magazynowania energii elektrycznej: grafen ultracapacitor-600Wh / kg!

[DanielJ]

Witam, witam wszystkich. 50% wydajność ładowania kondensatora,
Odpowiadam i pokazuję, że wydajność rzeczywiście wynosi 50%. Biorę wykres od „Dirka Pitta”

więc RAZ NA ZAWSZE i to już OSTATNI bo mam wrażenie, że zaczyna trollować. TAK, formuła 1/2CV² obowiązuje cały czas. to jest jak 1/2 mV² dla energii kinetycznej lub czegokolwiek innego, ale NIE, energia zmagazynowana w kondensatorze ładowanym stałym prądem nie jest o połowę mniejsza niż wstrzyknięta. jest taki sam jak wtryskiwany minus niskie straty w dżulach obwodu, w szczególności ESR kondensatora.
możemy oszacować ESR z innego miejsca na podstawie deltaV na początku ładowania i na początku rozładowania.

oto typowa krzywa ładowania, a następnie rozładowywania przy stałym prądzie. poza niewielkimi przesunięciami pionowymi obszar pod krzywą napięcia jest prawie taki sam podczas ładowania i rozładowywania, prawda? Teraz, gdy ładowanie i rozładowywanie jest stałe, moc jest prawie taka sama podczas ładowania i rozładowywania ORAZ ponieważ czasy ładowania i rozładowywania są takie same, odzyskana energia jest prawie taka sama, jak ta wstrzyknięta. przynajmniej nie połowa. CO BYŁO DO OKAZANIA.

i mówię: postępuj uważnie:

Korzystam z wykresu dostarczonego przez „Dirka Pitta”.

-1) Aby uzyskać prąd (nawet stały), potrzebne jest napięcie niezerowe. Jeśli zero napięcia, zero prądu, OK...

-2) Na wykresie widzimy prąd stały dostarczany przez obwód elektroniczny, ten obwód doit być zasilany przez dostawcę energii o napięciu U (przyjmijmy 1 wolt dla uproszczenia). To on ostatecznie dostarcza energię do kondensatora, ok...

-3) w czasie ładowania (dla uproszczenia 1 sekunda) kondensatora (C) przy stałym prądzie 1 ampera (dla uproszczenia obliczeń) napięcie na jego zaciskach rośnie liniowo. OK.

-4) Moc podana przez dostawcę energii to U(ct) x I(ct) lub P. Energia (watogodzina) wynosi zatem P x T(czas ładowania) = W = 1v * 1a * 1s = 1 wat..ok.

-5) Moc pochłonięta przez kondensator w tym czasie wynosi u (funkcja t) x I (ct). Moc pobierana przez kondensator jest również zmienna w zależności od czasu t. Jest to także linia nałożona na (nachyloną) linię napięcia u w C. Wziąłem 1 amper i Umax 1 wolt).

-6) Energia zmagazynowana przez C wynosi: 1 A x średnie napięcie ux T (czas ładowania). Średnie napięcie u jest łatwe do obliczenia; zmienia się liniowo od zera do 1(v) lub 0,5 wolta!

-7) Zmagazynowana energia wynosi zatem 1 amper x 1 s x 0.5 wolta lub 0.5 wata.
Jest to również pole powierzchni trójkąta prostokątnego pod linią u (ft) i odciętej), a więc połowa prostokąta pod linią U(ct) x I (ct)...

-8) w porównaniu z 1 watem podanym przez dostawcę energii w §4...

Wydajność wynosi zatem 0.5, czyli 50%...!

Nie mogę tego rozbić i uprościć, aby wyjaśnić!

[Gaston]

-2) Na wykresie widzimy prąd stały dostarczany przez obwód elektroniczny, ten obwód doit być zasilany przez dostawcę energii o napięciu U (przyjmijmy 1 wolt dla uproszczenia). To on ostatecznie dostarcza energię do kondensatora, ok...

Na tym właśnie polega błąd rozumowania.
Obwód ten oczywiście musi być zasilany przez dostawcę energii, ale nie jest konieczne, aby jego napięcie było stałe w czasie (w przypadku ładowania prądem stałym jest to wręcz niemożliwe).

-b]Wydajność wynosi zatem 0.5, czyli 50%...![/b]

Dopóki utrzymujemy hipotezę generatora przy stałym napięciu, dochodzimy do tego wyniku

[DanielJ]

Tyle że mój przyjaciel, inżynier elektronik, potwierdził wydajność na poziomie 50%. za pomocą symulatora cyfrowego (słynnego na całym świecie SPICE) przeprowadził symulację obwodu i poprawnie zmierzył energie, zgodnie z teorią, niezależnie od metody ładowania!

A jeśli nie zasilasz generatora prądu stałym napięciem, czym go zasilasz?

