Megújuló energiaforrások

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Megújuló energiaforrások"

Alajos Krisztián Horváth
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Megújuló energiaforrások Energiatárolási módok Marcsa Dániel Széchenyi István Egyetem Automatizálási Tanszék 2015 tavaszi szemeszter

2 Energiatárolók 1) Akkumulátorok: ólom-savas 2) Akkumulátorok: lítium-ion 3) Szuperkapacitás 4) Üzemanyagcella 5) Lendkerék 6) Hidraulikus akkumulátor

3 Energiatárolók - kérdések A) Mik az energiatárolás előnyei és hátrányai? B) Mekkora az energiatárolás ára? További költségek vannak? C) Fogyasztók számára elérhető? D) Mik a lehetséges alkalmazások, korlátok? 2 fős csapatok Készítsenek posztert, és beszéljék meg, adjanak választ a fenti kérdésekre! ( Ólom-savas akkumulátor [1]; lítium-ion akkumulátor [2]; szuperkapacitás [3]; üzemanyagcella [4]; lendkerék [5]; hidraulikus energiatároló [6] )

2 fős csapatok Készítsenek posztert, és beszéljék meg, adjanak választ a fenti kérdésekre!

4 Hogyan működik az akkumulátor? Akkumulátor - hogyan működik?

5 Hogyan működik az akkumulátor? - lítium-ion Lítium-ion akkumulátor - hogyan működik?

Újratölthető akkumulátorok működés alapjai Két kémiai reakció: A legegyszerűbb elektrokémiai energiatároló (galvánelem) két elektródából és valamilyen elektrolitból

6 Újratölthető akkumulátorok működés alapjai Két kémiai reakció: A legegyszerűbb elektrokémiai energiatároló (galvánelem) két elektródából és valamilyen elektrolitból áll. Redukció a pozitív elektródán katód Oxidáció a negatív elektródán anód Elektronok haladnak keresztül a terhelésen lámpa Ionok áramlanak az elektroliton keresztül

7 Szuperkapacitások hogyan működik? A szuperkapacitás két aktív szénnel bevont vezető anyagból áll, ami elektrolitban van. Az első anyagnak pozitív ionjai, a másodiknak negatív ionjai vannak. Töltés közben ezek az ionok felhalmozódnak a szénnel bevont lemezek felületén. Ezek a kondenzátorok hatalmas energia tárolására képesek, de csak rövid ideig. Olyan alkalmazásokban használják, ahol nagy energiára van szükség gyakran ismétlődő kisütéssel (fényképezők vakuja)

Az első anyagnak pozitív ionjai, a másodiknak negatív ionjai vannak.

8 Szuperkapacitások hogyan működik? Vázlatos szuperkapacitás Szuperkapacitás összerelése

9 Üzemanyagcella hogyan működik? Üzemanyagcella működése Üzemanyagcella alapjai

10 Lendkerék hogyan működik? Kinetikus energia hasznosítása lendkerékkel

11 Hidraulikus akkumulátor hogyan működik? Hidraulikus akkumulátor működése

12 Vanádium redox akkumulátor hogyan működik? Vanádium redox akkumulátor működése

13 Ólom savas akkumulátor A) Előny Ár Teljesítménysűrűség Robusztus Széles hőmérséklet tartomány Nem igényel akkumulátorfelügyeleti rendszert (BMS) Hátrány Tömeg Energiasűrűség Mérgező anyagok Lassú töltés B) Költségei alacsonyak. C) Szinte bárhol kapható. D) Indító akkumulátor, energiatárolás (pl. napelemek), járműhajtásban (villás targonca)

Energiasűrűség Mérgező anyagok Lassú töltés B) Költségei alacsonyak.

14 Lítium-ion akkumulátor A) Előny Energiasűrűség Alacsony az önkisülés Nem szükséges a mély kisütés Gyorsabb töltés Környezetbarát anyagok Hátrány Drága Elektronikát igényel Robbanásveszélyes B) Drága. Közelítőleg 500 euro/kwh ( ft/kWh) C) Széles körben elérhető. D) Hordozható elektronika, villamos járművek.

Elektronikát igényel Robbanásveszélyes B) Drága.

