Переваги та обмеження акумуляторів

Можна почути про чудові вдосконалення в технологіях акумуляторів, кожне з яких пропонує окремі переваги, але жодне з них не забезпечує повністю задовільного рішення для всіх сучасних енергетичних потреб. Хоча акумулятор має багато переваг перед іншими джерелами енергії, він також має суттєві обмеження, які потребують усунення.

Зберігання енергії

Акумулятори досить добре та довго зберігають енергію. Первинні акумулятори (неакумуляторні) утримують більше енергії, ніж вторинні (акумуляторні), а саморозряд у них нижчий. Свинцеві, нікелеві та літієві акумулятори потребують періодичного перезаряджання, щоб компенсувати втрату енергії.

Питома енергія (ємність)

Порівняно з викопним паливом, здатність акумулятора накопичувати енергію менш вражаюча. Енергетична цінність бензину за масою становить понад 12 000 Вт·год/кг. Для порівняння, сучасний літій-іонний акумулятор має лише близько 200 Вт·год/кг; проте акумулятор має перевагу в ефективнішій передачі енергії, ніж тепловий двигун. (

Швидкість реагування

Акумулятори мають велику перевагу над іншими джерелами живлення, оскільки вони готові до роботи в стислі терміни – подумайте про швидку дію спалаху камери! Немає потреби в розігріві, як у випадку з двигуном внутрішнього згоряння; заряд акумулятора виходить за частку секунди. Для порівняння, реактивному двигуну потрібно кілька секунд, щоб розкрутитися, паливному елементу – кілька хвилин, а холодному паровому двигуну локомотива – години.

Пропускна здатність потужності

Більшість акумуляторних батарей мають широкий діапазон потужності, що означає, що вони можуть ефективно обробляти як малі, так і великі навантаження. Для порівняння, діапазон паливного елемента вузький і найкраще працює в межах певного навантаження. Так само, як і реактивний двигун, який працює найефективніше при певній кількості обертів за хвилину (RPM).

Навколишнє середовище

Акумулятор працює чисто та залишається досить прохолодним. Більшість герметичних елементів не мають вентиляційних отворів, працюють тихо та не вібрують. Це різко контрастує з двигуном внутрішнього згоряння та великими паливними елементами, які потребують компресорів та вентиляторів охолодження.

Ефективність

Акумулятор високоефективний. Літій-іонний акумулятор має 99% ефективність заряду, а втрати при розряді невеликі. Для порівняння, енергетична ефективність паливного елемента становить від 20 до 60%, а двигуна внутрішнього згоряння – від 25 до 30%.

Акумулятори LiFePO4

Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)

Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.

Купити

Акумулятор LiFePO4 Sacred Sun 12В 50Аг з BMS

LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження

Купити

Акумулятор Sacred Sun SCIFP1250 LiFePO4 12В 50Аг

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah

Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy

Купити

Подивитися більше

Встановлення

Герметичний акумулятор працює в будь-якому положенні та забезпечує хорошу стійкість до ударів та вібрації. Більшість двигунів внутрішнього згоряння повинні бути розташовані вертикально та встановлені на амортизаторах.

Експлуатаційні витрати

Літієві та нікелеві акумулятори найкраще підходять для портативних пристроїв; свинцево-кислотні акумулятори економічні для колісної мобільності та стаціонарного застосування. Ціна та вага роблять акумулятори непрактичними для електричної трансмісії у великих транспортних засобах. Вартість отримання енергії від акумулятора приблизно втричі вища, ніж її отримання від мережі змінного струму. Розрахунок включає вартість акумулятора, його заряджання від мережі та бюджет на подальшу заміну.

Технічне обслуговування

За винятком затоплення свинцевих акумуляторів водою та заряджання нікель-кадмієвих акумуляторів для запобігання «пам’яті», акумуляторні батареї потребують мало обслуговування. Це включає очищення зовнішніх клем від корозії та періодичні перевірки працездатності.

Термін служби

Акумуляторна батарея має відносно короткий термін служби та старіє, навіть якщо її не використовувати. Термін служби від 3 до 5 років є задовільним для споживчих товарів, але це неприйнятно для більших батарей. Гарантія на акумулятори гібридних та електромобілів становить 8–10 років; паливний елемент забезпечує 2000–5000 годин роботи, а залежно від температури, великі стаціонарні батареї служать від 5 до 20 років.

Екстремальні температури

Як і патока, низькі температури уповільнюють електрохімічну реакцію, і акумулятори погано працюють при температурі нижче нуля. Паливний елемент має ту саму проблему, але двигун внутрішнього згоряння добре працює після прогріву. Швидку зарядку завжди потрібно проводити при температурі вище нуля. Робота при високій температурі забезпечує підвищення продуктивності, але це призводить до швидкого старіння через додаткове навантаження.

Час заряджання

Тут акумулятор має безперечний недолік. Літієві та нікелеві системи заряджаються протягом 1–3 годин; свинцево-кислотні зазвичай заряджаються 14 годин. Для порівняння, заправка автомобіля паливом займає лише кілька хвилин. Хоча деякі електромобілі можна зарядити до 80 відсотків менш ніж за годину від розетки високої потужності, літій-іонні акумулятори потребують надшвидкої зарядки

Утилізація

Нікель-кадмієві та свинцево-кислотні акумулятори містять небезпечні матеріали та не можуть бути утилізовані на сміттєзвалищах. Нікель-металгідридні та літієві системи є екологічно чистими та можуть бути в невеликих кількостях включені до звичайних побутових предметів, але влада рекомендує переробляти всі акумулятори.