Ev · Diğer · Çeşitli tiplerde piller. Hangi enerji depolama cihazı en fazla enerji tüketir?

Çeşitli tiplerde piller. Hangi enerji depolama cihazı en fazla enerji tüketir?

Otonom insanlar sıklıkla kendilerine "ekstra" enerjiyi nasıl toplayacaklarını, depolayacaklarını ve kullanacaklarını sorarlar. Yetersiz toplanan kW'ın ortaya çıkmasının birkaç nedeni vardır - aşırı miktarda SB, sistemi %100 kullanmayan şarj aşamaları gereksizdir güneşli günler, ev sahiplerinin yokluğu vb.
En kolay yol pillerdir. Dini inançlara bağlı olarak farklı olabilirler: kurşun-asit, alkalin, nikel-kadmiyum, yaşam vb. maliyet kWh Bu nedenle tüm danslar onların etrafındadır sevgili varlıklar.
Bölümün bir yerinde, pil teknolojilerinin gelişim yolunun, alternatiflerin ihtiyaç duyduğu senaryoya göre, yani nispeten küçük boyutlu verimlilikle gelişmediğine dikkat çekildi. Ancak elektrik şebekesinin bulunmadığı özel bir evde genellikle çok fazla arazi vardır. Bu fikir basit bir gerçekten kaynaklanıyor; birçok insan şehrin gürültüsünden ve karmaşasından kaçmak istiyor ve genellikle sadece şehirlerden ve yüksek insan yoğunluğundan uzakta değil, aynı zamanda uygarlıktan da uzak olan arsalar satın alıyor. iletişim yok, hatta elektrik bile yok. Bu nedenle çoğu zaman alternatifler uzay gibi bir kaynak türüne sahiptir. Geleneksel pil teknolojilerinin dikkate almadığı şeyler. Böylece geleneksel olmayanları arayabilirsiniz. AndrewNS, bu konuyla ilgili birkaç konu başlattı ve bu nedenle beni seçenekler arama konusunda düşünmeye sevk etti.
Tasarruf etmenin birçok süper alternatif yolu var alternatif enerji geleneksel hesaplarda değil.
Ve sunmaya karar verdiğim bunlardan biri ... pnömatik akümülatör!
Prensip basittir - gün içindeki fazla elektrik, bir kompresör yardımıyla basınçlı havaya dönüşür. Daha sonra, gerektiğinde, SA durumunda gece veya VG durumunda sakin durumda aküleri şarj eden jeneratörü döndüren pnömatik motor aracılığıyla serbest bırakıyoruz.
Şunun gibi bir şeye benziyor:

