Khai thác
Pin ôxy hóa khử vanadi bao gồm một loạt pin trong đó hai chất điện phân được ngăn cách bởi một màng trao đổi proton. Cả hai chất điện phân đều dựa trên vanadi: chất điện phân trong điện cực so sánh tích điện dương chứa các ion VO2 + và VO2 +, và trong điện cực tích điện âm là các ion V3 + và V2 +. Chất điện ly có thể được tạo ra bằng bất kỳ quá trình nào trong số các quá trình, bao gồm sự phân ly điện phân của vanadi (V) oxit (V2O5) trong axit sunfuric (H2SO4). Dung dịch trong quá trình hoạt động vẫn có tính axit cực cao.
Trong pin vanadi dòng, cả hai điện cực tham chiếu được kết nối bổ sung với bể chứa và máy bơm để có thể lưu thông một lượng rất lớn chất điện phân qua tế bào. Việc lưu thông của chất điện phân lỏng có phần khó khăn và hạn chế việc sử dụng pin vanadi trong các ngành công nghiệp đòi hỏi tính di động, làm cho chúng hoạt động hiệu quả trong các tòa nhà lớn cố định.
Khi pin vanadi được sạc, các ion VO2 + trong điện cực so sánh tích điện dương chuyển thành ion VO2 + khi các electron tách ra khỏi cực pin dương. Tương tự, trong điện cực so sánh âm, các electron chuyển đổi ion V3 + thành V2 +. Trong quá trình phóng điện, quá trình này bị đảo ngược, dẫn đến điện áp mạch hở là 1,41 V ở 25 ° C.
Các đặc tính hữu ích khác của pin dòng vanadi bao gồm phản ứng rất nhanh với sự thay đổi tải và khả năng quá tải cực cao. Nghiên cứu tại Đại học New South Wales đã chỉ ra rằng chúng có thể đạt được thời gian phản hồi dưới nửa phần nghìn giây khi thay đổi tải 100% và chịu được quá tải 400% trong hơn 10 giây. Trong hầu hết các trường hợp, thời gian phản hồi bị giới hạn bởi thiết bị điện. Pin Vanadi dựa trên axit sulfuric chỉ hoạt động ở nhiệt độ 10-40C. Nếu nhiệt độ thấp hơn khoảng này, các ion axit sunfuric sẽ kết tinh. Hiệu quả chuyển động qua lại trong sử dụng hàng ngày vẫn ở mức 65-75%.
Tính năng sạc và xả
Năng lượng được sử dụng để khôi phục dung lượng của pin đến từ bộ sạc được kết nối với nguồn điện. Để buộc dòng điện chạy trong các tế bào, điện áp nguồn phải cao hơn điện áp của pin. Việc vượt quá đáng kể điện áp sạc được tính toán có thể dẫn đến hỏng pin.
Các thuật toán sạc trực tiếp phụ thuộc vào cách sắp xếp pin và loại pin của nó. Ví dụ, một số pin có thể bổ sung dung lượng một cách an toàn từ các nguồn điện áp không đổi. Một số khác chỉ hoạt động với nguồn dòng điện có thể điều chỉnh được có thể thay đổi các thông số tùy thuộc vào mức độ sạc.
Quá trình sạc được tổ chức không đúng cách có thể làm hỏng pin. Trong trường hợp nghiêm trọng, pin có thể bốc cháy hoặc phát nổ. Có pin thông minh được trang bị thiết bị giám sát điện áp. Các thông số chính cần được tính đến khi vận hành pin điện xoay chiều là:
- Tuổi thọ. Ngay cả khi được xử lý đúng cách, số chu kỳ sạc cho pin cũng bị giới hạn. Các hệ thống pin khác nhau không phải lúc nào cũng hao mòn vì những lý do giống nhau. Nhưng nói chung, tuổi thọ của pin bị giới hạn chủ yếu bởi số chu kỳ sạc-xả đầy và thứ hai là tuổi thọ thiết kế mà không liên quan đến cường độ sử dụng.
