Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Накопители энергии. Назначение. Основные типы и направления использования




Функциональное назначение - повышение качества энергии с целью рационального согласования пара­метров энергии на различных стадиях ее преобразования.

Под накопителями энергии следует понимать устройства, позволяющие накапливать в нем энер­гию какого либо вида в течение периода заряда tзap, а затем передавать существенную часть этой энергии (или полностью) нагрузке в течение периода разряда tpaз.

В обще случае НЭ образуют обширный класс энергетических устройств с различными функциональны­ми возможностями. Основные типы НЭ:

--аккумуляторы;

--накопители индуктивного и емкостного типов;

--электрохимические генераторы (топливные элементы);

--пружинные накопители;

--газоболонные накопители;

--пороховая газовая турбина;

--электростанция гидроаккумуляторная;

--электростанция аккумуляторная.

Основные направления использования НЭ (зависит от соотношения между t3ap и tpa3, а также специфиче­ских особенностей накопителя):

1) аккумулирование избыточной энергии (при отключении значительной части потребителей и последую­щем использовании НЭ в период интенсивного энергопотребления, значение t3ap ~ tpa3).

Примером может служить гидроаккумулирующая электростанция: в ночное время гидротурбины работают в об­ращенном режиме - генератор работает в режиме двигателя, вращая турбину для подачи воды в верхний резервуар, а в дневные часы вода из верхнего резервуара обеспечивает вращение турбогенераторов в генераторном режиме для по­лучения дополнительной электроэнергии.

2) для преобразования энергии различного вида в нужную форму с последующим ее использованием.

Энергоустановка космического летательного аппарата (KJIA) с топливным элементом на стадии накопления энер­гии преобразует электрическую энергию от солнечных батарей в химическую за счет разложения рабочего вещества (например, гидролиза воды) на компоненты (кислород и водород), а на стадии вывода энергии за счет реакции взаимо­действия этих же компонентов создает электрическую энергию.

3) накопители, в соответствующих режимах, обеспечивающие необходимые показатели определенного вида энергии.

Например, в накопителе любого типа при t3ap «tpa3 следует, что Рраз» Рзар, то есть мощность при разряде во много раз превосходит мощность потребления им при заряде от первичного источника (накопитель выполняет функ­цию трансформатора мощности). Емкостные накопители позволяют при разряде выводить в нагрузку токи во много раз большие, чем при его заряде. В индуктивном накопителе за счет ЭДС самоиндукции при коммутации цепи можно получить напряжение, значительно превосходящие напряжение источника питания.


2.6 Электрохимические накопители энергии: аккумуляторные батареи; топливные элементы.

ЭХНЭ запасают или отдают энергию в результате химических реакций. К ЭХНЭ относят:

1) электрохимические генераторы (ЭХГ) -два и более топливных элемента (ТЭ) в комплекте с сис­темами, обеспечивающими их функционирование;

2) химическиеаккумуляторные батареи (АБ) -химические источники тока, состоящие из двух или более аккумуляторов, соединенных между собой электрически для совместного производства элек­троэнергии.

Топливным элементом называют химический источник тока, в котором активные вещества поступают к электродам извне; это прямой преобразователь химической энергии в электрическую, в котором реакция элек­трохимического окисления протекает без расхода вещества электродов, а также без расхода электролита.

Исходными реагентами служат компоненты химического топлива - горючее и окислитель, обладающие за­пасом энергии химических связей, которая преобразуется в энергию постоянного электрического тока. В обра­щенном (регенеративном) режиме работы ТЭ подведенная к нему электроэнергия преобразуется в химическую энергию компонентов топлива.

Аккумулятором называется химический источник постоянного тока, состоящий из одного гальванического элемента, или накопитель электрической энергии, в которой происходит ее преобразование в химическую энер­гию и осуществляется также обратное преобразование химической энергии в электрическую при изменении со­става вещества электродов и расходе электролита в процессе токообразующей реакции.

Основными режимами работы ЭХНЭ являются заряд и разряд, промежуточным служит режим хранения энергии (до часов).

Применительно к ЭХГ в качестве зарядной мощности Рзар принимают среднюю мощность, затрачиваемую на получение горючего и окислителя. Значение Рзар для АБ определяется средней мощностью, потребляемой от источника электропитания. Разрядной мощностью Рраз для них является электрическая мощность, которая поступает от накопителя в цепь нагрузки. Характерным по­казателем качества ЭХН служит их удельная энергия рассчитанная на единицу массы. Все природные ор­ганические горючие (газ, нефть, уголь) по существу можно рассматривать как накопители химической энергии. Эти компоненты топлива применяются обычно при использовании в качестве окислителя атмосферного кисло­рода. Поэтому для них параметр оценивают в расчете на 1 кг массы собственного горючего.

В качестве горючего для топливных элементов наиболее широко используются водород Н2 и гидразин N2H4, так как они обладают достаточно высокой удельной энергией, имеют весьма хорошую активность и легкость подвода и отвода конечных продуктов реакции. Применяются также углеводородные соединения: метан СН4, пропан С3Н8, метанол СН3ОН, аммиак NH3.

В качестве окислителя используются кислород, перекись водорода Н202, азотная кислота HN03, галогены Cl2, F2. Для автономных объектов более предпочтительны водородно-кислородные топливные элементы. Они нетоксичны, конечным продуктом является вода, которую можно использовать в системах жизнеобеспечения.

 


 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-02-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2599 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Два самых важных дня в твоей жизни: день, когда ты появился на свет, и день, когда понял, зачем. © Марк Твен
==> читать все изречения...

2319 - | 2136 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.