Новите технологии за съхранение на енергия - източник на добро настроение
Днес, с развитието на алтернативни източници на енергия става все по-активен, и се изисква повече енергия за мобилни потребители - много актуален въпрос е натрупването на енергия. Нека да разгледаме нови направления в областта на съхранение на енергия.
Използването на цинк вместо литий и използване на ситопечат технологична компания Imprint Energy е предложил ултра-батерия, докато все още гъвкави. Батерията има относително висока капацитет на достатъчно ниска цена на производството.
Благодарение на дебелия, и гъвкавостта на батерии, софтуерна компания се надява да се заинтересува своите производители на технологии за мобилни устройства. По този начин вече направи първата доставка на батериите на клиентите, както и по-нататъшно планира да увеличи производството.
Преди почти година компанията предложи развитие Alveo енергия и комерсиализиране на батерии, изработени от обикновена вода и Берлин глазура, боя, която се използва за оцветяване на дрехи (като дънки). Предложените батерии имат много ниска цена, но в същото време служат за дълго време. Разработчиците на технологията (студент в Станфордския университет и професор Колин Весел Робърт Хъгинс), получили безвъзмездна помощ от 4 милиона. Долара от американското министерство на енергетиката.
Pellion компанията се е съсредоточила усилията си върху намирането на перфектния химия за батерията. С помощта на най-съвременни алгоритми и компютърни модели, разработчиците са тествани повече от 10,000 потенциални катодни материали, избор на най-подходящия вариант за магнезиеви анода батериите си. Gerbrand Ceder (MIT професор и съосновател Pellion), участва в проект за разработване на материали в родния институт геном, които програмата се основава на използването на компютър и виртуална симулация. Промишлени реализация на тези батерии също се подкрепя от Министерството на енергетиката на САЩ, както и Khosla Ventures.
QuantumScape - млад стартиране, разработен в Силиконовата долина. При разработването на тези батерии се използват изследвания материали в Станфордския университет. Това е фундаментално нов тип батерия, която използва енергията на движещи се електрони, а не йони. Предвижда се да се широко използване на такива батерии в електрическите системи и независим източник на захранване.
Фирмата разработва електролити на йонни течности със специални свойства. Батерии произведен по D Boulder нейонна, може да работи при по-високи напрежения и температури, докато с по-ниска стойност.
Главният разработчик на Прието на батерията е професор по химия Ейми Прието. Компанията планира да пусне литиево-йонна батерия, която може да се презарежда след пет минути! В същото време, изпълнението - до пет пъти по-дълги от стандартните днес на литиево-йонни батерии. За постигане на тези показатели се използват нанотехнология - малка медни наножици, анодът на който е произведен батерия. Електролитът е в твърд полимер.
Sakti3 - идея на компанията от Мичиган, която се развива иновативна литиево-йонна батерия. Електролитът на акумулатора се намира в напълно твърдо състояние и има висока енергийна плътност. Използването на твърди полимери предполага липсата на запалими течности в дизайна на батерията. И това е много по-безопасно за електрически автомобили. Фирма подкрепа: GM Ventures, Khosla Ventures и Itochu.
Xilectric
В основата на принципа Xilectric батерии "Едисон батериите" (които традиционно изработени от никел и желязо). Но производството на Xilectric използва магнезий и алуминий. Xilectric батерия може да се зарежда и разрежда почти 1000 пъти по-ефективни. Прототипът свръхбърз зареждане на батерията и за 2 минути!
Въпреки това, контейнерът за прототип все още е твърде ниска за използване като допълнителен източник на захранване. Но такава батерия може вече да се използва като "помощ" литиево-йонни батерии, което им дава реална власт тласък по време на бързото ускорение и забавяне. В допълнение, тези батерии, които използват техния дизайн евтини и безопасни материали са привлекателни за електрохимична за съхранение на енергия.
Изследовател Yi Cui на Stanford University предлага да се използва литиево-йонни батерии Amprius наноструктурирани силиций като анод. Наноструктурирани силициев анод намалява размера на четири пъти, с увеличаване на четири пъти на капацитета. Компанията вече е получил $ 25 милиона от инвеститори.
