sömürü
Bir vanadyum redoks pili, iki elektrolitin bir proton değişim zarı ile ayrıldığı bir dizi pilden oluşur. Her iki elektrolit de vanadyum bazlıdır: pozitif yüklü referans elektrottaki elektrolit, VO2+ ve VO2+ iyonları ve negatif yüklü olanda V3+ ve V2+ iyonları içerir. Elektrolit, vanadyum(V) oksidin (V2O5) sülfürik asit (H2SO4) içinde elektrolitik ayrışması dahil olmak üzere çeşitli proseslerden herhangi biri ile oluşturulabilir. Çalışma sırasında çözelti son derece asidik kalır.
Vanadyum akışlı pillerde, her iki referans elektrot da ek olarak depolama tanklarına ve pompalara bağlanır, böylece çok büyük hacimlerde elektrolit hücre içinde dolaştırılabilir. Sıvı elektrolit sirkülasyonu biraz zordur ve hareketlilik gerektiren endüstrilerde vanadyum akışlı pillerin kullanımını sınırlar, bu da onları büyük sabit binalarda etkili kılar.
Bir vanadyum pil şarj edildiğinde, pozitif yüklü referans elektrottaki VO2+ iyonları, elektronlar pozitif pil terminalinden ayrıldığında VO2+ iyonlarına dönüşür. Benzer şekilde, negatif referans elektrotunda elektronlar V3+ iyonlarını V2+'ya dönüştürür. Deşarj sırasında, bu işlem tersine döner ve 25°C'de 1,41 V'luk bir açık devre voltajına neden olur.
Vanadyum akışlı pillerin diğer yararlı özellikleri, yük değişikliklerine çok hızlı tepki vermesi ve aşırı yüksek aşırı yük kapasitesini içerir. New South Wales Üniversitesi'nde yapılan araştırmalar, %100 yük değişimlerinde yarım milisaniyeden daha kısa yanıt sürelerine ulaşabildiklerini ve 10 saniyenin üzerinde %400 aşırı yüke dayanabildiklerini göstermiştir. Tepki süresi çoğu durumda elektrikli ekipmanla sınırlıdır. Sülfürik asit bazlı vanadyum piller sadece 10-40C sıcaklıklarda çalışır. Sıcaklık bu aralığın altındaysa, sülfürik asit iyonları kristalleşir. Günlük kullanımda ileri geri harekette verimlilik %65-75 seviyesinde kalıyor.
Şarj etme ve boşaltma özellikleri
Pilin kapasitesini eski haline getirmek için kullanılan enerji, şebekeye bağlı şarj cihazlarından gelir. Akımı hücreler içinde akmaya zorlamak için kaynak voltajı pilinkinden daha yüksek olmalıdır. Hesaplanan şarj voltajının önemli ölçüde fazlası pil arızasına neden olabilir.
Şarj algoritmaları doğrudan pilin nasıl düzenlendiğine ve hangi türe ait olduğuna bağlıdır. Örneğin, bazı piller, kapasitelerini sabit voltaj kaynaklarından güvenle doldurabilir. Diğerleri sadece şarj seviyesine bağlı olarak parametreleri değiştirebilen ayarlanabilir bir akım kaynağı ile çalışır.
Yanlış organize edilmiş bir şarj işlemi pile zarar verebilir. Aşırı durumlarda pil tutuşabilir veya patlayabilir. Voltaj izleme cihazları ile donatılmış akıllı piller bulunmaktadır. Tersinir galvanik pilleri çalıştırırken dikkate alınması gereken ana parametreler şunlardır:
- Ömür. Doğru kullanımla bile, bir pilin şarj döngüsü sayısı sınırlıdır. Farklı akü sistemleri her zaman aynı nedenlerle eskimez. Ancak genel olarak, pil ömrü öncelikle tam şarj-deşarj döngülerinin sayısı ve ikinci olarak kullanım yoğunluğuna bakılmaksızın tasarım hizmet ömrü ile sınırlıdır.
- Şarj süresi. Pilin temel tasarımı, keyfi olarak yüksek bir hızda şarj anlamına gelmez: galvanik hücrenin iç direnci, aşırı şarj akımının ısıya dönüştürülmesine yol açacaktır, bu da cihaza geri döndürülemez şekilde zarar verebilir. Fiziksel bir bakış açısından, şarj süresi, aktif maddenin elektrolit yoluyla maksimum difüzyon hızı ile sınırlıdır.Basitçe söylemek gerekirse, tam kapasitenin bir saat içinde geri yüklenmesinin iyi bir gösterge olduğunu varsayabiliriz.
