Akumulátory
Princip akkumulátorů: Akkumulátory v elektrických zařízeních mají týž účel jako vodojemy u vodáren. Je-li spotřeba vody stejná s výkonem vodárenské pumpy, proudí celé množství vody pumpou dodávané přímo do potrubí; klesne-li spotřeba vody, proudí přebytečná voda do vodojemu. Nastane-li později větší spotřeba vody než pumpa může dodati, odtéká opět scházející množství z vodojemu. Použití vodojemu má i tu výhodu, že možno pumpu na nějaký čas zastaviti a potrubí napájeti výhradně z vodojemu. Tvoří tudíž vodojem reservu pro případ, kdyby se pumpa následkem nějaké poruchy musela na čas zastaviti.
Tentýž význam mají akkumulátory v elektrárnách. Paralelním zapnutím akkumulátorové baterie s elektrickým strojem docílíme obdobného vyrovnávání, takže při kolísajícím zatížení elektrárny jde buď přebytečný proud ze strojů do akkumulátorů a při větším zatížení pracuje stroj i akkumulátorová baterie souběžně do sítě. Konečně může převzíti akkumulátorová baterie sama napájení sítě, když stroj při malém konsumu nebo následkem poruchy zastavíme. Hlavní výhoda při použití akkumulátorů jest tudíž jednak stejnoměrné zatížení elektrických strojů i při kolísajícím konsumu, tedy dobré využitkování těchto, jednak potom možnost stroje v době malého konsumu ku př. přes noc vůbec zastaviti. V době největšího konsumu podporují akkumulátory stroj, následkem čehož není třeba stavěti stroje pro tento největší výkon, nýbrž stačí stroje menší pro střední výkon elektrárny dirnensované.
Spotřeba proudu veřejné elektrárny v jednotlivých hodinách znázorněna jest křivkou obr. 75.

Na vodorovné přímce naneseny jsou hodiny od 6. hodiny ranní do 6. hodiny večerní, ve směru kolmém naneseny pak jsou délky, odpovídající příslušnému konsumu. Z křivky této seznáváme, že nejmenší spotřeba proudu nastane jednak mezi 12. a 1. hodinou v poledne, jednak mezi 4. a 5. hodinou ranní. Spotřeba proudu obnáší v těchto hodinách asi 5 kilowattů. Největší spotřeba proudu nastane přirozeně v hodinách večerních, a to mezi 5. a 6. hodinou, kdy stoupne až na 60 kilowattů. Bez akkumulátorové baterie bylo by nutno postaviti v elektrárně stroj na tento největší výkon, t. j. na 60 kilowattů a stroj by musel běžeti nepřetržitě od rána do večera a od večera do rána po většinu času jen s nepatrným zatížením. Použije-li se však - akkumulátorové baterie, vidíme z obrazce, že vystačíme se strojem o výkonu pouhých 30 kilowattů, kromě čehož mohli bychom stroj v noci, a to od 12. hodiny noční do 7. hodiny ranní, vůbec zastaviti. Čárkované plochy značí elektrickou práci, a to šikmě čárkované celkovou práci, vyrobenou strojem, vodorovně čárkované přebytečnou práci, sloužící v hodinách malého konsumu k nabíjení baterie. Kolmo čárkované plochy znázorňují práci při vybíjení baterie, kdy tato jednak od 4. hodiny odpoledne do 10. hodin večer stroj podporuje, jednak v noci od 12. hodin večer do 7. hodin ráno sama dodává proud do sítě. Kdyby baterie pracovala beze ztrát, což ovšem možné není, musely by plochy, znázorňující práci při vybíjení, t. j. A1 a A2 dohromady býti stejně veliké jako plochy znázorňující práci při nabíjení, t. j. B1 a B2 dohromady. Plochy A1 a A2 a C dohromady znázorňující celkovou práci dodanou strojem během jednoho dne.
Elektřinu nelze nahromaditi ovšem jako ku př. vodu ve vodojemu, nýbrž nutno přeměniti elektrickou energii v energii chemickou. Jsou totiž látky, které podléhají účinkem elektrického proudu chemickým změnám, načež pak kdykoliv jako v elektrických článcích mohou naopak elektrický proud vyráběti. K látkám jevícím tuto vlastnost patří zejména olovo, jehož se také výhradně ku zhotovení akkumulátorů používá. Akkumulátor nejjednoduššího tvaru sestává ze dvou olověných desek, ponořených do skleněné nádoby, naplněné rozředěnou kyselinou sírovou. Desky jsou od sebe dobře isolovány, takže proud od jedné desky ku druhé musí procházeti kapalinou. (Obr. 76.).