А сега да разгледаме различните видове батерии
Метод за производство на електроенергия верига цикъл задължително включва член, като устройство (батерия). В традиционните методи на енергийните резерви на електрическа енергия се натрупва в предварително ", не електрически" форма, и тази връзка - акумулатора на енергия, е непосредствено преди електрическия генератор.
Язовир водноелектрическа централа е проектирана да се натрупват потенциалната енергия на речните води в гравитационното поле на Земята, като го повдига до определена височина с помощта на язовири. Топлинна енергия се натрупва в тяхното съхранение, необходими за гладкото функциониране резервите на твърдо или течно гориво или доставки на газопровод, калорична стойност, която осигурява необходимата доставка на енергия. Ядра на реактори на атомни електроцентрали представляват запаси от ядрено гориво, имат определени ресурси, налични за използване на ядрената енергия.
режим на постоянна мощност е на разположение за всички по-горе видове електроенергия. Количеството енергия, произведена се регулира от този в широк диапазон в зависимост от нивото на тяхната ежедневна консумация. Алтернативни източници (вятър, приливи и отливи, геотермални, слънчева енергия), не могат да осигурят гарантиран генератор постоянна мощност при необходимото ниво в момента. Устройството, обаче, че не е много ресурси за съхранение като устройство за гасене, което прави консумацията на енергия по-малко зависими от колебанията на източник на захранване. източник на енергия се натрупва в акумулатора, а след това се консумира, както се изисква, под формата на електрическа енергия. Освен това, цената му зависи от цената на устройството.
Характерна особеност на устройството за алтернативни енергийни източници Също така е факт, че натрупаният в него енергия могат да бъдат изразходвани за други цели. Например, високи и свръхвисоки магнитни полета могат да бъдат генерирани с помощта си.
Получената енергия в физика и енергийни единици и съотношението между тях 1 кВтч или 1000 W * 3600 -. Същото като това на 3.6 MJ. Съответно един еквивалент 1 MJ / кВтч 3.6. Или 0.278 кВтч
Някои от общата за съхранение на енергия:
Самото начало: Осъществено преглед - не е пълна класификация се използва в устройства за съхранение на енергия, в допълнение към разглежда тук, има термично, пролет, индукция, множество различни видове устройства за съхранение на енергия.
Диск тип кондензатор
На енергия, съхранявана кондензатор 1 F при напрежение 220 V е: E = CU2 / 2 = 1 * 2202/2 = 24 кДж 200 J = 0.0242 MJ
6.73 Wh. Теглото на една от електролитен кондензатор може да бъде до 120 кг. На единица маса енергийна плътност е равно на малко повече от 0.2 кДж / кг. Възможно под товар час път в рамките на 7 вата. Електролитни кондензатори могат да издържат до 20 години. Електрически двуслойни кондензатори (суперкондензатори) имат по-голяма енергия и мощност плътност (около 13 Wh / л = 46,8 кДж / L и до 6 кВт / л съответно). когато ресурсът от около 1 милион. презареждане цикли. Най-безспорното предимство на съхранението на кондензатор е способността да се използва акумулираната енергия за кратък период от време.
Агрегаторите гравитацията
Агрегаторите тип кокосово енергия магазин енергийни вдигане на овен копра маса 2 метра или повече на височина от около 4 m. Копра движение движеща се част пресата потенциалната енергия на тялото, общуването му електрически генератор. Количеството енергия, произведена Е = MGH в идеалния случай (без загуби от триене) ще
22.24 Wh. На единица маса жени Копра енергийна плътност е равно на 0.04 килоджаул / кг. В рамките на един час, устройството е способно да зарежда до 22 вата. Продължителността на живота на механичната конструкция е по-добра от 20 години. Натрупаните в гравитационното поле енергия може да се консумира в кратък период от време, който е предимство на това изпълнение.
