Теплотворная способность аккумуляторов

С древних времен древесина была самым легкодоступным топливом для человечества, но уже во времена средних веков король Генрих VIII (1491-1547) был обеспокоен тем, что Англия не может запасать достаточного количества дров для обогрева, приготовления пищи и строительства домов, вследствие чего он призвал население бережнее относиться к этому ресурсу. Начало добычи угля в 1700-х не только помогло преодолеть дефицит древесины, но и через некоторое время поспособствовало промышленной революции. Были у угля и недостатки - из-за его массового использования небо над крупными городами затянулось дымом, а у жителей возникали проблемы со здоровьем.

В 1859 году была обнаружена нефть, сначала в Пенсильвании, а затем в Техасе. К 1900 году ключевым поставщиком нефти стал Ближний Восток, после Первой мировой войны к нему присоединились Мексика, Венесуэла и Иран, которые также обнаружили у себя крупные запасы этого углеводорода. Нефть стала дешевым, доступным и легко транспортируемым энергоносителем, безопасность и экологичность которого находится на приемлемом уровне; все это помогло нефти вскоре стать наиболее предпочтительным источником энергии.


Аккумуляторы EverExceed

 

Standard Range AGM Deep Cycle Range AGM Gellyte Range GEL
свинцово-кислотные аккумуляторы аккумуляторы для газового котла гелевые аккумуляторы 12 вольт 100 ач и 200 ач 
10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 700 циклов 10 - 12 лет / 750 циклов
универсальная серия AGM для глубоких разрядов AGM универсальная серия GEL

Как древесина была вытеснена углем, а он, в свою очередь, уступил нефти, так и логичным было бы предположить появление “убийцы” нефти, на роль которого сватали атомную энергетику и ждали от нее возможности получения неограниченного количества энергии при низких затратах. Наиболее распространенным топливом для атомных электростанций являются уран-235 и плутоний-239, причем в последнем сокрыто настолько много энергии, что его 1 кг этого вещества может произвести около 10 миллионов киловатт-часов электроэнергии. Известный популяризатор науки Дэвид Дитц (1897-1984) писал: «Вместо того, чтобы заправлять бак вашего автомобиля бензином два или три раза в неделю, вы сможете путешествовать в течение года на одной лишь грануле атомной энергии размером с горошину.»

В 1950-х годах на атомных электростанциях началось производство электроэнергии, появились первые атомные подводные лодки и авианосцы. Изначально государство было монополистом в сфере атомной энергетики, но со временем законодательство изменилось, дав возможность и частному сектору использовать силу атома. К сожалению, все это повлияло на безопасность. Наиболее серьезные инциденты случались на АЭС Три-Майл-Айленд в США, Чернобыле в Украине и Фукусиме в Японии. Огромные масштабы ущерба привели к замедлению роста атомной энергетики, в дополнение к этому до сегодня остается нерешенной проблема захоронения отработавшего топлива.

Ученые видели в водороде следующее энергетическое чудо, учитывая его неограниченные запасы и чистоту. Автомобили на топливных элементах [BU-210], использующих водород в качестве топлива, настолько экологически чистые, что горячую воду из их выхлопной системы можно использовать для заварки чая. Но для производства водорода нужно тратить очень много энергии, почти столько же сколько он и отдаст, и в связи с этим, несмотря на большие ожидания, энергия водорода стала несбыточной мечтой.


Аккумуляторы EverExceed GEL

 

Marin GEL Range Deep Cycle GEL Range Solar GEL Range
аккумулятор для электромотора аккумуляторы глубокого разряда аккумуляторы для солнечных батарей
10 - 12 лет / 800 циклов 10 - 12 лет / 800 циклов 10 - 12 лет / 800 циклов
для электромоторов лодок и катеров для глубоких циклических разрядов для солнечных электростанций

Большая часть глобальной энергии генерируется путем сжигания углеводородов в виде нефти, природного газа и угля, которые являются остатками живой материи из прошлых геологических времен. Солнце, источник всей жизни, по сути законсервировало энергию в виде углеводородов, и стоит помнить, что их запасы не вечные. На рисунке 1 показаны различные виды топлива, используемые для выработки энергии. Уголь, наиболее распространенное топливо, вырабатывает наибольшее количество углекислого газа, доля природного газа составляет примерно половину от выбросов угля, нефть же находится в середине этого списка.

