Ei ole väliä, olemmeko hereillä vai emme, riippumatta toiminnastamme, energiankulutus on aina mukanamme.
kuitenkin, miten energia varastoituu? Miten akku varastoi energiaa?
Entä jos sitä on meille kätevä käyttää silloin, kun tarvitsemme sitä?
Syvennytään tähän aiheeseen saadaksemme kattavamman käsityksen tämän käsitteen taustalla olevista perusperiaatteista.
Mitä on energia? Kuinka säilytät sen?
Tarkastellaan fysiikan peruskäsitteitä, energia määritellään kyvyksi tehdä työtä.
Se edustaa minkä tahansa voiman kykyä toimia.
Energiaa on eri muodoissa, mutta ne voidaan periaatteessa luokitella kahteen luokkaan: liike- ja potentiaalienergia.
Havainnollistamaan eroa näiden kahden energiatyypin välillä, opettajat käyttävät usein havainnollistamiseen metaforaa kivestä:
Vuoren huipulta vierivällä kivellä on liike-energiaa, ja jos se törmää toiseen esineeseen, se voi siirtää tätä energiaa. Kineettinen energia on liikkeessä olevaa energiaa.
Ja ne kallion reunalla sijaitsevat kivet, asemansa vuoksi, uskomme, että heillä on potentiaalista energiaa.
Tämä energia on varastoituneessa tilassa.
Sähköenergia tai sähkö kuuluu kineettisen energian luokkaan, koska sähkö on pohjimmiltaan liikkeen ilmentymä.
kuitenkin, sähköenergia voidaan muuntaa muiksi energiamuodoiksi, joita voimme varastoida.
Tutkitaan kuinka tämä muutosprosessi saavutetaan!
Voidaanko sähköenergiaa varastoida?
Sähköenergiaa ei ole mahdollista varastoida suoraan, mutta se voidaan muuntaa muihin varastoitaviin muotoihin.
Sen jälkeen, tämä energia voidaan muuntaa takaisin sähköenergiaksi ihmisten käyttöön.
Sähköenergian varastointi voidaan toteuttaa eri tavoilla, mukaan lukien:
Vauhtipyörän energian varastointi (muuntaa sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi)
Pumppuvarasto (hyödyntää veden gravitaatiopotentiaalienergiaa)
Paineilman energian varastointi (sähköenergian muuntaminen paineilman potentiaalienergiaksi)
Kondensaattorin energian varastointi (varastointimaksu)
Akun energian varastointi (yleisin tapa on muuttaa sähköenergia kemialliseksi energiaksi)
Mikä on akku?
Akku on energian varastointilaite, joka varastoi kemiallista energiaa tulevaa muuntamista varten sähköenergiaksi.
Akku voi sisältää yhden tai useamman sähkökemiallisen yksikön.
Näissä yksiköissä, kemialliset reaktiot synnyttävät elektronivirran, mikä johtaa virran muodostumiseen piiriin.
Tämän tyyppinen virta on virtalähde, jota tarvitaan eri tehtävien suorittamiseen!
Voimme verrata akkuja elektroninsiirtopumppuihin: jokaisessa akussa on positiivinen elektrodi (katodi), negatiivinen elektrodi (anodi), ja elektrolyytti, ja elektrolyytti reagoi kemiallisesti positiivisten ja negatiivisten elektrodien kanssa.
Tämä on kaikkien akkujen yhteinen ominaisuus, mutta erityyppisillä akuilla on eroja energian varastointimekanismeissa.
Tutkitaan useita erilaisia akkutyyppejä ja ymmärretään, kuinka ne varastoivat energiaa.
Millaista energiaa akkuun varastoituu?
Ehkä saatat olla utelias akun energian tyypistä.
Yleisimmät akkutyypit ja niiden energian varastointimekanismit:
Nykyisessä, yleisimmin käytettyjä ladattavia akkutyyppejä ovat litiumioniakut ja lyijyakut.
Lyijyakku
Lyijyakkujen kehityshistoria on ohi 170 vuotta ja ovat vanhin ladattava akkutyyppi.
1800-luvun puolivälissä, tiedemiehet keksivät lyijyakkuja. Tämäntyyppisissä akuissa käytetään perinteistä tekniikkaa energian varastoimiseen ja muuntamiseen sähköenergiaksi.
Standardi 12 voltin lyijyakku koostuu kuudesta 2 voltin akkukennosta, jokainen sisältää rikkihapon ja veden sekoitettua liuosta.