Хидравлично задвижване използва енергията на водата (маса от порядъка на 8-10 тона) се изпомпва от кладенеца до резервоара на кулата вода. В обратната движение под въздействие на гравитацията водата завърта генератора на турбината. Нормално вакуумна помпа без проблеми позволяват изпомпва вода до височина 10 м. По този начин се съхранява енергия е Е = MGH
8 * 10000 * 10 J = 0.8 MJ = 0.223 кВтч. На единица маса енергийна плътност е равна на 0.08 кДж / кг. Натоварването, предоставена от склад за един час, е в диапазона от 225 вата. Устройството ще продължи 20 години или по-дълго. Вятър мотор може директно задвижване на помпата (без преобразуване в електрическа енергия, което е свързано с някои загуби), водата в съда за кула може да се използва за други нужди, ако е необходимо.
Паметта на базата на маховик
0,556 кВтч. Максимално натоварване се осигурява от кола-маховик за един час не надвишава 560 вата. На маховика може да продължи в продължение на 20 или повече години. Предимства: бързо освобождаване на натрупаната енергия, възможността за значително подобряване на резултатите от избора на материал и промените в геометричните характеристики на маховика.
Задвижването под формата на химичен батерия (с олово киселина)
Класически батерия с капацитет от 190 Ah с изходното напрежение от 12 V и 50% освобождаване е в състояние за подаване на ток от 10 А в продължение на 9 часа. Издаден енергия е 10 А * 12 В * 9 Н = 1.08 кВтч. Или приблизително 3.9 MJ на цикъл. Като теглото на батерията от 65 кг, имаме специфична енергия на 60 килоджаул / кг. Максималният товар, че батерията е в състояние да осигури за един час не надвишава 1080 вата. Гаранция за качеството на батерията е между 3 - 5 години, в зависимост от употребата. Батерията може да получава пряко енергия от изходните токове, достигащи хиляди ампера, когато изходното напрежение от 12 V, отговарящи на стандарта за път. С множество батерии съвместими устройства, предназначени за постоянно напрежение от 12 V, 12/220 налични преобразуватели в различна мощност.
Задвижването на пневматичен тип
Въздухът се вкарва в резервоара на стомана от 1 кубичен метър до 40 атмосфери налягане, извършва работа в условия на изотермично разширяване. Работа А, направено от идеален газ при условията Т = CONST, определя по формулата:
А = (М / ц) R T LN (V2 / V1)
Тук M - маса на газ, мю - 1 мол маса на същия газ, R = 8,31 J / (мол * K), Т - температура, изчислява чрез абсолютната Келвин, V1 и V2- първоначално и крайният обем заето от газа ( където V2 / V1 = 40 при разширяване на атмосферно налягане вътре в резервоара). За изотермичен експанзия само право на Бойл: P1V1 = P2 V2. Да приемем, Т = 298 0k (250 °) за въздух M / ц
40 = 1785.6 0,0224 мола вещества газ извършва работа А = 1785,6 * 8,31 * 298 * LN 50
4.45 кВтч на цикъл. Стените на резервоара с налягане 40-50 атмосфери, трябва да имат дебелина най-малко 5 mm, и следователно маса за съхранение е около 250 кг. Съхранената пневматично задвижване данни специфичната енергия ще бъде равна на 64 килоджаул / кг. Резервен мощност, предоставена от пневматично задвижване за един час на работа, ще бъде 4,5 кВт. Гарантирано експлоатационен живот, както и по-голямата част от устройствата, базирани на изпълнение на механична работа на техните структурни части, тя е на 20 години. Предимствата на този тип задвижване: способността на резервоара се намира под земята; резервоарът може да служи като стандартен газов цилиндър, с помощта на подходящо оборудване, вятърната турбина е в състояние да предава директно на движението на помпата на компресора. В допълнение, много устройства директно се използва енергията, натрупана в сгъстен въздух резервоар.
Ето параметрите считат видове съхранение на енергия в таблицата с обобщена информация:
Също така добави, че в последно време, в различни онлайн магазини се появи тритий сексапил. Те не са много скъпи, около 600-700 рубли. Именно тези дрънкулки и да се използва за енергия.
Принципът на работа е много проста дрънкулки. Има крушка направени от стъкло или поликарбонат (пластмаса). Колбата вътре е покрита с фосфор. И вътре е тритий газ. Тритий - един от водородните изотопи, които почти 24 години могат да се разпадат в хелий и бета радиация. Бета радиация е поток от електрони и неутрони, както и малка част от неутрино.