- Boşaltma derinliği. Nominal gücün yüzdesi olarak belirtilir. Kullanılabilir kapasiteyi tanımlar. Farklı pil türleri için önerilen çalışma deşarj seviyesi değişiklik gösterebilir. Çalışmadaki değişiklikler veya eskime nedeniyle maksimum derinlik göstergesi orijinal değerini kaybeder.
difüzyon süreci.
Difüzyon süreci, pil kutusunun boşluğundaki ve plakaların aktif kütlesinin gözeneklerindeki elektrolit yoğunluğunun hizalanması nedeniyle, harici devre kapatıldığında pilde elektrot polarizasyonu korunabilir.
Difüzyon hızı doğrudan elektrolitin sıcaklığına bağlıdır, sıcaklık ne kadar yüksek olursa, işlem o kadar hızlı gerçekleşir ve iki saatten bir güne kadar zaman içinde büyük ölçüde değişebilir. Geçici koşullarda elektrot potansiyelinin iki bileşeninin varlığı, pilin denge ve denge dışı EMF'ye bölünmesine yol açtı. Pilin denge EMF'si, elektrolit içindeki aktif maddelerin iyonlarının içeriğinden ve konsantrasyonundan ve ayrıca aktif maddelerin kimyasal ve fiziksel özelliklerinden etkilenir. EMF'nin büyüklüğündeki ana rol, elektrolitin yoğunluğu tarafından oynanır ve sıcaklık pratik olarak onu etkilemez. EMF'nin yoğunluğa bağımlılığı aşağıdaki formülle ifade edilebilir:
Akü emk'si, terminallerinde bir yükün varlığına veya yokluğuna bağlı olan akü voltajına eşit değildir.
yönetim25/07/2011
Bir yorum
İsim *
Alan
Bu site spam ile mücadele etmek için Akismet kullanıyor. Yorum verilerinizin nasıl işlendiğini öğrenin.
« Mekanik takometre
Batarya voltajı "
Etiketler
VAZ, VAZ arızaları Sensörler Ateşleme Enjektör Cihazları Marş Şemaları Elektrikli arabalar Güç kaynağı vaz 2110 ceylan ceylan ticaret sicil memurları araba tamiri
Son Girişler
- Arabadaki sensörler: türleri ve amacı
- Dünyanın en büyük elektrikli otomobili EDumper,
- Lazer ışıkları.
- Halojen lambaların avantajları ve dezavantajları
- Park sensörlerinin cihazı ve çalışma prensibi
Arşivler
Archives Select EYLÜL 2019 Ağustos 2017 Temmuz 2017 Haziran 2017 Mayıs 2017 Nisan 2017 Mart 2017 Aralık 2016 Kasım 2016 Ekim 2016 Eylül 2016 Ağustos 2016 Temmuz 2016 Haziran 2016 Mayıs 2016 Nisan 2016 Mart 2016 Şubat 2016 Kasım 2015 Ekim 2015 Ağustos 2015 Temmuz 2015 Haziran 2015 Mayıs 2015 Ocak 2015 Aralık 2014 Kasım 2014 Ekim 2014 Eylül 2014 Ağustos 2014 Temmuz 2014 Haziran 2014 Mayıs 2014 Nisan 2014 Şubat 2014 Ocak 2014 Aralık 2013 Kasım 2013 Ekim 2013 Ağustos 2013 Haziran 2013 Mayıs 2013 Mart Eylül 2012, 2013, 2012, 2012, 2012, 2012, 2012, 2012, 2011, 2012, 2011, 2012, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, Eylül 2012, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011
Kategoriler
- akümülatör pili
- Video
- Jeneratör
- Sensörler
- teşhis
- Ateşleme
- Haberler
- Teçhizat
- cihazlar
- Tamirat
- Buji
- marş
- şema
- cihazlar
- elektrikli arabalar
- Güç kaynağı
sosyal ağlardayız
Oto Elektrikçi@ Tüm hakları saklıdır. Site materyallerini kopyalarken, siteye bir bağlantı sağlamanız gerekir.
Cihaz ve çalışma prensibi
Pil, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bir cihazdır. "Pil" terimi, böyle bir dönüşüm yapabilen iki veya daha fazla galvanik hücrenin bir birleşimine atıfta bulunsa da, genel olarak bu tipteki tek bir hücreye uygulanır.
Bu tür her hücrenin bir katodu (pozitif elektrot) ve bir anotu (negatif) vardır. Bu elektrotlar, aralarında iyon alışverişini sağlayan bir elektrolit ile ayrılır. Elektrot malzemeleri ve elektrolit bileşimi, pil terminalleri arasında yeterli elektromotor kuvveti sağlayacak şekilde seçilir.