Silah arkadaşlarının çoğunluğu için bu ilkenin açık olduğunu düşünüyorum.
Prensip prensiptir, ancak ben öncelikle bu tür pillerin ekonomik gerekçeleriyle ilgileniyorum. Bu şekilde depolanan enerjinin maliyetinin ne kadar olduğunu, geleneksel yöntemlerle rekabet edip edemeyeceğini merak ediyorum.
Bunu yapmak için pnömoni bağlamında ne için küçük bir çalışma yaptım. Kolaylık ve algılama kolaylığı açısından tüm fiyatlar dolar cinsinden olacak ve ayrıca kablo, boru vb. bazı küçük şeyleri de atlayacağız. Ancak hesaplamalara kompresörü, hava motorunu ve geni dahil ettim.
Bu yüzden.
1. En önemli şey kapasitedir. Bu, pnömatik akümülatörün en pahalı parçasıdır, ancak aynı zamanda neredeyse sınırsız saat, döngü veya yıl ile en dayanıklı ve güvenilir olanıdır. İnternette 16 m3 kullanılmış bir gaz tankı buldum. yaklaşık 2 bin dolar karşılığında.
2. Kompresör. Birçok seçenek var. Yağlama ve soğutmalı otomotivden yarı endüstriyele, tabiri caizse "inşaat için". Seçtim yeni kafa(ihtiyacım olan özelliklere sahip bir konteynerimiz var) - yaklaşık 80 dolar. MAZ-KAMAZ için kompresörlü bir seçenek var, daha ucuz ve daha güvenilir, ancak gerekli basıncı (16 atmosfere kadar) sağlamıyor.
3. Pnömatik motor. İnternette 6,67 lt/s debi ile 250W'a hazır buldum. Bunun bir bedeli yok, dolayısıyla pnömatik aletler fiyatlarıyla çalışacağız. Yeni bir matkap veya öğütücünün maliyeti yaklaşık 25 dolardır.
4. Jeneratör. En gerçek olanı, örneğin bir vazodan yapılmış bir otomobildir. Yeni 80$, kullanılmış 35$. 15.000'den itibaren yaklaşık saat sayısı.
Belirli sistemin kısa açıklaması. Kompresörün kapasitesi 300-400l/dak olup, kapasiteyi 10 saatte artırmasına olanak tanır. Pnömatik motor 6,67 l / s veya 24 metreküp tüketir. 01:00 de. 16 atm'ye kadar pompalanan 16 metreküp kapasite 10,7 saat dayanacaktır. Yani 10,7 saat x 250W = 2,675 kW'a sahibiz. Bu kabaca 225 Ah'lik bir araba aküsüne eşdeğerdir. Daha kesin olarak bir %100 döngü ile. Benim sistemimde elektrik fazlası yılda yaklaşık 250 gündür, yani yılda 250 çevrimimiz oluyor.
Normal bir otoakusun maliyeti, hurda metal hariç, yaklaşık 200 $'dır. Ancak %100 deşarjda maksimum 250 devir çalışabilir.
Başka bir deyişle, bu pnömo-depolama üreten sistem yılda 1 araba aküsünün yerini alıyor. Veya yılda 200 dolar.
Şimdi pnömatik akümülatörümüze geçelim.
1. Kapasite. 50 yıllık hizmet ömrü. Aslında normal boyamayla 500 ya da 5000 yıl ama 50'yi alalım ve boyayı saymayalım. Yani 2000$'ın (maliyeti) 50'ye bölünmesi yılda yaklaşık 40$ eder.
2. Kompresör. Hizmet ömrünü 10.000 motor saati olarak alacağız. Buna göre 10.000'i 250 çevrime bölüyoruz ve 10 saate (her çevrimdeki çalışma) 4 yıl elde ediyoruz. 80 doları 4'e bölersek yılda 20 dolar elde ederiz.
3. Pnömatik motor. Mağazadaki ucuz pnömatik aletlerin hizmet ömrü sağlıklı bir şekilde değerlendirilemez. Yine de satın alma ihtimalini göz önünde bulundurarak 10.000 saat için hesaplayacağız. iyi bir araç ucuza kullanılır. 10000 / 250 gün / 10 saat sonra aynı 4 yılı elde ederiz. 25 dolar dörde bölünemiyor ama bölüyoruz ve yılda 6 dolar alıyoruz.
4. Gen. Motor kaynağı yaklaşık 20 bin moto saattir (ve benimle tartışmanıza gerek yok!). 20000/250/10 = 8 yıl veya yıllık 10$.

Toplam elimizde:
1. 40$
2. 20$
3. 6$
4. 10$
-
Yılda 76 dolar.
Yani, böyle bir pnömatik biriktirme üretme sistemine sahip olmak, yılda 1 otomatik akümülatör satın almaktan neredeyse 3 kat daha ucuzdur!
Ve şüphesiz ihtiyaç duyduğu elektrik aküsüne henüz ayrı bir şarj eklemedim.
Bu kadar.
En hafif tabirle bu hesaplamalar beni şaşırttı. Elbette verimlilik yok - 1,5 - 2 kW pompalıyoruz, 200-250 alıyoruz, ancak şahsen bu bana yakışıyor.
Biraz farklı hesaplamayı deneyebilirsiniz: pnömo-acc geceleri doğrudan akiya'ya üretilir ve deşarj derinliğinin ne kadar azalacağını ve buna bağlı olarak elektrik aküsünün ne kadar daha az değiştirileceğini kabaca tahmin edebilirsiniz ve buna göre, Hangi ekonomik verim bu girişim.
Sistem 2-10 kat artırılırsa verimlilik teorik olarak daha da artacaktır.
Denemeye başlamanın zamanı gelmiş gibi görünüyor. Pnömatik motor dışında setin neredeyse tamamı bende var, ama ya onu 50 Grivnası'na (6 $) alacağım ya da daha pahalı olan birinden geçici olarak kullanmasını isteyeceğim.

