Для альтернативной энергосистемы необходимо выяснить, какой из методов сохранения энергии подходит для частного (бытового) использования, разобраться в его принципе и подобрать подходящий.
Как несложно убедиться, изучив многочисленные ресурсы, посвященные системам альтернативной энергетики, для накопления электрической энергии в бытовых системах наиболее популярны электрохимические аккумуляторы. Это обусловлено многими факторами: безопасностью использования, простотой устройства и обслуживания, а также удельной дешевизной.
Для справки: электрохимическим аккумулятором называют обратимый электрохимический элемент, служащий для накопления электрической энергии путем приложения внешнего напряжения (процесс заряда) в форме химической энергии и обратной отдаче электрической энергии при разряде. Элемент является обратимым, если при изменении направления тока полностью восстанавливается его исходное состояние. Чтобы осуществить обратимый элемент, должны быть выполнены следующие условия: процесс, создающий ток, должен проходить без образования газов, электроды не должны растворяться, электролит должен состоять из одной жидкости.
Принцип работы
Как и любой электрохимический элемент, аккумулятор представляет собой два электрода погруженные в раствор электролита и разделенные, во избежание короткого замыкания, мембраной. Электроды представляют собой пластины, изготовленные из активного материала либо пластины из проводящего материала, на которые нанесен активный материал. Электролит может не только обеспечивать транспорт заряда и вещества, но и непосредственно принимать участие в электрохимических реакциях.
Другими словами, в аккумуляторах реализуется принцип преобразования и запасания электрической энергии в форме химических связей. Это можно представить следующим образом: в разряженном аккумуляторе пластины обоих электродов покрыты веществом в устойчивом состоянии (при соприкосновении друг с другом реакция протекать не будет). В процессе заряда вещества электродов, под действием электрического тока, переходят в неустойчивое состояние – на одном электроде с избыточным окислительным, а на другом – восстановительным потенциалом. Теперь, при соприкосновении, электродные вещества будут бурно взаимодействовать. В разомкнутом аккумуляторе этого не происходит, поскольку, с одной стороны, вещества разделены раствором электролита (переносит частицы, но не электроны), а с другой – разрывом цепи электрических проводов (переносит электроны, но не частицы). При замыкании проводов, через нагрузку, вещества на электродах приходят в «полный» контакт. Поскольку система стремиться к устойчивому состоянию, в котором вещества находятся в стабильной форме, то происходит разряд аккумулятора, с протеканием тока по цепи проводов.
Принципиальная схема электрохимического элемента приведена ниже.
Технические характеристики
Для того чтобы выбрать подходящий для автономной системы аккумулятор нужно знать его технические характеристики. Наиболее важными техническими характеристиками электрохимических аккумуляторов являются:
- Удельная энергия – количество запасенной энергии на килограмм, выражается в Вт*ч/кг;
- Плотность энергии – тоже, но на объем аккумулятора, Вт*ч/л;
- Удельная мощность – максимально отдаваемая мгновенная нагрузка с килограмма батареи, Вт/кг;
- Эффективность заряд-разряд – отношение количества отдаваемой энергии к пропущенной в процессе заряда (КПД батареи), в %;
- Удельная стоимость, измеряется в Вт*ч/$
- Саморазряд – потеря энергии аккумулятором без нагрузки, % в месяц;
- Циклируемость – количество полных циклов заряд-разряд приводящих к значительной потере аккумулятором емкости (обычно, потеря около 20% начальной емкости), количество циклов;
- Номинальное напряжение, в вольтах;
- Диапазон рабочих температур.
При сравнении электрохимических аккумуляторов следует учитывать, что каждый тип характеризуется различным сочетанием данных параметров. Это не позволяет однозначно назвать «лучший» тип аккумуляторов. Можно говорить только о лучшей применимости конкретного типа аккумуляторов в конкретных условиях.
Для того чтобы подобрать аккумулятор для вашей системы энергообеспечения, вам достаточно позвонить нам и мы произведем необходимые расчеты совершенно бесплатно.
Посмотрите полныйкаталог аккумуляторов >>