15 Szuperkapacitás A) Előny Nem igényel karbantartást Gyors töltés, kisütés Nagy áram Nagy teljesítménysűrűség Biztonságos (túltöltés) Újrahasznosítható Egyszerű töltőelektronika Hátrány Alacsony energiasűrűség Drága Alacsony feszültség Sorba kapcsolva kiegyenlítés szükséges B) Költségei alacsonyak, 5000ft / Wh. C) Sok helyen kapható. Nagyon sok gyártó van. D) Köztes tárolóként, akkumulátor mellett. Gyors energiatárolásra.

energiasűrűség Drága Alacsony feszültség Sorba kapcsolva kiegyenlítés szükséges B) Költségei alacsonyak,

16 Üzemanyagcella A) Előny Sok energiát tárol Nagyon jó működés távolság Szennyezésmentes Hátrány Drága Hatásfok 50% Infrastruktúra szükséges hozzá B) Drága. C) Tesztjelleggel üzemel. D)???

17 Lendkerék A) Előny Nagy élettartam Nincs szennyezés Tűzbiztos Nagy teljesítmény Gyors töltés/kisütés Hátrány Kapacitás B) Függ az alkalmazástól (méret miatt). C) Sok helyen kapható. D) Szünetmentes tápegység, járművekben (pl. busz).

Kapacitás B) Függ az alkalmazástól (méret miatt).

18 Hidraulikus akkumulátor A) Előny Energiasűrűség Könnyen elérhető Gazdaságos energiatárolás Nincs önkisülés Hátrány Tömeg Zaj Összetettség Hidraulikus hajtás szükséges hozzá Biztonságos? Nagy nyomású folyadék tartály B) Drága. C) Sok helyen kapható. D) Járművek, munkagépek

Összetettség Hidraulikus hajtás szükséges hozzá Biztonságos?

19 Akkumulátor szaknyelv Energiasűrűség energia egység per tömeg (J/kg) Teljesítménysűrűség teljesítmény egység per tömeg (W/kg) Akkumulátor vödör analógia

20 Akkumulátor szaknyelv Energiasűrűség energia egység per tömeg (J/kg) Teljesítménysűrűség teljesítmény egység per tömeg (W/kg) Akkumulátor vödör analógia Mind az Ah és a Wh használatos a kapacitás mérésére, azonban az Ah az elterjedtebb. Viszont a Wh-val könnyebb lenne számolni.

vödör analógia Mind az Ah és a Wh használatos a kapacitás mérésére,

21 Akkumulátor

22 Akkumulátor

23 Mit tehetünk az öreg akkumulátorokkal?

24 Újrafelhasználás! - olvasmány Újra felhasznált akkumulátorok: A villamos hálózat védelmezői Régi autóakkumulátorok hasznosítása a villamos hálózatban Újrahasznosítás

25 Akkumulátorok

26 Akkumulátor alkalmazása - járműben Renault villamos autó

27 Akkumulátor alkalmazása - járműben Renault villamos autó A nagy energiasűrűség és a gyúlékony elektrolit kombinációja nagyobb problémát jelent a Li-ion akkumulátoroknál mint a többi elektrokémia cellában. Fisker Karma

Akkumulátor felügyeleti rendszer (Battery Management System) Felügyelet és kiértékelés: Kommunikáció és naplózás Irányítás Védelem Hőmérséklet

28 Akkumulátor felügyeleti rendszer (Battery Management System) Felügyelet és kiértékelés: Kommunikáció és naplózás Irányítás Védelem Hőmérséklet Feszültség, áram és hőmérsékletmérés A mért adatokból a BMS a következő paramétereket számítja: Töltöttségi állapot Kisütés mértéke Ellenállás Kapacitás Állapot

29 Jövő hét: Villamos járművek és töltési módjai

30 Házi feladat: Hibrid hajtású járművek vs. Elektromos járművek

31 Házi feladat: Különféle hibrid és elektromos járműtípusok

32 VISSZACSATOLÁS

Hasonló dokumentumok

Elektromos és hibrid járművek hajtásai

Elektromos és hibrid járművek hajtásai Marcsa Dániel marcsad@sze.hu Széchenyi István Egyetem Automatizálási Tanszék 2015 őszi szemeszter Energiatárolók 1) Akkumulátorok: ólom-savas 2) Akkumulátorok: lítium-ion