Yakın zamanda ele aldığımızda elektrik üretimi/talepteki zirve noktaları yumuşatmanın zorluklarını gündeme getirmiştik. Aynı zamanda, veya gibi daha fazla kullanım için ısıyı depolama olasılığını da hatırladılar. Ve bugün - pnömatik pillerin projelerini düşünün.

Bu tür en basit pil gelenekseldir gaz şişesi, güç üretiminin en yüksek olduğu zamanda kompresörün havayı pompaladığı büyük baskı. Enerji üretimi düştüğünde veya tam tersine tüketimi keskin bir şekilde arttığında, valf açılır ve çıkan basınçlı hava jeneratör türbinini döndürür. Böyle bir kurulumun verimliliği nispeten küçüktür, ancak çoğu zaman üretimin zirvesinde enerjinin ortadan kaybolduğu, çevredeki alanı ısıttığı göz önüne alındığında, böyle bir katkı maddesinin bile ihmal edilmemesi gerekir.

Böyle bir sistemin verimliliği nasıl arttırılabilir ve göreceli maliyeti nasıl azaltılabilir? Basınçlı Hava adı verilen bir kurulumda enerji depolama(CAES), ilk olarak ABD tarafından 1991 yılında McIntosh, Alabama'da inşa edildi. Rezervuar olarak doğal tuz yeraltı mağarası kullanılmaktadır. Tuz tabakası havanın geçmesine izin vermez. yüksek basınç- Küçük taneler, tuz tozu formasyonun kalınlığında oluşabilecek en küçük çatlakları kapatır. Hacmi 538 bin metreküp olan mağarada hava var. bir kompresör tarafından 77 atmosfer basınca pompalanır. Şebekenin güç tüketimi beklenmedik bir şekilde arttığında hava kaçar ve sisteme güç sağlar. Tankın 46 atm'lik daha düşük çalışma basıncına kadar boşaltılması için gereken süre 26 saattir ve bu süre zarfında istasyon 110 MW enerji üretmektedir.

Sistemin verimliliği nasıl artırılır? Basınçlı hava pervaneyi kendi başına döndürmez, doğalgaza karışarak gaz türbinine girer. Çoğu bir gaz türbininin gücü (üçte ikisine kadar) genellikle içine hava pompalayan bir kompresörü çalıştırmak için harcanır - bu, ciddi tasarruf elde ettiğimiz yerdir. Ayrıca hava, türbine girmeden önce ısı eşanjöründe (reküperatör) yanma ürünleriyle ısıtılır ve bu da verimliliği artırır.


Toplamda, geleneksel bir gaz türbinine eşit olduğunda, böyle bir şema, gaz tüketiminde% 60 ... 70 oranında bir azalma, soğuk durumdan hızlı bir başlangıç ​​​​(birkaç dakika) ve İyi iş düşük yüklerde. McIntosh'taki istasyonun inşası 30 ay sürdü ve maliyeti 65 milyon dolardı (doğal bir tuz mağarasına sahip olmasına rağmen).

Alabama'daki projeye ek olarak, 1978 yılında Huntorf'ta Almanlar, 600...800 m derinlikte ve 50..000 basınç aralığında iki tuz mağarasında 290 MW'lık (2 saatlik çalışma) bir depolama tesisi başlattı. 0,70 atmosfer. Başlangıçta Almanya'nın kuzeybatısındaki sanayi için sıcak bir yedek olarak kullanılan depolama, artık üretimdeki zirveleri dengelemek için kullanılıyor rüzgar santralleri.

Sovyet döneminde Donbass'ta 1050 MW'lık bir pnömatik akümülatör inşa edilmesi planlandı, ancak ne yazık ki o yılların birçok projesi gibi her şey kağıt üzerinde kaldı.

Peki, projenin geliştiricilerinden bir video.

Mağara, kompresör ve gaz türbini - böyle çalışır pnömatik akümülatör enerji. ABD'de bu tür ilk cihaz 1991 yılında Alabama'nın McIntosh şehrinde inşa edildi. Amacı enerji santrallerindeki pik yükleri yumuşatmaktır.

Biriktirme modunda hava, kompresörler tarafından 538 bin metreküp hacimli bir yer altı deposuna (doğal tuz mağarası) yönlendirilir. 77 atm basınca kadar. Şebekenin güç tüketimi beklenmedik bir şekilde arttığında hava kaçar ve sisteme güç sağlar. Tankın 46 atm'lik daha düşük çalışma basıncına kadar boşaltılması için gereken süre 26 saattir ve bu süre zarfında istasyon 110 MW enerji üretmektedir.