- Thời gian tính phí. Thiết kế cơ bản của pin không có nghĩa là sạc với tốc độ cao tùy ý: điện trở bên trong của tế bào điện sẽ dẫn đến việc chuyển đổi dòng điện sạc dư thừa thành nhiệt, có thể làm hỏng thiết bị không thể phục hồi. Theo quan điểm vật lý, thời gian sạc bị giới hạn bởi tốc độ khuếch tán tối đa của chất hoạt động qua chất điện phân.Một cách đơn giản, chúng ta có thể cho rằng việc khôi phục toàn bộ công suất trong một giờ là một chỉ báo tốt.
- Độ sâu xả. Được chỉ định dưới dạng phần trăm công suất định mức. Mô tả công suất sử dụng được. Đối với các loại pin khác nhau, mức xả vận hành khuyến nghị có thể khác nhau. Do những thay đổi trong hoạt động hoặc lão hóa, chỉ báo độ sâu tối đa mất giá trị ban đầu.
quá trình khuếch tán.
Do quá trình khuếch tán, sự liên kết của mật độ chất điện phân trong khoang của hộp pin và trong các lỗ của khối lượng hoạt động của các bản cực, sự phân cực điện cực có thể được duy trì trong pin khi mạch ngoài bị tắt.
Tốc độ khuếch tán phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ của chất điện phân, nhiệt độ càng cao thì quá trình diễn ra càng nhanh và có thể thay đổi rất nhiều về thời gian, từ hai giờ đến một ngày. Sự hiện diện của hai thành phần của thế điện cực trong điều kiện thoáng qua dẫn đến sự phân chia thành EMF cân bằng và không cân bằng của pin. EMF cân bằng của pin bị ảnh hưởng bởi hàm lượng và nồng độ của các ion của chất hoạt động trong chất điện phân, cũng như các đặc tính hóa học và vật lý của chất hoạt động. Vai trò chính trong độ lớn của EMF được đóng bởi mật độ của chất điện phân và nhiệt độ thực tế không ảnh hưởng đến nó. Sự phụ thuộc của EMF vào mật độ có thể được biểu thị bằng công thức:
Emf của pin không bằng điện áp của pin, điều này phụ thuộc vào sự có hay không có tải trên các cực của nó.
admin25 / 07/2011
Một lời bình luận
Tên *
Địa điểm
Trang web này sử dụng Akismet để chống lại thư rác. Tìm hiểu cách dữ liệu nhận xét của bạn được xử lý.
«Máy đo tốc độ cơ học
Điện áp pin »
Thẻ
VAZ, VAZ trục trặc Bộ cảm biến Thiết bị đánh lửa Bộ khởi động Sơ đồ khởi động Ô tô điện Nguồn điện vaz 2110 gazelle gazelle đăng ký kinh doanh sửa chữa ô tô
Lối vào gần đây
- Cảm biến trong xe: loại và mục đích
- EDumper ô tô điện lớn nhất thế giới,
- Đèn laze.
- Ưu nhược điểm của đèn halogen
- Thiết bị và nguyên lý hoạt động của cảm biến đỗ xe
Kho lưu trữ
Lưu trữ Chọn tháng 9 năm 2019 Tháng 8 năm 2017 Tháng 7 năm 2017 Tháng 6 năm 2017 Tháng 5 năm 2017 Tháng 4 năm 2017 Tháng 3 năm 2017 Tháng Mười Hai 2016 Tháng Mười Một 2016 Tháng Mười 2016 Tháng Chín 2016 Tháng Tám 2016 Tháng Bảy 2016 Tháng Sáu 2016 Tháng Năm 2016 Tháng Tư 2016 Tháng Ba 2016 Tháng Hai 2016 Tháng Mười Một 2015 Tháng Mười 2015 Tháng Tám 2015 Tháng Bảy 2015 Tháng Sáu 2015 Tháng Sáu 2015 Tháng Năm 2015 Tháng 1/2015 Tháng 12 năm 2014 Tháng 11 năm 2014 Tháng 10 năm 2014 Tháng 9 năm 2014 Tháng 8 năm 2014 Tháng 7 năm 2014 Tháng 6 năm 2014 Tháng 5 năm 2014 Tháng 4 năm 2014 Tháng 2 năm 2014 Tháng 1 năm 2014 Tháng 12 năm 2013 Tháng 11 năm 2013 Tháng 10 năm 2013 Tháng 6 năm 2013 Tháng 5 năm 2013 Siêu thị Tháng 9 năm 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, 2011, Tháng 9 năm 2012, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011, 2011
Thể loại
- Ắc quy
- Băng hình
- Máy phát điện
- Cảm biến
- Chẩn đoán
- Đánh lửa
- Tin tức
- Thiết bị
- Thiết bị
- Sửa chữa
- Bugi
- Người khởi xướng
- Cơ chế
- Thiết bị
- ô tô điện
- Nguồn cấp
Chúng tôi đang ở trong mạng xã hội
Auto Electrician @ Bảo lưu mọi quyền. Khi sao chép tài liệu của trang web, bạn phải cung cấp một liên kết đến trang web.
