Современные системы накопления энергии - страница 13
Глава 3. Промышленные типы систем накопления электрической энергии
Накопители энергии представляют собой системы, которые хранят энергию в различных формах, с использованием, топливных элементов, батарей, конденсаторов, маховиков, сжатого воздуха, гидроаккумуляторов, суперпроводников и т. д. Распределение различных видов накопителей энергии по плотности и мощности энергии представлено на рис.3.1.
Рис. 3.1. Распределение различных видов накопителей энергии по плотности и мощности энергии
3.1. Электрохимические накопители
В зависимости от электрохимической технологии можно выделить следующие основные типы современных батарей:
–герметизированные свинцово-кислотные (SLA, Sealed Lead Acid);
–никель-кадмиевые (NiCd);
–никель-металлгидридные (NiMH);
–литий-ионные (Li-Ion);
–литий-полимерные (Li-Pol).
Сравнительные характеристики данных батарей представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1. Сравнительные характеристики батарей
Рассмотрим основные аккумуляторы (батареи) электрической энергии.
3.1.1. Свинцово-кислотные аккумуляторы
Для обозначения свинцово-кислотных аккумуляторов применяется аббревиатура SLA (Sealed Lead Acid – герметизированные свинцово-кислотные). Это старейшие перезаряжаемые аккумуляторы, предназначенные для коммерческого использования, причем они до сих пор остаются наиболее дешевыми автономными источниками энергии. Сегодня SLA-аккумуляторы применяются в основном там, где требуется большая мощность при низкой стоимости устройств, а их вес и габаритные характеристики несущественны (например, в блоках бесперебойного питания, охранных системах, системах резервного освещения). В портативных приборах используются герметичные (необслуживаемые) аккумуляторы или аккумуляторы с регулирующим клапаном давления. Подобными SLA-устройствами иногда комплектуются переносные сотовые телефоны большой мощности и некоторые видеокамеры, но в целом их применение для портативных систем нехарактерно. Появились необслуживаемые и мало обслуживаемые аккумуляторы, основанные на внутренней рекомбинации газа, а также различные герметизированные аккумуляторы
Аккумулятор – это химический источник тока, способный многократно преобразовывать химическую энергию в электрическую и аккумулировать, запасать ее на длительное время. Упрощенно аккумулятор можно представить следующим образом: два электрода, в виде пластин, помещены в раствор серной кислоты с плотностью 1,27-1,29 г/см3. При этом положительный электрод выполнен из двуокиси свинца (PbO2), а отрицательный из свинца (Pb). При прохождении тока между ними протекают окислительно-восстановительные реакции.