Basınçlı hava türbini kendi kendine döndürmez, gaz türbinine girer. Bir gaz türbininin gücünün 2/3'ü genellikle içine hava zorlayan bir kompresörü tahrik etmek için harcandığından önemli bir tasarruf elde edilir. Türbine girmeden önce hava, ısı eşanjöründe (reküperatör) yanma ürünleriyle ısıtılır, bu da verimliliği artırır.

Geleneksel bir gaz türbinine kıyasla gaz tüketiminde% 60 ... 70 oranında bir azalma, soğuk durumdan hızlı bir başlangıç ​​(birkaç dakika) ve düşük yüklerde iyi çalışma olduğunu belirtiyorlar.

McIntosh'taki istasyonun inşaatı 30 ay sürdü ve 65 milyon dolara mal oldu.

Alabama'daki proje benzersiz değil. 1978 yılında Huntorf'ta Almanlar, 600...800 m derinlikte ve 50...70 atm basınç aralığında iki tuz mağarasında 290 MW'lık bir depolama tesisi (2 saatlik çalışma) başlattı. Başlangıçta Almanya'nın kuzeybatısındaki sanayi için sıcak bir yedek olarak kullanılan depolama, artık rüzgar santrali üretiminin zirve noktalarını dengelemek için kullanılıyor.

Sovyet döneminde Donbass'ta aynı mağaraya 1050 MW'lık bir pnömatik akümülatör yerleştirmeyi planladıklarını, kaderinin bilinmediğini yazıyorlar.

2012 yılında Teksas'ta 2 megawatt'lık bir rüzgar çiftliğinin yanında 500 MWh'lik bir pnömatik depolama tesisi açıldı, ancak ayrıntılar eksik.

Bir hava kanalına bağlanan ve bir emniyet valfi ile donatılmış, önceden belirlenmiş bir basınca ayarlanmış, içinde hava veya başka gaz bulunan bir tank. Pnömatik akümülatör, kumlama ve kumlama makinelerinin imalatı için gerekli bir unsurdur ... ... Metalurji Sözlüğü

pnömatik akümülatör- Pnömatik akümülatör durumu T sritis Energetika apibrėžtis Suslėgtų dujų arba oro enerjisel kaupiklis. atitikmenys: ingilizce. pnömatik akümülatör vok. Druckluftspeicher, m rus. pnömatik akümülatör, m; pnömatik akümülatör, m pranc.… … Işıklandırma ve Markalama Teknolojileri Terminolojileri

PNÖMATİK AKÜ- hava kanalına bağlı ve bir sigortayla donatılmış, hava (veya başka bir gaz) içeren bir tank. Belirli bir sınırlama basıncına göre ayarlanan valf. Karmaşık pnömatikte kullanılır rüzgar enerjisinde çalışma basıncını eşitlemek için ağlar. ... ... Büyük ansiklopedik politeknik sözlük

Akümülatör (belirsizliği giderme)- Akümülatör (enlem. akümülatör toplayıcı, enlem. akümülatörden toplarım, biriktiririm) sonraki kullanımı amacıyla enerji biriktirmek için bir cihaz. akü arabada kullanılan pil ... ... Vikipedi

Pil- Bu terimin başka anlamları da vardır, bkz. Akümülatör (anlamları). Akümülatör (enlem. akümülatör toplayıcı, enlem. akümülatörden toplarım, biriktiririm) daha sonraki kullanım amacıyla enerji depolamak için bir cihaz, ... ... Wikipedia

PİL- (enlem. akümülatör toplayıcısından) daha sonraki kullanım amacıyla enerji depolamak için bir cihaz. 1) Elektrik pili elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür ve gerektiğinde ters dönüşümü sağlar; ... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

PİL Modern Ansiklopedi

Pil- (Latin akümülatör toplayıcısından), daha sonraki kullanım amacıyla enerji depolamaya yönelik bir cihaz. 1) Elektrik aküsü galvanic hücre yeniden kullanılabilir; Elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür ve... Resimli Ansiklopedik Sözlük

pil- A; m.Daha sonraki kullanım amacıyla enerji biriktirmeye yönelik bir cihaz. Termal, elektrik a. Şarj etmek. ◁ Şarj edilebilir, ah, ah. Bir tank. Ve pil. * * * pil (enlem. akümülatör toplayıcıdan), birikim için bir cihaz ... ... ansiklopedik sözlük