Thiết bị và nguyên lý hoạt động
Pin là một thiết bị chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Mặc dù thuật ngữ "pin" đề cập đến một tập hợp hai hoặc nhiều tế bào điện có khả năng chuyển đổi như vậy, nó được áp dụng rộng rãi cho một tế bào đơn lẻ thuộc loại này.
Mỗi tế bào như vậy có một cực âm (điện cực dương) và một cực dương (âm). Các điện cực này được ngăn cách bởi một chất điện phân đảm bảo sự trao đổi các ion giữa chúng. Vật liệu điện cực và thành phần chất điện phân được chọn để cung cấp đủ sức điện động giữa các cực của pin.
Vì các điện cực chứa một tiềm năng năng lượng hóa học hạn chế, nên pin sẽ bị cạn kiệt trong quá trình hoạt động. Loại tế bào điện hóa, được điều chỉnh để bổ sung sau khi phóng điện một phần hoặc hoàn toàn, được gọi là pin. Một tập hợp các tế bào được kết nối với nhau như vậy là pin.Hoạt động của pin liên quan đến sự thay đổi theo chu kỳ của hai trạng thái:
- Sạc - pin hoạt động như một bộ thu điện, bên trong các tế bào, năng lượng điện được thực hiện trong các biến đổi hóa học.
- Xả - thiết bị hoạt động như một nguồn dòng điện bằng cách chuyển đổi năng lượng của các phản ứng hóa học thành năng lượng điện.
Các lĩnh vực sử dụng
Đặc tính dung lượng cực cao của pin ôxy hóa khử vanadi làm cho chúng rất phù hợp để sử dụng trong các ngành công nghiệp yêu cầu lưu trữ năng lượng cao. Ví dụ, giúp cân bằng khối lượng sản xuất các nguồn năng lượng như gió hoặc mặt trời, hoặc giúp máy phát điện hấp thụ năng lượng đột biến lớn khi cần thiết, hoặc cân bằng cung và cầu năng lượng cho các vùng sâu vùng xa.
Đặc tính tự phóng điện hạn chế của pin ôxy hóa khử vanadi làm cho chúng trở nên hữu ích trong các ngành công nghiệp nơi pin phải được lưu trữ trong thời gian dài với mức độ sẵn sàng bảo trì tối thiểu. Điều này dẫn đến việc chúng được sử dụng trong một số loại thiết bị điện tử quân sự, chẳng hạn như trong các cảm biến của hệ thống khai thác GATOR. Khả năng quay vòng và duy trì ở mức 0 làm cho chúng thích hợp cho các ứng dụng năng lượng mặt trời và các ngành công nghiệp nơi pin phải bắt đầu một ngày trống và sạc lại dựa trên tải và thời tiết. Ví dụ, pin lithium ion thường bị hỏng khi được phép xả dưới 20% thể tích, vì vậy chúng thường hoạt động trong khoảng 20 đến 100%, nghĩa là chúng chỉ có thể sử dụng 20% công suất định mức.