Elektrotlar sınırlı bir kimyasal enerji potansiyeli içerdiğinden, çalışma sırasında pil tükenecektir. Kısmi veya tam deşarjdan sonra yeniden doldurulmak üzere uyarlanan galvanik hücre tipine pil denir. Bu tür birbirine bağlı hücrelerin bir araya gelmesi bir pildir.Pil çalışması, iki durumun döngüsel olarak değişmesini içerir:
- Şarj etme - pil bir elektrik alıcısı olarak çalışır, hücrelerin içinde elektrik enerjisi kimyasal değişimlerde gerçekleşir.
- Boşaltma - cihaz, kimyasal reaksiyonların enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek bir elektrik akımı kaynağı olarak işlev görür.
Kullanım alanları
Vanadyum redoks pillerin ultra yüksek kapasite özelliği, onları yüksek enerji depolaması gerektiren endüstrilerde kullanım için çok uygun hale getirir. Örneğin, rüzgar veya güneş gibi enerji kaynaklarının üretim hacmini dengelemeye yardımcı olmak veya gerektiğinde jeneratörlerin büyük enerji dalgalanmalarını emmesine yardımcı olmak veya uzak bölgelerdeki enerji arz ve talebini dengelemek.
Vanadyum redoks pillerin sınırlı kendi kendine deşarj olma özellikleri, pillerin minimum bakım ve hazırlık ile uzun süre saklanması gereken endüstrilerde onları kullanışlı kılar. Bu, bazı askeri elektronik türlerinde, örneğin GATOR madencilik sisteminin sensörlerinde kullanılmalarına yol açtı. Devreye girme ve sıfırda kalma yetenekleri, onları güneş enerjisi uygulamaları ve pillerin güne boş başlaması ve yük ve hava durumuna göre yeniden şarj edilmesi gereken endüstriler için uygun hale getirir. Örneğin, lityum iyon piller, hacimlerinin %20'sinin altında boşalmalarına izin verildiğinde genellikle hasar görürler, bu nedenle çoğunlukla %20 ila %100 aralığında çalışırlar, yani nominal kapasitelerinin yalnızca %20'sini kullanabilirler.
Son derece hızlı tepki süreleri, aynı zamanda, kurşun asitli piller ve hatta dizel jeneratörler yerine kullanılabilecekleri kesintisiz güç kaynakları için pratik olarak vazgeçilmez kılar. Ayrıca hızlı tepki süresi, onları frekans kontrolü için uygun hale getirir. Şu anda ne UPS ne de frekans yönetimi önlemleri tek başına etkili değil, ancak çeşitli finansman kaynaklarından sermaye sağlandığında pilin bu endüstrilerde uygulama bulma olasılığı yüksek. Ek olarak, bu yetenekler vanadyum redoks pilleri güvenilir çalışma, frekans kontrolü ve yük değiştirme gereksinimlerine (yenilenebilir kaynakların yüksek penetrasyonu, yüksek oranda dalgalanan yükler veya kullanım arzusu gibi) bağlı olan küçük güç şebekeleri için etkili bir "tek parça" çözüm haline getirir. tepki süresini değiştirerek jeneratör verimliliğini optimize edin).
En büyük çalışan vanadyum redoks piller
Trafo "Minami Hyakita":
- Lansman tarihi: Aralık 2015
- Enerji: 60 MWh
- Güç: 15 MW
- Çalışma süresi: 4 saat
- Ülke: Japonya
Kokmuş, Liaoning Eyaleti
- Lansman Tarihi: Yok
- Enerji: 10 MWh
- Güç: 5 MW
- Çalışma süresi: 2 saat
- Ülke: Çin
Tomamae Rüzgar Çiftliği
- Lansman tarihi: 2005
- Enerji: 6 MWh
- Güç: 4 MW
- Çalışma süresi: 1 saat 30 dakika
- Ülke: Japonya
Zhangbei Projesi
- Lansman tarihi 2016
- Enerji: 8 MWh
- Güç: 2 MW
- Çalışma süresi: 4 saat.
- Ülke: Çin
SnoPUD MESA 2 projesi
- Lansman Tarihi: Mart 2017
- Enerji: 8 MWh
- Güç: 2 MW
- Çalışma süresi: 4 saat.
- Ülke: ABD
Escondido'daki trafo merkezi
- Lansman tarihi: 2017
- Enerji: 8 MWh
- Güç: 2 MW
- Çalışma süresi: 4 saat.