Pil- (enlem. akümülatör toplayıcı, akümülatörden topladığım, biriktirdiğim) daha sonraki kullanım amacıyla enerji biriktirmek için bir cihaz. Birikmiş enerjinin türüne bağlı olarak A. ayırt edilir: elektrik, hidrolik, termal, ... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

Elektrik üretiminin teknolojik döngüsünün zinciri mutlaka bir depolama (akümülatör) gibi bir bağlantıyı içerir. İÇİNDE geleneksel yollar elektrik üretimi, enerji rezervleri ön, "elektriksiz" bir biçimde biriktirilir ve bu bağlantı - enerji depolama, doğrudan jeneratörün önünde bulunur.

Bir hidroelektrik santralinin rezervuarı biriktirilecek şekilde tasarlanmıştır. potansiyel enerji nehir suyunun Dünya'nın çekim alanına girmesi, bir baraj yardımıyla belli bir yüksekliğe yükseltilmesi. Termal elektrik santrali Kesintisiz çalışma için gerekli katı veya sıvı yakıt rezervlerini depolama tesislerinde biriktirir veya boru hattıyla dağıtır. doğal gaz kalorifik değeri gerekli enerji rezervini garanti eder. Nükleer santrallerin reaktörlerinin çubukları, nükleer enerjinin kullanımı için belirli bir kaynağın mevcut olduğu bir nükleer yakıt stokunu temsil eder.

Listelenen tüm güç jeneratörü tipleri için sabit güç modu mevcuttur. Üretilen enerji miktarı kontrol edilir. geniş aralık mevcut enerji tüketiminin seviyesine bağlı olarak. Alternatif kaynaklar (rüzgar, gelgit, jeotermal, güneş) garantili bir sonuç sağlayamaz. sabit güç gerekli miktarda jeneratör şu an seviye. Bu nedenle depolama, burada bir kaynak deposu olmaktan ziyade, güç tüketimini kaynak gücü dalgalanmalarına daha az bağımlı hale getiren bir sönümleme cihazıdır. Kaynağın enerjisi akümülatörde birikir ve daha sonra ihtiyaç duyulduğunda formda tüketilir. elektrik enerjisi. Aynı zamanda fiyatı büyük ölçüde sürücünün maliyetine bağlıdır.

Alternatif enerji kaynaklarında akümülatörün karakteristik bir özelliği de içinde biriken enerjinin başka amaçlarla harcanabilmesidir. Yani, örneğin onların yardımıyla güçlü ve süper güçlü manyetik alanlar oluşturulabilir.

Fizik ve enerji mühendisliğinde kabul edilen enerji ölçü birimleri ve aralarındaki oran: 1 kWh veya 1000 W 3600 s - 3,6 MJ ile aynı. Buna göre 1 MJ, 1/3,6 kWh veya 0,278 kWh'ye eşdeğerdir.

Bazı yaygın enerji depolama cihazları şunlardır:

Hemen rezervasyon yapalım: yukarıdaki inceleme değil tam sınıflandırma Enerji sektöründe kullanılan depolama cihazlarının yanı sıra burada sayılanların yanı sıra termal, yaylı, indüksiyonlu ve diğer çeşitli enerji depolama cihazları da bulunmaktadır.

1. Kondansatör tipi depolama

220 V voltajda 1 F kapasitör tarafından depolanan enerji şöyledir: E = CU2 /2 = 12202 /2 kJ = 24200 J = 0,0242 MJ ~ 6,73 Wh Böyle bir elektrolitik kapasitörün kütlesi 120 kg'a ulaşabilir. Birim kütle başına spesifik enerji 0,2 kJ/kg'dan biraz daha fazla olduğu ortaya çıktı. Sürücünün saatlik çalışması 7 watt'lık bir yükte mümkündür. Elektrolitik kapasitörler 20 yıla kadar dayanabilir. İyonistörler (süper kapasitörler), yaklaşık 1 milyon yeniden şarj döngüsü kaynağıyla yüksek bir enerji ve güç yoğunluğuna (sırasıyla yaklaşık 13 Wh / l \u003d 46,8 kJ / l ve 6 kW / l'ye kadar) sahiptir. Kapasitör depolamanın tartışılmaz avantajı, biriken enerjiyi kısa sürede kullanabilme yeteneğidir.

