il del surriscaldamento del vapore impiegato. D'altra parte, coll'accresciuto impiego di generatori di vapore a circolazione e ad attraversamento meccanico, incapaci di superare anche brevissime punte del carico e sovraccarichi momentanei di piccolissima entità, ed altresì pei generatori di vapore a tubi d'acqua a circolazione naturale, il cui contenuto d'acqua è venuto via via riducendosi nelle esecuzioni recenti, si è delineata la necessità, per molti impianti a vapore, di predisporre degli accumulatori termici detti d'emergenza. Il periodo di tempo durante cui un generatore di vapore è in grado, con arrestata alimentazione e con il livello dell'acqua a 10 cm. sopra il livello normale, di fornire vapore sino al raggiungimento del livello minimo consentito dalle norme di legge, è dell'ordine di soli 1 a 5 minuti per detti generatori, a seconda dei valori della cifra d'evaporazione specifica (potenzialità specifica); questo tempo è anche minore, se il livello di partenza è il normale o addirittura inferiore al normale.

Gli accumulatori d'emergenza sono corpi cilindrici ausiliarî, posti ad un livello superiore a quello del corpo principale del generatore e collegati ad esso con due tubazioni: una facente capo poco al di sotto il livello minimo, l'altra di collegamento colla camera d'acqua del corpo del generatore. Vengono dimensionati per soddisfare a periodi di tempo dai 15 ai 25 minuti pel carico normale del generatore ad alimentazione interrotta. Nell'accumulatore è dislocata una serpentina tubolare, che ha lo scopo di evitarvi delle evaporazioni per cadute di pressioni prevedibili nel funzionamento (fig. 1).

Per il campo delle alte pressioni si è risolto il problema ideando i trasformatori di vapore, apparecchi i quali forniscono contemporaneamente acqua distillata d'integrazione pel generatore di vapore, e vapore per la rete di bassa pressione dell'impianto, da acqua chimicamente depurata. Essi, se adeguatamente dimensionati, possono assumere anche i comp iti fu nz i ona l i d i un accumulatore, per quanto si riferisce alla moderazione delle oscillazioni della pressione.

Bibl.: M. Medici, Le macchine termiche, Padova 1947.