Nie próbuję przekonać ludzi do ich wiary, jestem naukowcem!

[Gaston]

A jeśli nie zasilasz generatora prądu stałym napięciem, czym go zasilasz?

W takim przypadku należałoby wziąć pod uwagę cały schemat wewnętrzny generatora prądu.

[Gaston]

Jestem też trochę naukowcem.

Spróbujmy więc trochę to uszczegółowić:

W obwodzie składającym się z generatora napięcia E, rezystora R i kondensatora C możemy napisać:

E = RI(t)+Uc(t) gdzie I(t) reprezentuje prąd w obwodzie w chwili t, a Uc(t) oznacza jednocześnie napięcie na kondensatorze.

Ponadto Uc (t) i I(t) są powiązane relacją I(t) = C (dUc/dt) co wyraża ładunek kondensatora.

Zastępując I(t) tym wyrażeniem w pierwszym, otrzymujemy:
E = RC(dUc/dt)+Uc(t)

To równanie różniczkowe dodane do warunku początkowego Uc(0)=0 ma rozwiązanie Uc(t) = E (1-exp(-t/RC)).

Zatem ja(t)=
C(dUc/dt) =
CE d(-exp(-t/RC))/dt

Ponieważ pochodna exp(ax) jest równa a*exp(ax), pochodna -exp(-t/RC) wynosi 1/RC*exp(-t/RC).

dlatego Ja(t) = CE * 1/RC exp(-t/RC) = (E/R)exp(-t/RC)

Energia dostarczana przez generator jest zatem całką z EI(t)dt = całką z E*(E/R)exp(-t/RC)dt.
Ponieważ E i R są stałe, możemy je wyjąć z całki: pozostaje całka E²/R z exp(-t/RC)dt.

Ponieważ całka exp(-ax)dx wynosi 1/a, całka exp(-t/RC)dt wynosi RC.
Zatem energia dostarczona przez generator jest warta E²/R * RC = CE².

Energia otrzymana przez kondensator jest równa
całka z Uc(t)I(t)dt =
całka z E ( 1-exp(-t/RC)) *(E/R)exp(-t/RC) dt =
E²/R [ całka z exp(-t/RC)dt - całka (exp(-2t/rc)dt =
E²/R [RC - RC/2] =
CE²/2

Energia zmagazynowana w kondensatorze stanowi zatem połowę energii dostarczanej przez generator.
W tym przypadku wydajność wynosi 50%.


Przyjrzyjmy się teraz, co się stanie, jeśli naładujemy kondensator dwukrotnie.
Pierwszy raz z generatorem napięcia V=E/2.
Powyższe obliczenia pokazują, że kondensator magazynuje energię CV²/2 = CE²/8, a generator dostarczył energię CV²=CE²/4.

Następnie podłączamy ten kondensator już naładowany do napięcia E/2 do zacisków generatora napięcia E.
Przyjmując moment tego połączenia jako nowy początek czasów, równanie początkowe RC(dUc/dt)+Uc(t)=E jest nadal ważne, ale warunek początkowy to teraz Uc(0)=E/2 .
Następnie pojawia się Uc(t) = E(1-exp(-t/RC)/2) i dlatego I(t)=(E/2R)exp(-t/RC)

Energia dostarczona przez generator jest zatem równa:
całka z E*I(t)dt =
całka z E*(E/2R)exp(-t/RC)dt =
Całka E²/2R z exp(-t/RC)dt =
E²/2R *RC =
CE²/2.

Generator dostarczał mniejszą moc, ponieważ kondensator był już częściowo naładowany.

W sumie kondensator zgromadził energię CE²/2 dwukrotnie.
Pierwszy generator zapewnił energię CE²/4, a drugi CE²/2, co dało w sumie 3CE²/4.

Wydajność wynosi zatem (CE/2) / (3CE²/4) = 2/3

Wniosek: wydajność zależy od użytego generatora(ów).
Wartość 50% obowiązuje tylko w przypadku zastosowania pojedynczego generatora napięcia stałego, a pozostałe elementy można porównać do czystej rezystancji.

[Gaston]

W przypadku ładowania przez generator stały prąd, możemy nawet obejść się bez obliczenia całkowego:

Relacja I=C dUc/dt daje nam, ponieważ I jest stałe, Uc = It/C.

Ładowanie zatrzymuje się, gdy na kondensatorze zostanie osiągnięte napięcie E, a zatem w odpowiednim czasie tc = CE/I

L'energia rozproszona w oporze podczas ładowania jest równa RI²tc = RYŻ.

L'energia zmagazynowana w kondensatorze est CE²/2 (to się nie zmienia).

L'całkowita energia dostarczona przez generator dlatego warto RYŻ+CE²/2 (oszczędność energii).

