Порівняння заряду акумулятора

Технологічні досягнення регулярно зростають незабаром після того, як стався великий прорив. З електрикою не так. Електрична потужність була виявлена ​​приблизно в 1600 р. Н. Е. (Або раніше). У той час ніхто не знав, що з цим робити, крім створення іскор і експериментів з посмикуючими жаб’ячими лапами. Покриття металом за допомогою електролізу розпочалось лише у 1800-х роках. Але незабаром після цього первинна батарея живила перше електричне світло, використовуючи вугільні електроди. Після того, як у середині 1800-х років було виявлено взаємозв'язок з магнетизмом, було винайдено генератори, які виробляли постійний потік електрики. Далі рухались двигуни, що дозволяли механічний рух, і лампочка Едісона, здавалося, перемагала темряву.

Винахід електронної вакуумної трубки на початку 1900-х років став важливим наступним кроком на шляху до високих технологій, що дозволили частотні генератори, посилення сигналу та цифрове перемикання. Це призвело до радіомовлення в 1920-х і дозволило створити перший діючий цифровий комп'ютер (ENIAC) у 1946 р. Відкриття транзистора в 1947 р. Відкрило шлях до інтегральної схеми через десять років. Нарешті, мікропроцесор відкрив епоху інформації та здійснив революцію в нашому житті.

Хоча великі первинні батареї існують вже 200 років, герметичний нікель-кадмієвий, як ми його знаємо сьогодні, має стільки ж років, скільки і транзистор (1947). Тим часом батареї стали дуже важливим джерелом енергії, і попит неухильно зростає.

У 2000 році загальна енергія акумулятора, що споживається у всьому світі ноутбуками та мобільними телефонами, оцінюється в 2500 мегаватт. Давайте зробимо деяке порівняння потужності з різними видами транспорту з самого початку до сьогодні.


3000 р. До н
350 р. До н
1800 н.е.
1837 р. Н.е.
1900 н. Е
1969 р. Н.е.
1974 р. Н.е.
Бик тягне вантаж
Вертикальне водяне колесо
Перероблений паровий двигун Ватта
Морський паровий двигун
Рейковий паровий двигун
Реактивний літак Boeing 747
Атомна електростанція
0,5 к.с.
3 к.с.
40 к.с.
750 к.с.
12000 к.с.
100000 к.с. *
1 500 000 к. С

* Потужність двигуна вимірюється в (к.с. або кВт), а тяга струменя (фунти, кН). Крейсерський Boeing 747 вимагає тяги в 245 295 Н. Це стосується 87 325 к. С. Або 65 000 кВт. Під час зльоту літак видає повну тягу на рівні 973 кН (219 000 фунтів) з потужністю 105 000 к.с. або 78 300 кВт.

Заряд акумулятора і джембо-джет Boeing 747

Мандрівники відчувають захоплюючий зліт джембо-джета. Повністю завантажений 400 тонн, Boeing 747 вимагає 90 мегаватт (МВт) енергії, щоб потрапляти в повітря. Це стосується 120 000 кінських сил (к.с.). Споживання енергії під час круїзу зменшується до половини або до 45 МВт (60000 к. С.). Глобальний заряд батареї, який споживають мобільні телефони та ноутбуки, міг би тримати в повітрі 56 літаків Boeing 747.

Могутня королева Марія, 81000-тонний океанський лайнер, що тягнеться довжиною понад 300 метрів (1000 футів), приводилася в рух чотирма паровими турбінами потужністю 160 000 к.с. Енергія, що споживається у всьому світі мобільними телефонами та ноутбуками, може забезпечити живленням 20 кораблів Queen Mary з 3000 пасажирами та екіпажем, які рухаються зі швидкістю 28,5 вузлів (52 км/год). Королева Мері була заснована в 1934 році і зараз є музеєм у Лонг-Біч, Каліфорнія.

Двигун потужністю 275 к.с. (200 кВт) забезпечує позашляховик або великий автомобіль. Середній сімейний будинок підведений до 20 кВт. Великий транспортний засіб має достатню потужність для забезпечення електричною енергією 10 будинків та задоволення пікових вимог струму. Це суттєво, якщо врахувати, що більшість транспортних засобів перевозить лише водія

Активній людині потрібно 3500 калорій на день, щоб підтримувати фізичну форму, що становить приблизно 4000 Вт за 24 години (1 калорія їжі = 1,16 Вт-година). Якщо подорожує пішки, людина долає близько 40 км на день (25 миль). На рисунку 1 ми порівнюємо енергію на пасажирський кілометр для завантаженого Boeing 747, відставного океанського лайнера Queen Mary, бензинового позашляховика та підготовленої людини на велосипеді та пішки. Цифри оцінюються.

акумулятора

Рисунок 1: Потреби в енергії для різних видів транспорту. Повітряні перевезення вимагають найменших витрат енергії на пасажир-км з точки зору механізованих перевезень. Човен стає ефективним для важких вантажів. Абсолютно мінімальна потреба в енергії - це людина на велосипеді
___________________
* Для підвищення температури 1 г води на 1 градус Цельсія потрібно 4.186 джоулів.
Детальніше про механічну потужність: http://en.wikipedia.org/wiki/Power_%28physics%29

Як розвиваються новіші акумуляторні хімії?

Літій-іонний переможець у портативних програмах. Серед найпопулярніших літій-іонних - це циліндричні елементи 18650 та різноманітні призматичні елементи в металевій упаковці.

Літій-іонний полімер добре служить, коли геометрія комірок повинна бути менше 4 мм або коли потрібні спеціальні пакети. Високопотужні літій-іонно-полімерні мішки дозволяють зручно складати один одного для створення потужного і компактного акумуляторного блоку з оптимальним розподілом місця. Однак існує цінова премія. Літій-іонно-полімерний коштує приблизно на 10% дорожче, ніж літій-іонний, не отримуючи додаткової потужності. Необхідно враховувати виділення кімнати для набрякання при складанні комірок.

Літій-іонні випробовуються на медичних інструментах та гібридних автомобілях зі змішаними результатами. Короткий термін експлуатації та висока ціна є основними перешкодами. Ці ринки надалі будуть обслуговуватися більш міцними та дешевими свинцевими та нікелевими батареями.

На горизонті немає нових хімічних речовин, що замінять класичну свинцево-кислотну для ринку автомобілів та колісної мобільності. Свинцева кислота є зрілою, а виробничі витрати низькі. Свинцево-намотана свинцево-кислотна технологія, подібна до свинцевої кислоти, що регулюється клапаном, та абсорбуючий скляний килимок (AGM) поступово замінюють залитий автомобільний акумулятор у висококласних програмах. Знову ж таки, ці цінові батареї мають цінову премію, але довший термін служби окупить інвестиції.

Список літератури: Баррі Хурет, президент консалтингової компанії Huret Associates Inc. в Ярдлі, штат Пенсильванія, США

*** Будь ласка, прочитайте щодо коментарів ***

Коментарі призначені для "коментування", відкритої дискусії серед відвідувачів сайту. Університет акумуляторів стежить за коментарями та розуміє важливість висловлення поглядів та думок на спільному форумі. Однак усі зв’язки повинні здійснюватися з використанням відповідної мови та уникати спаму та дискримінації.