Акумулятори проти викопного палива; Університет акумуляторів
ПРИМІТКА : Ця стаття була в архіві . Будь ласка, прочитайте нашу нову "Вартість енергії" для оновленої версії.
Підняття літака на великому літаку завжди викликає захоплення. При повній вазі майже 400 тонн Boeing 747 вимагає 90 мегават потужності для руху в повітря. Зліт - найвимогливіша частина подорожі, і коли літак досягає крейсерської висоти, споживання енергії зменшується до половини.
Потужні двигуни використовувались і тоді, коли в 1934 році на воду було запущено могутню королеву Марію. 81 000-тонний океанський лайнер довжиною 300 метрів (1000 футів) приводився в рух чотирма паровими турбінами загальною потужністю 160 000 к.с. (120 мегават). Під час експлуатації корабель перевозив 3000 душ і рухався зі швидкістю 28,5 вузлів (52 км/год). Королева Мері зараз на пенсії в Лонг-Біч, штат Каліфорнія.
Великі рушійні установки практичні лише з двигунами внутрішнього згоряння, а викопне паливо служить дешевим та доступним джерелом енергії. Низьке відношення енергії до ваги з точки зору чистої теплотворної здатності (NCV), а також відносно короткий термін служби робить акумулятори непридатними за певного застосування. У той час як викопне паливо забезпечує коефіцієнт охолодження 12 000 Вт/год/кг, літій-іонний акумулятор марганцевого типу забезпечує 120 Вт/год, що в сто разів менше за вагу. Навіть при низькій ефективності 25 відсотків двигун внутрішнього згоряння перевершує найкращий акумулятор за співвідношенням енергії до ваги. Ємність батареї потрібно було б збільшити у двадцять разів, перш ніж вона зможе конкурувати один з одним із викопним паливом.
Іншим обмеженням руху батареї над викопним паливом є паливо за вагою. Поки вага зменшується в міру споживання, акумулятор має однакову зарядку, незалежно від того, повністю заряджена чи порожня. Це ставить обмеження на відстань водіння EV та робить електричний літак непрактичним. Крім того, двигун внутрішнього згоряння забезпечує повну потужність при замерзаючих температурах і продовжує добре працювати з плином віку - риси, якої неможливо досягти за допомогою акумулятора. Акумулятор, якому кілька років, може забезпечувати лише половину номінальної ємності.
Живлення від первинних акумуляторів
Енергія від акумуляторних батарей є найдорожчою з точки зору вартості за кіловат-годину (кВт-год). Первинні батареї використовуються для програм з низьким енергоспоживанням, таких як наручні годинники, пульти дистанційного керування, електричні ключі та дитячі іграшки. Військові в бою, легкі маяки та віддалені ретрансляційні станції також використовують первинні форми, оскільки зарядка не є практичною. У таблиці 1 розрахована можливість зберігання та вартість кВт-год первинних батарей.
Клітина AAA
Клітинка А.А.
C клітина
D клітина
9 Вольт
Ємність (лужна)
Енергія (одна комірка)
Вартість осередку (Дол. США)
Вартість за кВт-год (Дол. США)
Таблиця 1: Порівняння енергії та вартості первинних лужних клітин. Енергія від первинних акумуляторів є найдорожчою; вартість зростає із меншими розмірами батареї.
Живлення від вторинних батарей
Покращений час роботи, нижча ціна одиниці та зручність підзарядки перенесли багато портативних додатків, раніше зарезервованих для первинних акумуляторів, на акумуляторні. У таблиці 2 порівнюється вартість енергії з акумуляторами. Вартість залежить від ціни акумулятора та кількості можливих циклів розрядки/зарядки. Аналіз не включає електроенергію для зарядки або вартість придбання та обслуговування зарядного обладнання. У таблиці порівнюються комерційні акумуляторні батареї, що використовуються для зв'язку, обчислювальної техніки або медичних пристроїв.
Свинцева кислота
NiCd
NiMH
Літій-іонний
Ємність
Напруга акумулятора
Енергія за цикл
Кількість циклів
Вартість акумулятора (прибл.)
Вартість за кВт-год (Долари США)
Таблиця 2: Порівняння енергії та вартості за допомогою акумуляторних батарей. Старі технології мають нижчу вартість/кВт-год, ніж новіші системи; більші осередки є найбільш економічно вигідними. Витрати є комерційними пакетами за розрахунковими цінами, що відпускаються без рецепта.
* Тривалість циклу базується на технічному обслуговуванні акумулятора.
Живлення з інших джерел
З ослабленням запасів викопного палива уряди та приватний сектор вивчають альтернативні джерела енергії. У таблиці 3 порівнюються витрати на генерування 1 кВт електроенергії, беручи до уваги початкові інвестиції, додаючи споживання палива та включаючи можливу заміну системи. Енергія від електромережі є найбільш економічно вигідною; споживачі в промислово розвинутих країнах платять від 0,05 до 0,25 доларів США за кВт-год. (Типове щоденне споживання енергії на домогосподарство становить 25 кВт.) Бензин (і еквівалент) є найбільш економічним портативним паливом.