- Ülke: ABD
Pullman, Washington'daki trafo merkezi
- Lansman Tarihi: Nisan 2015
- Enerji: 4 MWh
- Güç: 1 MW
- Çalışma süresi: 4 saat
- Ülke: ABD
2018 yılına kadar Çin'de bir vanadyum redoks pilinin geliştirilmesinin tamamlanması bekleniyor. Enerjisi 800 MWh, gücü - 200 MW ve çalışma süresi - 4 saat olacaktır.
Şartlar
- Sıralı - öğeler birbiri ardına gelir.
- Elektromotor kuvvet (EMF), Faraday yasasına göre bir pil veya manyetik kuvvet tarafından üretilen voltajdır.
- Paralel - Elektrik bileşenleri, akım iki veya daha fazla yol boyunca akacak şekilde düzenlenmiştir.
Birden fazla voltaj kaynağı kullanıyorsanız, bunlar seri veya paralel bağlanabilir. Seri versiyon ile aynı yöne ayarlanmıştır, iç direnç arttırılır ve elektromotor kuvvet cebirsel olarak eklenir. El fenerlerinde, oyuncaklarda ve çeşitli diğer cihazlarda benzer türler yaygındır. Toplam emk'yi artırmak için hücreler seri olarak yerleştirilir.
Aynı yönde iki gerilim kaynağının seri bağlantısı. Diyagram, iki hücreli ve bir lambalı bir feneri göstermektedir.
Pil - volt elemanlarının çoklu bağlantısı. Ancak seri bağlantıda dahili dirençler eklendiğinden bir dezavantaj vardır. Bazen bu sorun yaratır. Diyelim ki normal 12V yerine taktığınız iki adet 6V piliniz var. Sonuç olarak, yalnızca EMF'yi değil, aynı zamanda her pilin iç direncini de eklediniz.
Hücreler zıt konumdaysa (biri diğerinin arkasındaysa), toplam EMF azalacaktır.
Bunlar, karşıt emisyonlarla seri olarak bağlanmış iki voltaj kaynağıdır. Akım daha büyük EMF yönünde akar ve iç dirençlerin toplamı ile sınırlıdır. Bir örnek bir şarj cihazıdır. Pilden daha fazla emf'ye sahip olmalı
Aynı elektromotor kuvvetine sahip iki kaynak paralel olarak yerleştirilir ve yük direncine bağlanırsa, toplam EMF bireysel olanlarla aynı kalır. Ancak, toplam iç direnç azalacaktır. Paralel versiyonun daha fazla akım üretebileceği ortaya çıktı.
Tek bir EMF ile iki voltaj kaynağı paralel bağlantıda birleştirilir. Bir EMF oluştururlar, ancak bireyselden daha az toplam dirence sahiptirler. Daha fazla akım elde etmeniz gerekiyorsa benzer kombinasyonlar kullanılır.
| genel bakış |
|
| Dirençlerin paralel ve seri bağlantısı |
|
| Kirchhoff kuralları |
|
| Voltmetreler ve ampermetreler |
|
| RC Devreleri |
|
Tarihsel bakış
İlk galvanik hücrenin gelişimi, İtalyan fizikçi Alessandro Volta'ya atfedilir. 1790'larda elektrokimyasal olaylarla bir dizi deney yaptı ve 1800 civarında, çağdaşlarının "voltaik sütun" olarak adlandırdığı ilk pili yarattı. Cihaz, bir sodyum hidroksit çözeltisine batırılmış kağıt veya kumaş katmanlarıyla ayrılmış, dönüşümlü çinko ve gümüş disklerden oluşuyordu.
Bu deneyler, Michael Faraday'ın elektrokimyanın nicel yasaları üzerindeki çalışmalarının temeli oldu. Pilin çalışma prensibini açıkladı ve bilim insanının çalışmasına dayanarak ilk ticari elektrik hücreleri oluşturuldu. Daha fazla evrim şöyle görünüyordu:
- 1836'da İngiliz kimyager John Daniel, hidroklorik aside batırılmış bakır ve çinko elektrotlardan oluşan gelişmiş bir hücre modeli sundu. Daniel'in elemanı, Volt'un cihazlarından çok daha verimli bir şekilde sabit voltaj sağlayabiliyordu.
- 1839 Fizikçi Grove, gözenekli bir kap içinde seyreltik sülfürik aside batırılmış çinkodan oluşan iki akışkan hücresiyle daha fazla ilerleme kaydetti. Sonuncusu, içine yerleştirilmiş bir platin katot ile nitrik asit içeren bir kaptan sülfürik asidi ayırdı. Nitrik asit, katotta hidrojen birikiminden kaynaklanan voltaj kaybını önlemek için oksitleyici bir ajan olarak görev yaptı.Alman kimyager Robert Bunsen, Grove hücresinde platini ucuz karbonla değiştirdi ve böylece bu tip pilin yaygın olarak kabul edilmesini sağladı.