Proudí-li akkumulátorem elektrický proud v naznačeném směru, rozkládá kyselinu a uvolňuje vodík a kyslík. Vodík jde s proudem k záporné desce a odkysličuje ji, kyslík pak zůstane při desce kladné a okysličuje ji. Je-li akkumulátor úplně nabitý, jest záporná deska pokryta vrstvou čistého olova barvy světle šedé a deska kladná vrstvou kysličníku olovičitého barvy tmavohnědé. V tomto stavu může akkumulátor pracovati jako článek, totiž kdykoli vydávati opět elektrický proud. Béřeme-li z akkumulátoru proud, nastává proudění směrem opačným a týmž směrem jde též uvolněný vodík, který nyní kladnou desku odkysličuje, kdežto kyslík okysličuje desku zápornou. Pochod pokračuje tak dlouho, až jsou obě desky chemicky stejné, t. j. pokryty obě vrstvou kysličníku olovnatého. Tím okamžikem přestává rozdíl napětí mezi deskami a akkumulátor jest vybitý.
Výkon akkumulátorů čili množství elektrické energie, kterou možno v deskách nahromaditi, závisí na velikosti povrchu těchto desek. Místo abychom však používali desek příliš velkých, řadíme v každém článku akumulátorové baterie více menších desek paralelně. Jelikož se klade vždy jedna kladná deska mezi dvě záporné, jest v každém článku o jednu zápornou desku více než jest desek kladných. Veškeré desky záporné jsou na jedné straně článku pomocí olověné lišty spojeny, rovněž tak veškeré kladné desky na druhé straně článku. Jednotlivé články pak řadíme za sebou tak, že kladnou lištu jednoho článku spojíme se zápornou lištou druhého atd. (obr. 77.).

Kladná deska, zhotovená z olova, má za účelem dosažení co možno největší dotykové plochy mezi olovem a kyselinou mříže (obr. 78.), čímž docílí se osmkrát větší plochy než by měla stejně veliká deska hladká.

Záporné desky mají tvar mříže s velikými otvory, uzavřené oboustranně olověným, dírkovaným plechem. Prostory takto povstavší vyplněny jsou kysličníkem olovnatým (obr. 79.). Tato úprava záporné desky jest nutna, jelikož při odkysličování desky tvoří se olovo ve stavu houbovitém, které by od desky odpadávalo. Každá deska obdrží dva nálitky, kterými zavěšena jest na okraj skleněné nádoby; jeden z nálitků opatřen jest nástavcem, sloužícím ku sletování desky s olověnou lištou, spojující spolu veškeré desky stejné polarity. Aby se desky mezi sebou nedotýkaly, zasunuty jsou mezi jednotlivými deskami dvě skleněné rourky a mimo to tenká dřevěná destička. Výkonnost akkumulátoru vyjadřuje se jeho kapacitou, t. j. množstvím elektrické energie v amperových hodinách, kterou plně nabitý akkumulátor může vydati až do úplného svého vybíjení. Kapacita akkumulátoru jest závislá jednak na velikosti ploch akkumulátorových desek, v druhé řadě však též na době vybíjení. Je-li tato doba delší čili vybíjecí proud slabší, možno vyrobiti týmž akkumulátorem více amperových hodin, t. .j. kapacita jeho jest větší. Tak možno vyrobiti akkumulátorem určité velikosti ku př.:

• 9 amper po dobu tří hodin tudíž celkem 27 amperových hodin, anebo:
• 6 amper po dobu 5 hodin tudíž celkem 30 amp. hodin, anebo:
• 4,5 amper po dobu 7,5 hodin tudíž celkem 33 amp. hodin, anebo:
• 3,6 amper po dobu 10 hodin tudíž celkem 36 amp. hodin.

Jelikož se přirozeně část elektrické energie při přeměně v energii chemickou a naopak ztrácí, trvá opětné nabíjení tohoto akkumulátoru proudem 9 amperů déle nežli vybíjení, a to asi 4 hodiny. Kapacitu akkumulátoru možno zvýšiti jedině zvětšením jednotlivých desek anebo zvětšením poctu desek v jednotlivém článku umístěných.
Oproti tomu jest napětí článků akkumulátorového nezávislé na velikosti a počtu desek, avšak mění se dle stavu nabíjení. Při nabíjení napětí akkumulátoru stoupá, kdežto při vybíjení opět klesá. Nabíjení akkumulátorového článku díti se musí počátečním napětím 2,2 voltů, jež nutno postupně zvyšovati až na 2,7 voltů při dobíjení, když z článku počnou vystupovati bublinky. Plně nabitý článek dává pak na počátku vybíjení napětí asi 2,1 voltů, které při postupujícím vybíjení klesne na 1,83 voltů. Při tomto napětí dlužno vybíjení přerušiti, an by jinak desky akkumulátorové trpěly. Dle uvedeného lze snadno určiti počet akkumulátorových článků, jež nutno zapnouti pro určité napětí za sebou, dělíme-li totiž toto napětí číslem 1,83. - Tak bude ku př. pro elektrárnu, pracující s napětím 120 V nutno použíti 66 článků, nebol 120 : 1,83 = 66. Při napětí 240 V zapotřebí bude 132 článků. Jednotlivé články řadí se za sebou jak v obr. 77. naznačeno, tím způsobem, že pomocí olověných lišt spojíme vždy záporné desky jednoho článku s kladnými deskami článku následujícího a záporné desky tohoto článku opět s kladnými deskami článku třetího atd.