Thời gian đáp ứng cực nhanh của chúng cũng khiến chúng thực tế không thể thiếu cho các nguồn cung cấp điện liên tục, nơi chúng có thể được sử dụng thay thế cho pin axit-chì và thậm chí là máy phát điện diesel. Ngoài ra, thời gian đáp ứng nhanh khiến chúng thích hợp để điều khiển tần số. Hiện tại, cả UPS và các biện pháp quản lý tần số đều không tự hiệu quả, nhưng có khả năng ắc quy sẽ có thể tìm thấy các ứng dụng trong các ngành này khi được huy động từ nhiều nguồn vốn khác nhau. Ngoài ra, những khả năng này làm cho pin ôxy hóa khử vanadi trở thành giải pháp "một mảnh" hiệu quả cho các lưới điện nhỏ phụ thuộc vào hoạt động đáng tin cậy, điều khiển tần số và nhu cầu chuyển đổi tải (chẳng hạn như sử dụng nhiều năng lượng tái tạo, tải dao động cao hoặc mong muốn tối ưu hóa hiệu suất máy phát bằng cách thay đổi thời gian đáp ứng).
Pin vanadi khử oxy hoạt động lớn nhất
Trạm biến áp "Minami Hyakita":
- Ngày ra mắt: tháng 12 năm 2015
- Năng lượng: 60 MWh
- Công suất: 15 MW
- Thời gian làm việc: 4 giờ
- Quốc gia: Nhật Bản
Hôi thối, tỉnh Liêu Ninh
- Ngày phát hành: Không có
- Năng lượng: 10 MWh
- Công suất: 5 MW
- Thời gian làm việc: 2 giờ
- Quốc gia: Trung Quốc
Trang trại gió Tomamae
- Ngày ra mắt: 2005
- Năng lượng: 6 MWh
- Công suất: 4 MW
- Thời gian làm việc: 1 giờ 30 phút
- Quốc gia: Nhật Bản
Dự án Zhangbei
- Ngày ra mắt năm 2016
- Năng lượng: 8 MWh
- Công suất: 2 MW
- Thời gian làm việc: 4 giờ.
- Quốc gia: Trung Quốc
Dự án SnoPUD MESA 2
- Ngày phát hành: tháng 3 năm 2017
- Năng lượng: 8 MWh
- Công suất: 2 MW
- Thời gian làm việc: 4 giờ.
- Quốc gia: Hoa Kỳ
Trạm biến áp ở Escondido
- Ngày ra mắt: 2017
- Năng lượng: 8 MWh
- Công suất: 2 MW
- Thời gian làm việc: 4 giờ.
- Quốc gia: Hoa Kỳ
Trạm biến áp ở Pullman, Washington
- Ngày phát hành: tháng 4 năm 2015
- Năng lượng: 4 MWh
- Công suất: 1 MW
- Thời gian làm việc: 4 giờ
- Quốc gia: Hoa Kỳ
Đến năm 2018, việc phát triển pin ôxy hóa khử vanadi dự kiến sẽ được hoàn thành tại Trung Quốc. Năng lượng của nó sẽ là 800 MWh, công suất - 200 MW và thời gian hoạt động - 4 giờ.
Điều kiện
- Tuần tự - các phần tử nối tiếp nhau.
- Sức điện động (EMF) là điện áp được tạo ra bởi pin hoặc lực từ tuân theo định luật Faraday.
- Song song - Các thành phần điện được sắp xếp để dòng điện chạy dọc theo hai hoặc nhiều đường dẫn.
Nếu bạn đang sử dụng nhiều nguồn điện áp, chúng có thể được mắc nối tiếp hoặc song song. Với phiên bản loạt, chúng được điều chỉnh theo cùng một hướng, điện trở trong được sử dụng và sức điện động được thêm vào theo phương pháp đại số. Loại tương tự thường thấy trong đèn pin, đồ chơi và nhiều loại đồ dùng khác. Các ô được đặt trong chuỗi để tăng tổng số emf.