Jokainen yksikkö on varustettu positiivisella napalla ja negatiivisella napalla.
Kun akku purkautuu, rikkihappo hajoaa ja vapauttaa vettä, joka kuluttaa happoa.
Negatiivisen elektrodin levyllä tapahtuva kemiallinen reaktio vapauttaa elektroneja ja vetyioneja, joka on kemiallinen reaktio akun purkautumisen aikana:
Kun lataus, tämä prosessi on palautuva, ja akku regeneroi rikkihappomolekyylejä, joka on energian varastointiprosessi.
Myöhemmin, muunnamme rikkihappoon varastoidun energian sähköenergiaksi käytettäväksi.
Vaikka lyijyakkuja on eri malleja, ne kaikki käyttävät samaa kemiallista energian varastointimekanismia.
Litiumioniakku
Litiumioniakkujen ydinkomponentit – positiivinen elektrodi (katodi) ja negatiivinen elektrodi (anodi) – ovat vastuussa litiumionien varastoinnista.
Lataus- ja purkuprosessin aikana, litiumionit siirtyvät positiiviselta elektrodilta negatiiviselle elektrodille elektrolyytin kautta, Näin saavutetaan energian varastointi ja vapautuminen.
Verrattuna lyijyakkuihin, joilla on tasaiset kemialliset reaktiot, litiumioniakuilla on erilaisia kemiallisia ominaisuuksia.
Tässä on joitain litiumioniakkujen päätyyppejä:
Litiumkobolttioksidi (LiCoO2), lyhennettynä LCO, käytetään laajalti matkapuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa.
Litiummangaanioksidi (LiMn2O4), lyhennettynä LMO, käytetään yleisesti sähkötyökaluissa.
Litium-nikkeli koboltti mangaanioksidi (LiNiMnCoO2), lyhennettynä NMC, käytetään Teslan sähköautoissa.
Litium-nikkeli-kobolttialumiinioksidi (LiNiCoAlO2), lyhennettynä NCA, Sitä käytetään myös Teslan sähköautoissa.
Litium titanaatti (Li2TiO3), lyhennettynä LTO, sopii sähkötyökaluihin ja erikoissovelluksiin.
Litiumrautafosfaatti (LiFePO4), tunnetaan myös nimellä LFP tai "Life Po" akut, on kemiallinen koostumus, jota käytämme Battle Born -akuissa.
Litiumioniakut koostuvat useista akkukennoista, joilla on korkea energiatiheys ja jotka voivat varastoida suuren määrän energiaa pieneen tilavuuteen.
Ne ovat kevyempiä, lataus nopeammin, tehokkaampi, ja niillä on alhaisemmat itsepurkautumisnopeudet kuin lyijyakuilla.
Sillä on pidempi käyttöikä ja erinomainen vakaus.
Litium-rautafosfaattiakkuja kiitetään erityisesti niiden pitkästä käyttöiästä ja erinomaisesta lämmönkestävyydestä.
Yleensä ottaen, ne tarjoavat turvallisemman ja kestävämmän energiaratkaisun.
Millaista energiaa akun sisään varastoituu?
Saat lisätietoja artikkelistamme.
Miten akut varastoivat energiaa?
Menetelmä, jolla akku hankkii ja varastoi energiaa.
Akun energiaa voidaan saada eri tavoin ja muuntaa sähköenergiaksi.
Lähes kaikki energiamuodot voidaan varastoida ja muuntaa, riippumatta siitä, miten ne syntyy.
Seuraavassa on kaksi päätapaa saada energiaa:
Sähköverkkoon syöttö
Sähköverkko on monimutkainen järjestelmä, joka koostuu voimalaitoksista, jakelutilat, ja siirtoverkot. Sen tehtävänä on vastata tietyn alueen yksityishenkilöiden ja yritysten sähkön kysynnän ja tarjonnan tasapainoon.
Sähköverkko voi tarjota laajamittaisen virtalähteen, joka auttaa tehokkaammin hyödyntämään voimavaroja ja edistää hajautettujen tuotantojärjestelmien taloudellisuutta.
Johtuen siitä, että sähköverkkoa ei ole suunniteltu sähkön varastointiin, energian varastointitekniikoita, kuten litiumioniakkuja, käytetään varmistamaan, että sähköä varastoidaan tulevaa käyttöä varten.