I wydajność jest wart (CE²/2)/(RYŻ+CE²/2), lub po uproszczeniu przez CE: E/(E+2RI)

W przeciwieństwie do ładowania stałym napięciem, tym razem wydajność zależy od R, a im niższy współczynnik RI, tym wydajność jest bliższa 1.

[chatelot16]

Tyle że mój przyjaciel, inżynier elektronik, potwierdził wydajność na poziomie 50%. za pomocą symulatora cyfrowego (słynnego na całym świecie SPICE) przeprowadził symulację obwodu i poprawnie zmierzył energie, zgodnie z teorią, niezależnie od metody ładowania!

A jeśli nie zasilasz generatora prądu stałym napięciem, czym go zasilasz?

Nie próbuję przekonać ludzi do ich wiary, jestem naukowcem!

cóż, zobaczmy, czy to symulowana przyprawa, to prawda

generator prądu stałego to generator prądu stałego... nie ma znaczenia, skąd pochodzi energia

generator prądu stałego niekoniecznie jest liniowym regulatorem prądu, który ogranicza jedynie prąd pochodzący ze źródła stałego napięcia za pomocą tranzystora, który rozprasza moc równie głupio jak rezystor

generatorem prądu stałego może być dynamo o odpowiedniej regulacji, które zasilane jest energią mechaniczną i które pomimo wahań napięcia charakteryzuje się dobrą sprawnością

przy wycinaniu induktora robimy wszystko, co chcemy, z maksymalną teoretyczną wydajnością 100% i rzeczywistą wydajnością tak dobrą, jak chcemy, w zależności od jakości materiału, który tam umieścimy

[Obamot]

Dwa słowa o metodologii, jeśli wolno, coś mnie niepokoi:

Tyle że mój przyjaciel, inżynier elektronik potwierdził mi wydajność 50%..

W którym to przypadku? A w drugim? I z jakimi zmiennymi regulacyjnymi? A który dokładnie obwód? itp...

Jeśli jesteś „naukowy”, zgodzisz się, że stawianie problemu w określony (a nie inny sposób) w celu osiągnięcia rezultatu, jakiego oczekiwano w „z prośbą o potwierdzenie", być może nie jest najlepszym sposobem sprawdzenia, czy inne przeciwstawne hipotezy byłyby "dobre" (czy nie), wiąże się to jednak z dużym ryzykiem. Bo tak naprawdę wydaje mi się, że w tych warunkach: ten, kto dokonuje symulacji, nieuchronnie spaść na wynik ”miał nadzieję".

A jeszcze bardziej precyzyjnie powiedziałbym, że lepiej byłoby zapytać: „jaka wartość zostanie znaleziona na tym czy innym diagramie VS inny facet”? Bez określenia, czego się spodziewamy… Już prawdopodobnie nie wpływamy na wydajność eksperymentatora ”spodziewany„! A jeszcze bardziej etyczne: niektórzy tak robią „anonimowy wniosek niezależnego laboratorium» kto Cię nie zna (lub upewnij się, że nie może wiedzieć, od kogo bezpośrednio pochodzi żądanie), aby mieć pewność bezstronnego wyniku itp.

Zatem wynik symulacji mógł/powinien dać „wartości", i nie „potwierdzenie/zaprzeczenie oczekiwanego rezultatu”. Zalatuje to brakiem naukowej dyscypliny w sposobie przedstawiania pewnych kwestii. Zastanawiamy się więc: gdzie w twoim wyjaśnieniu znajduje się protokół/plan eksperymentu?

W innym przypadku konieczne byłoby przetestowanie obu hipotez (w celu sprawdzenia i/lub unieważnienia/potwierdzenia jednej i/lub drugiej), co nie wynika ani ze sposobu, w jaki to przedstawiasz. Ponieważ wynik byłby następujący: „taka wartość/y w jednym przypadku VS taka wartość/y w drugim…” Ostatecznie konieczne byłoby RÓWNIEŻ podanie we wniosku wyniku, który był przeciwny (byłoby to podejście lojalne i etyczne, amha… a jeśli tak, jest to bezstronne).

To samo dla wszystkich innych parametrów. A więc wartość tego: bez komentarza, ale uważaj, aby zachować możliwie największą dyscyplinę w swoim podejściu!

Ja też nie próbuję przekonać, ale „wiara„może również wynikać z istniejących wcześniej przekonań lub czegokolwiek innego, w oparciu o nabytą wiedzę, która byłaby w nie mniejszym stopniu taka, ale która z różnych powodów oznaczałaby, że od tego czasu paradygmat uległby zmianie, właśnie zgodnie z bardziej zaawansowanymi dotychczasowe podejścia teoretyczne... (czysta spekulacja z mojej strony, taki pomysł...) A jednak to mówię, nic nie mówię, NIE JESTEM naukowcem! Więc może się mylę? A nawet jeśli tak gdyby tak było, nie byłoby to wielkim problemem, gdybym pokornie dowiedział się dzisiaj czegoś więcej!