Mắc nối tiếp hai nguồn điện áp cùng chiều. Sơ đồ cho thấy một đèn lồng có hai ô và một đèn
Pin - kết nối nhiều phần tử vôn. Nhưng có một bất lợi trong kết nối nối tiếp, vì các điện trở bên trong được thêm vào. Đôi khi điều này tạo ra vấn đề. Giả sử bạn có hai pin 6V thay vì 12V thông thường. Kết quả là bạn đã thêm không chỉ EMF mà còn cả điện trở bên trong từ mỗi viên pin.
Nếu các ô nằm đối lập nhau (một ô nằm sau ô kia), thì tổng EMF sẽ giảm.
Đây là hai nguồn điện áp mắc nối tiếp có phát xạ ngược chiều nhau. Dòng điện chạy theo hướng EMF lớn hơn và bị giới hạn bởi tổng các điện trở bên trong. Một ví dụ là bộ sạc. Nó phải có nhiều emf hơn pin
Nếu đặt hai nguồn có cùng suất điện động song song và mắc vào điện trở tải thì tổng EMF không đổi so với các nguồn riêng lẻ. Tuy nhiên, tổng nội trở sẽ bị giảm. Nó chỉ ra rằng phiên bản song song có thể tạo ra nhiều dòng điện hơn.
Hai nguồn điện áp có EMF duy nhất được kết hợp song song. Chúng tạo thành một EMF, nhưng có tổng sức đề kháng ít hơn so với riêng lẻ. Các kết hợp tương tự được sử dụng nếu bạn cần đạt được nhiều dòng hơn.
| Tổng quat |
|
| Kết nối song song và nối tiếp của điện trở |
|
| Quy tắc Kirchhoff |
|
| Vôn kế và ampe kế |
|
| Mạch RC |
|
Tổng quan về lịch sử
Sự phát triển của tế bào galvanic đầu tiên được ghi công cho nhà vật lý người Ý Alessandro Volta. Ông đã tiến hành một loạt các thí nghiệm với các hiện tượng điện hóa trong suốt những năm 1790 và vào khoảng năm 1800, ông đã tạo ra pin đầu tiên, mà những người cùng thời với ông gọi là "cột điện áp". Thiết bị này bao gồm các đĩa kẽm và bạc xen kẽ được ngăn cách bởi các lớp giấy hoặc vải được ngâm trong dung dịch natri hydroxit.
Những thí nghiệm này trở thành cơ sở cho công trình nghiên cứu của Michael Faraday về các định luật điện hóa học. Ông đã mô tả nguyên lý hoạt động của pin và dựa trên công trình nghiên cứu của nhà khoa học, những tế bào điện thương mại đầu tiên đã được tạo ra. Quá trình tiến hóa xa hơn trông như thế này:
- Năm 1836, nhà hóa học người Anh John Daniel đã trình bày một mô hình cải tiến của tế bào, bao gồm các điện cực đồng và kẽm được ngâm trong axit clohydric. Phần tử của Daniel có thể cung cấp điện áp không đổi hiệu quả hơn so với các thiết bị của Volt.
- 1839 Nhà vật lý Grove đã đạt được tiến bộ hơn nữa với tế bào hai chất lỏng của mình, bao gồm kẽm được ngâm trong axit sulfuric loãng trong một thùng xốp. Sau đó tách axit sunfuric ra khỏi bình chứa axit nitric có đặt catốt bằng bạch kim. Axit nitric đóng vai trò như một chất oxy hóa để ngăn ngừa sự mất điện áp do sự tích tụ hydro ở cực âm.Nhà hóa học người Đức Robert Bunsen đã thay thế bạch kim bằng carbon rẻ tiền trong tế bào Grove và do đó thúc đẩy sự chấp nhận rộng rãi của loại pin này.
- Năm 1859, Gaston Plante đã phát minh ra tế bào axit-chì, tiền thân của pin xe hơi hiện đại. Thiết bị của Plante có thể tạo ra một dòng điện lớn bất thường, nhưng chỉ được sử dụng cho các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm trong gần hai thập kỷ.
- 1895-1905 năm. Phát minh ra nguyên tố kiềm niken-cadmium và niken-sắt. Điều này giúp nó có thể tạo ra các hệ thống có số lượng chu kỳ sạc-xả đáng kể.