2. Yerçekimi tipi akümülatörler

Kazık çakma tipi enerji akümülatörleri, 2 ton veya daha fazla ağırlığa sahip bir kazık çakma makinesi yaklaşık 4 m yüksekliğe kaldırıldığında enerji depolar.Kazık çakma makinesinin hareketli kısmının hareketi, vücudun potansiyel enerjisini serbest bırakarak onu vücuda aktarır. elektrik jeneratörü. İdeal durumda üretilen enerji miktarı E = mgh (sürtünme kayıpları hariç) ~ 2000 10 4 kJ = 80 kJ ~ 22,24 Wh olacaktır. Kopra kadınının birim kütlesi başına spesifik enerji 0,04 kJ / kg olarak ortaya çıkar. Sürücü bir saat içinde 22 watt'a kadar yük sağlama kapasitesine sahiptir. Beklenen servis ömrü mekanik tasarım 20 yılı aşıyor. Vücudun yerçekimi alanında biriktirdiği enerjinin de kısa sürede harcanabilmesi bu seçeneğin avantajıdır.

Hidrolik akümülatör, kuyudan pompalanan yaklaşık 8-10 ton ağırlığındaki suyun enerjisini su kulesi kapasitesine kullanır. Ters harekette, yerçekimi etkisi altında su, elektrik jeneratörünün türbinini döndürür. Geleneksel bir vakum pompası, suyun 10 m yüksekliğe kadar sorunsuz bir şekilde pompalanmasına olanak tanır.Bu durumda depolanan enerji E = mgh ~ 10000 8 10 J = 0,8 MJ = 0,223 kWh'dir. Birim kütle başına spesifik enerji 0,08 kJ/kg olarak çıkıyor. Sürücünün bir saat boyunca sağladığı yük 225 watt dahilindedir. Sürüş 20 yıl veya daha fazla sürebilir. Rüzgar türbini doğrudan pompayı çalıştırabilir (enerjiyi belirli kayıplarla ilişkili olan elektrik enerjisine dönüştürmeden), gerekirse kule tankındaki su başka ihtiyaçlar için kullanılabilir.

3. Volan Tahrikli

Dönen bir volanın kinetik enerjisi şu şekilde tanımlanır: E = J w2/2, J, metal silindirin içsel atalet momenti anlamına gelir (simetri ekseni etrafında döndüğü için), w, dönmenin açısal hızıdır.

Yarıçapı R ve yüksekliği H olan silindirin eylemsizlik momenti vardır:

J = M R^2 /2 = pi * p R^4 H/2

burada p metalin yoğunluğudur - silindirin malzemesi, pi* R^2 H çarpımı hacmidir.

Mümkün olan maksimum hat hızı silindirin yüzeyindeki noktalar Vmax (çelik volan için yaklaşık 200 m/s).

Vmaks = wmaks*R, dolayısıyla wmaks = Vmaks/R

Mümkün olan maksimum dönme enerjisi Emax = J wmax^2/2 = 0,25 pi*p R2^2 H V2max = 0,25 M Vmax^2

Birim kütle başına enerji: Emax/M = 0,25 Vmax^2

Silindirik volan çelikten yapılmışsa özgül enerji yaklaşık 10 kJ/kg olacaktır. 200 kg ağırlığındaki bir volan (doğrusal boyutları H = 0,2 m, R = 0,2 m) Emax = 0,25 pi 8000 0,22 0,2 ​​2002 ~ 2 MJ ~ 0,556 kWh enerji depolar.Volan depolama cihazının bir saat boyunca sağladığı maksimum yük, 560 W'yi aşar. Volan 20 yıl veya daha fazla dayanabilir. Avantajları: Depolanan enerjinin hızla serbest bırakılması, malzeme seçimi ve modifikasyonu yoluyla performansı önemli ölçüde artırma yeteneği geometrik özelliklerçark.