Теплотворная способность

Рисунок 1: Глобальное производство электроэнергии по видам используемого топлива (данные Международного энергетического агентства за 2014 год). Уголь является недорогим энергоносителем, но производит примерно в два раза больше СО2 по сравнению с природным газом. Выработка СО2 нефтью находится на уровне примерно посередине между углем и природным газом.

На рисунке 2 можно увидеть удельную теплоту сгорания и эффективность различных источников энергии в ватт-часах на литр. Дизель и бензин с точки зрения удельной теплоты сгорания превосходят литий-ионные аккумуляторы. Любое отклонение от простого процесса горения для получения энергии будет приводить к более высоким затратам, но более важным моментом в этом процессе является минимизация выбросов парниковых газов (СО2).

Теплотворная способность

Рисунок 2: Теплотворная способность. Дизель и бензин по этому параметру превосходят литий-ионные аккумуляторы. Эффективность преобразования заключается в тепловой мощности и не включает в себя трение и сопротивление.

* - CNG (от англ. compressed natural gas - сжатый природный газ) под давлением 250 бар (3.625psi)

** - водород под давлением 350 бар (5.000psi)

В таблице 3 приводится краткая информация о теплотворной способности древних и современных видов топлива исходя из массы (кг) и объема (л). За исключением лидерства водорода в теплотворной способности по массе, в остальном преимущество держат углеводороды.

Топливо

Количество энергии на единицу массы (Вт*ч/кг)

Количество энергии на единицу объема (Вт*ч/л)

Водород (350 бар)*

39.300

750

Жидкий водород*

39.000

2.600

Пропан

13.900

6.600

Бутан

13.600

7.800

Дизельное топливо

12.700

10.700

Бензин

12.200

9.700

Природный газ (250 бар)

12.100

3.100

Животный жир

10.500

9.700

Этанол

7.850

6.100

Черный уголь (твердый)

6.600

9.400

Метанол

6.400

4.600

Древесина (в среднем)

2.300

540

Li-cobalt аккумулятор

150

330

Li-manganese аккумулятор

120

280

Маховик

120

210

NiMH аккумулятор

90

180

Свинцово-кислотный аккумулятор

40

64

Сжатый воздух

34

17

Суперконденсатор

5

73

Таблица 3: Плотность энергии различных видов топлива и устройств ее накопления. Ископаемое топливо содержит примерно в 100 раз больше энергии на единицу массы в сравнении с Li-ion аккумуляторами.

Данные взяты из разных источников и являются приблизительными.

* - У водорода самое высокое содержание энергии на единицу веса (Вт*ч/кг), но именно соотношение объема с количеством энергии показывает правдивую картину с точки зрения хранения и доставки. Дизельное топливо имеет почти в 14 раз большую удельную энергию по сравнению с водородом при равном объеме (750 Вт*ч/л при давлении 350 бар или 5.000psi)


Тяговые аккумуляторы Trojan (USA)

 

Trojan Marine RV AGM Deep Cycle Trojan GEL Deep Cycle
тяговые лодочные аккумуляторы 12 вольт Тяговые аккумуляторы agm Аккумуляторы для поломоечных машин
10 - 12 лет / 700 циклов 10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 800 циклов
для речного и морского траспорта для электромоторов, солнечных электростанций, высоких нагрузок

Нефть и природный газ можно извлечь из недр земли относительно дешево и без особых подготовительных работ. Водород, в противоположность углеводородам, требует энергии для добычи и его к тому же трудно хранить. Когда выбирается топливо для отопления или для транспорта, то главным фактором служит именно экономическая составляющая. Экологические проблемы в таких случаях отходят на второй план. Ископаемое топливо является одним из самых дешевых, эффективных и легкодоступных видов энергоносителя, но экологический вред при их потреблении в больших масштабах может стать довольно серьезной проблемой.

Последнее обновление 2016-03-06


Контроль и защита аккумуляторов

 

Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Батарейный балансир
Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Стабилизатор тока заряда аккумулятора
контроль более 25 параметров, история и синхронизация защита от низкого и высокого напряжения, возможность регулировки для 12, 24, 36 и 48В систем, возможность параллельного подключения

Теплотворная способность


Рейтинг и отзывы: 1 1 1 1 1 5/5 на основе 3 голосов