- 1859'da Gaston Plante, modern araba aküsünün öncüsü olan kurşun-asit hücresini icat etti. Plante'nin cihazı alışılmadık derecede büyük bir akım üretebildi, ancak neredeyse yirmi yıldır yalnızca laboratuvarlardaki deneyler için kullanıldı.
- 1895-1905 yıl. Nikel-kadmiyum ve nikel-demir alkali elementlerin icadı. Bu, önemli sayıda şarj-deşarj döngüsüne sahip sistemler oluşturmayı mümkün kıldı.
- 1930'lardan beri, birim ağırlık ve hacim başına yüksek enerji yoğunluğu sağlayan gümüş-çinko ve cıva-çinko alkalin pillerin gelişimi başladı.
- 20. yüzyılın ortalarından bu yana, üretim teknolojisindeki ilerlemeler ve yeni malzemelerin ortaya çıkışı, daha da güçlü ve kompakt pillere yol açmıştır. En dikkate değer olanı, nikel-metal hidrit ve lityum pillerin piyasaya sürülmesiydi.
Pilleri şarj etme
Ana makale: Şarj cihazı
Kimyasal enerji tükendikçe voltaj ve akım düşer ve pil işlevini durdurur. Akımı sınırlandırırken, daha yüksek voltajlı herhangi bir DC kaynağından pili (pillerin pili) şarj edebilirsiniz. En yaygın olanı, pilin koşullu nominal kapasitesinin (amper saat olarak) 1/10'u ile orantılı olan şarj akımıdır (amper cinsinden).
Bununla birlikte, yaygın olarak kullanılan elektrikli pillerin (NiMH, NiCd) üreticileri tarafından dağıtılan teknik açıklamaya dayanarak, yaygın olarak şu şekilde anılan bu şarj modunun olduğu varsayılabilir. standart, çalışma gününün sonunda boşalmış olan pilin yeni bir çalışma günü başlamadan önce ana şarj cihazına bağlandığında, sekiz saatlik bir çalışma gününün süresine göre hesaplanır. Sistematik kullanımla bu tür piller için böyle bir şarj modunun kullanılması, ürünün çalışmasında kalite-maliyet dengesini korumanıza olanak tanır. Bu nedenle, üreticinin önerisi üzerine bu mod sadece nikel-kadmiyum ve nikel-metal hidrit piller için kullanılabilir.
Birçok pil türünün, şarj etme ve sonraki kullanım sırasında dikkate alınması gereken farklı sınırlamaları vardır; örneğin, NiMH piller aşırı şarja duyarlıdır, lityum piller aşırı deşarja, voltaja ve sıcaklığa duyarlıdır. NiCd ve NiMH piller, pil tamamen boşalmadığında şarj sırasında kapasitede bir azalmadan oluşan hafıza etkisine sahiptir. Ayrıca, bu tür pillerin gözle görülür bir kendi kendine deşarjı vardır, yani yüke bağlanmadan yavaş yavaş şarjlarını kaybederler. Bu etkiyle mücadele etmek için damla şarjı kullanılabilir.
Pil Şarj Yöntemleri
Pilleri şarj etmek için çeşitli yöntemler kullanılır; Genel olarak, şarj yöntemi pil tipine bağlıdır.
- Yavaş DC şarjı
Sırasıyla yaklaşık 15-7 saat boyunca koşullu nominal kapasite Q'nun 0.1-0.2'si ile orantılı bir doğru akımla şarj edin.
En uzun ve en güvenli şarj yöntemi. Çoğu pil türü için uygundur.
- hızlı şarj
Yaklaşık 3-5 saat boyunca 1/3 Q ile orantılı doğru akımla şarj edin.
- Hızlandırılmış veya "delta-V" şarjı
Batarya voltajının sürekli olarak ölçüldüğü ve batarya tamamen şarj edildikten sonra şarjın sona erdiği, bataryanın nominal nominal kapasitesiyle orantılı bir başlangıç şarj akımına sahip bir şarj. Şarj süresi yaklaşık bir buçuk saattir. Pil aşırı ısınabilir ve hatta onu yok edebilir.
- geri tepki
Kısa deşarj darbeleri ile değişen uzun şarj darbeleri ile gerçekleştirilir. Ters yöntem, sözde ile karakterize edilen NiCd ve NiMH pilleri şarj etmek için en kullanışlıdır.n. "hafıza etkisi".