4. Kimyasal formunda depolama pil(kurşun asit)

12 V çıkış voltajında ​​​​ve %50 deşarjda 190 Ah kapasiteye sahip klasik bir şarj edilebilir pil, 9 saat boyunca yaklaşık 10 A akım sağlama kapasitesine sahiptir. Açığa çıkan enerji 10 A 12 V 9 h = 1,08 kWh veya döngü başına yaklaşık 3,9 MJ olacaktır. Pilin kütlesinin 65 kg olduğunu varsayarsak özgül enerjimiz 60 kJ/kg olur. Pilin bir saat boyunca sağlayabileceği maksimum yük 1080 watt'ı geçmiyor. Garanti süresi Kaliteli bir akünün kullanım ömrü, kullanım yoğunluğuna bağlı olarak 3 - 5 yıl arasındadır. Otomotiv standardını karşılayan 12 V çıkış voltajında ​​bin ampere kadar çıkış akımına sahip aküden doğrudan elektrik almak mümkündür. Pek çok cihaz aküyle uyumlu, 12 V sabit voltaj için tasarlanmış, çeşitli çıkış güçlerinde 12/220 V dönüştürücüler mevcuttur.

5. Pnömatik tip akümülatör

1 metreküp hacimli çelik bir tanka 40 atmosfer basınca pompalanan hava, izotermal genleşme koşulları altında çalışır. İdeal bir gazın T=const koşulları altında yaptığı A işi aşağıdaki formüle göre belirlenir:

A = (M / mu) R T ln (V2 / V1)

Burada M gazın kütlesidir, mu aynı gazın 1 molünün kütlesidir, R = 8,31 J / (mol K), T mutlak Kelvin ölçeğine göre hesaplanan sıcaklıktır, V1 ve V2 başlangıç ​​ve son hacimdir gaz tarafından işgal edilir (bu V2 / V1 = 40'a genişletildiğinde atmosferik basınç tankın içinde). İzotermal genleşme için Boyle-Mariotte yasası geçerlidir: P1V1 = P2 V2. T = 298 0K (250C) alalım Hava için M/mu ~ 40: 0,0224 = 1785,6 mol madde, gaz iş yapar A = 1785,6 8,31 298 ln 50 ~ 16 MJ ~ 4,45 kWh çevrim başına. 40-50 atmosfer basınç için tasarlanan tankın duvarları en az 5 mm kalınlığa sahip olmalı ve bu nedenle sürücünün kütlesi yaklaşık 250 kg olacaktır. depolanmış veri pnömatik akümülatörözgül enerji 64 kJ/kg'a eşit olacaktır. Bir saatlik çalışma sırasında pnömatik tahrikin sağladığı maksimum güç 4,5 kW olacaktır. Performansa dayalı çoğu sürücü gibi garantili kullanım ömrü mekanik iş yapısal parçaları 20 yıldan fazladır. Bu tip rezervuarın avantajları: rezervuarın yer altına yerleştirilmesi olasılığı; rezervuar uygun ekipman kullanılarak standart bir gaz silindiri olabilir, rüzgar türbini hareketi doğrudan kompresör pompasına iletebilir. Ayrıca birçok cihaz doğrudan tankta sıkıştırılan havanın biriken enerjisini kullanır.

Özet tabloda dikkate alınan enerji depolama cihazı türlerinin parametreleri şunlardır:

Tip

enerji depolama

Tahmini performans

Ayrılmış değer
enerji, kJ

Spesifik enerji (cihazın birim kütlesi başına), kJ/kg

Sürücü bir saat boyunca çalıştığında maksimum yük,

Salı

Beklenen servis ömrü,
yıllar içinde

Kapasitör tipi

pil kapasitesi 1 F,
voltaj 220 V, ağırlık 120 kg

24,2

20 içinde

Hindistan cevizi türü

Bir kadının kopra kütlesi 2000 kg, maksimum
4 m kaldırma

0.04

en az 20

Yerçekimi hidrolik tipi

sıvı kütlesi 8000 kg, yükseklik farkı 10 m

0.08

en az 20

Çark

çelikten yapılmış silindirik volan
200 kg, yarıçap 0,2 m,
kalınlık 0,2 m

2000

en az 20

Kurşun asit pili

akü kapasitesi 190 Ah,
çıkış voltajı 12 V,
pil ağırlığı 60 kg

3900

1080

minimum 3 maksimum 5

Pnömatik tip

çelik tank
1 m3,

tank ağırlığı 2,5 ton basınç sıkıştırılmış hava 40
atmosferler

16000

4500

en az 20