- Kể từ những năm 1930, sự phát triển của pin kiềm bạc-kẽm và thủy ngân-kẽm bắt đầu cung cấp mật độ năng lượng cao trên một đơn vị trọng lượng và thể tích.
- Kể từ giữa thế kỷ 20, những tiến bộ trong công nghệ sản xuất và sự ra đời của các vật liệu mới đã dẫn đến những loại pin nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn. Đáng chú ý nhất là sự ra đời của hiđrua kim loại niken và pin lithium ra thị trường.
Sạc pin
Bài chi tiết: Bộ sạc
Khi năng lượng hóa học bị cạn kiệt, điện áp và dòng điện giảm, và pin ngừng hoạt động. Bạn có thể sạc pin (bình acquy) từ bất kỳ nguồn DC nào có điện áp cao hơn trong khi hạn chế dòng điện. Phổ biến nhất là dòng sạc (tính bằng ampe), tỷ lệ với 1/10 dung lượng danh định có điều kiện của pin (tính bằng ampe giờ).
Tuy nhiên, dựa trên mô tả kỹ thuật được phân phối bởi các nhà sản xuất pin điện được sử dụng rộng rãi (NiMH, NiCd), có thể giả định rằng chế độ sạc này, thường được gọi là Tiêu chuẩn, được tính dựa trên thời lượng của một ngày làm việc tám giờ, khi pin đã xả vào cuối ngày làm việc, được kết nối với bộ sạc chính trước khi bắt đầu một ngày làm việc mới. Việc sử dụng chế độ sạc như vậy cho các loại pin này với cách sử dụng có hệ thống cho phép bạn duy trì sự cân bằng giữa chất lượng và chi phí trong hoạt động của sản phẩm. Vì vậy, theo gợi ý của nhà sản xuất, chế độ này chỉ có thể được sử dụng cho pin niken-cadmium và niken-kim loại hyđrua.
Nhiều loại pin có những hạn chế khác nhau cần phải lưu ý trong quá trình sạc và sử dụng sau đó, ví dụ, pin NiMH nhạy cảm với việc sạc quá mức, pin lithium nhạy cảm với quá tải, điện áp và nhiệt độ. Pin NiCd và NiMH có cái gọi là hiệu ứng bộ nhớ, bao gồm việc giảm dung lượng khi tiến hành sạc khi pin chưa hết hoàn toàn. Ngoài ra, những loại pin này có hiện tượng tự phóng điện đáng chú ý, đó là chúng dần dần bị mất điện mà không được kết nối với tải. Để chống lại hiệu ứng này, có thể sử dụng phương pháp sạc nhỏ giọt.
Phương pháp sạc pin
Một số phương pháp được sử dụng để sạc pin; Nói chung, phương pháp sạc phụ thuộc vào loại pin.
- Sạc DC chậm
Sạc với dòng điện một chiều tỷ lệ với 0,1-0,2 của công suất danh nghĩa có điều kiện Q trong khoảng 15-7 giờ, tương ứng.
Phương pháp sạc lâu nhất và an toàn nhất. Thích hợp cho hầu hết các loại pin.
- sạc điện nhanh
Sạc với dòng điện một chiều tỷ lệ với 1/3 Q trong khoảng 3-5 giờ.
- Phí tăng tốc hoặc "delta-V"
Một lần sạc có dòng điện nạp ban đầu tỷ lệ với dung lượng danh định danh nghĩa của pin, tại đó điện áp của pin được đo liên tục và quá trình sạc kết thúc sau khi pin được sạc đầy. Thời gian sạc khoảng một giờ rưỡi. Pin có thể quá nóng và thậm chí phá hủy nó.
- hoàn phí
Nó được thực hiện bằng cách xen kẽ các xung điện tích dài với các xung phóng điện ngắn. Phương pháp ngược lại hữu ích nhất để sạc pin NiCd và NiMH, được đặc trưng bởi cái gọi là.n. "hiệu ứng bộ nhớ".