Verkon ulkopuolinen uusiutuva energia
Verkkoenergialla tarkoitetaan uusiutuvien luonnonvarojen, kuten aurinkoenergian, käyttöä, tuuli, ja vesivoima.
Nämä energialähteet varmistavat, että aurinko, tuuli, ja vesienergia otetaan tehokkaasti talteen ja käytetään laitteiden, kuten aurinkopaneelien, virtalähteenä, tuuliturbiinit, tai vesivoimageneraattoreita.
Nämä laitteet pystyvät muuttamaan tehokkaasti eri lähteistä kerätyn energian sähköenergiaksi ja varastoimaan sen akkuihin tulevaa käyttöä varten.
Ennen kuin käytät varastoitua energiaa virransyöttöön, Tasavirran muuttamiseksi tarvitaan yleensä invertteri (DC) akussa vaihtovirtaan (AC) virtalähteen kysynnän tyydyttämiseksi.
Miksi akun energian varastointi on välttämätöntä??
Lukuisten mobiilisovellusten joukossa, jotka perustuvat energian varastointiin, paristoilla on ratkaiseva rooli.
Vaikka voimme muuntaa muita energiamuotoja sähköenergiaksi, tämä muunnos ei ole aina ihanteellisin valinta.
Kuvittele käyttäväsi moottoria älypuhelimesi virtalähteenä, mikä on selvästi epäkäytännöllistä.
Varavirtajärjestelmä luottaa akkuun tallennettuun sähköenergiaan tarjotakseen nopeasti virtaa verkko- tai generaattorivian sattuessa.
Teollisuuden alalta, sähköverkon toimintaa, Internet- ja televiestintäteollisuus, ja jopa jotkut perheet, käyttävät varavirtajärjestelmää varmistaakseen virransyötön jatkuvuuden.
Koska akut toimivat hiljaisena ja vakaana tapana varastoida sähköenergiaa, ne ovat yhtä tärkeitä aurinkoenergiajärjestelmien käyttäjille.
Koska aurinkoenergia on tehokasta vain päiväsaikaan, on ratkaisevan tärkeää varastoida tuotettu sähkö luotettaviin ja hiljaisiin akkuihin käytettäväksi tarvittaessa.
Laajamittainen energian varastointi on yhtä tärkeää.
Akku varastoi sen, minkä tyyppistä energiaa sen käyttötilanteen mittakaavassa on.
Aurinko- ja tuulivoimalla voidaan tuottaa sähköä tehokkaasti vain, kun auringonvaloa on riittävästi ja tuulivoimaa on voimakasta.
Näiden uusiutuvien energialähteiden potentiaali on hyödynnettävä energian varastointitekniikoiden avulla, jotta niiden tehokkuus voidaan maksimoida energiahuippujen aikana..
Jotkut väittävät, että energian varastointiteknologialla on ratkaiseva vaikutus maailmanlaajuisen ilmastonmuutoksen torjumiseen.
Akkuihin varastoitunut energia ohjaa maailmanlaajuista toimintaa
Vaikka käytämme usein paristoja jokapäiväisessä elämässämme, monet ihmiset kokevat akut ensimmäisenä ensisijaisena energialähteenä matkailuautomatkojen tai veneilyn aikana.
Näissä skenaarioissa, sähköenergian varastointi luotettaviin ja turvallisiin akkuihin on erittäin tärkeää mukavan matkakokemuksen takaamiseksi.
Akut muuttavat varastoidun energian sähköenergiaksi kemiallisten reaktioiden kautta, joka on arvokas resurssi, joka tarjoaa meille edelleen mukavuutta.
millaista energiaa akkuun on varastoitunut? Se riippuu valitsemastasi akun tyypistä.
Akut tarjoavat virtaa jokapäiväiseen elämäämme monin eri tavoin.
Tämä voima on vapautemme lähde, ja vapaus itsessään on voiman symboli.
Johtopäätös
Oletko innokas oppimaan lisää aurinkoenergiajärjestelmistä ja litiumakuista??
Ymmärrämme, että energian varastointijärjestelmien rakentaminen tai päivittäminen voi olla haaste, joten olemme sitoutuneet tarjoamaan sinulle tarvittavaa tukea.
GycxSolarin myynti- ja asiakaspalvelutiimi on aina valmis auttamaan sinua ratkaisemaan ongelmat!
Seuraa meitä saadaksesi lisätietoja siitä, kuinka litiumparistojärjestelmät voivat lisätä elinvoimaa jokapäiväiseen elämääsi.