W każdym razie z niecierpliwością czekam na wkrótce epilog Waszych dyskusji na temat prawdziwych współczynników.

Robi się ciężko

Z poważaniem,

[DanielJ]

Witam, witam wszystkich!
Widzę tego „gastona” matematycznego „obamo” elektro; „chatelot” techno-filo; „surivai” i „dirk pitt” itp. są dobrymi rozmówcami!
„Obamo” w swoim ostatnim poście prosi mnie o ogólną demonstrację, dosłownie lekcję, nie mogę, nie czuję się do tego zdolny! Poza tym nie mam takich samych umiejętności matematycznych jak Gaston!

A przede wszystkim nie planowałem spędzać tak dużo czasu na blogowaniu w tym wątku. Natknąłem się na ten wątek z ciekawości i kiedy przeczytałem, że kondensatory są wyposażone we wszystkie cechy, zareagowałem zwróceniem uwagi, że ładowaniu kondensatorów „normalnie” przypisuje się teoretyczną sprawność na poziomie 50%.. Nie wszyscy o tym wiedzieli , wydaje mi się...
Uwaga: ładowanie przez siebie powoduje ten sam problem, a nawet więcej, ponieważ z pewnością istnieje ryzyko spowodowania oscylacji prądu, aby nie przesyłać niczego więcej!

Biorąc to pod uwagę, jeśli mamy „natywny” zasilacz o zmiennym napięciu i dostarczający stały prąd, czy teoretyczna wydajność może się poprawić?

Myślę, że tak ! , bo pozbywamy się wykładniczego wzrostu, ale nie mogę tego tutaj wykazać, i tak o tym nie myślałem...

Dobrym przykładem osiągnięcia tego jest użycie dynama sterowanego napięciem ORAZ nałożonym prądem; Nadal konieczne jest dobre wyregulowanie mocy mechanicznej silnika napędowego. Jednak nagromadzenie mocy wyjściowych z silnika, a następnie z generatora może zagrozić osiągnięciu pożądanego celu! A przede wszystkim złożoność, waga i koszt mogą sprawić, że ten model zostanie zapomniany!

Kondensatory, a nawet superkondensatory, skutecznie magazynują niewielkie ilości energii i uwalniają ją w bardzo krótkim czasie, a co za tym idzie, z bardzo dużą mocą chwilową.
Voila!
Maksymalnie 600 Wh na kg, co można porównać z litrem oleju rzepakowego zawartego w butelce (za 10 centów), który dostarcza już 10 000 Wh!

Odzysk energii podczas hamowania samochodu jest bardzo dobry przy obecnych akumulatorach i jest wystarczający (nie należy hamować zbyt mocno, gdyż grozi to zablokowaniem kół).

Teraz, na demo Gastona z 25-11, podejrzewam błąd w rozładowaniu pierwszego mieszkania w drugim, wykazano (1 do 4 dni wcześniej), że w przypadku rozładowania z jednego mieszkania w innym 5% energii jest zmarnowany, to podręcznikowy przypadek!

Cóż, nie próbowałem znaleźć, gdzie jest błąd (lub nie), ponieważ obecnie spędzam czas na budowie kotła na gorącą wodę przy użyciu „naczynia do odparowywania polipaliwa” (w szczególności oleju roślinnego). Zobacz wątek w tym serwisie...

Przede wszystkim jestem „dotykającym” technikiem, który majsterkuje (w dosłownym tego słowa znaczeniu i bez pejoratywnych wyobrażeń) i który robi mnóstwo rzeczy…

No cóż, szczerze mówiąc, nie mam czasu na gonienie za tymi wszystkimi „garnkami, które mam na kuchence”

Pozwolę Ci kontynuować badania i znaleźć wydajny i praktyczny system konstrukcji, ładowania kondensatorów... Jestem zainteresowany!
Możemy wtedy zmierzyć. ;)
Cóż, spędziłem z tobą kolejną godzinę... a+

[Obamot]

Dziękuję za te szczegóły i zwrócenie na to uwagi, Danielj. Rhôoo, suflet się uspokoił! Już? Szkoda!

...no cóż: i duży czubek kapelusza oraz tysiąc podziękowań Dirk Pitt et Gaston za czas spędzony w „expliquer„oni też, nie byłoby łatwo powiedzieć im ciepło: no proszę: udało mi się! To samo tyczy się Chatelot i jego „praktyczny zdrowy rozsądek” (A tak między nami, nie sądzę, że jest cokolwiek do powiedzenia na temat uwag Sztylet no more, która w szczególności opracowuje jednostki sterujące ładowaniem/rozładowaniem m.in. akumulatorów LiFePO4 i to dla pojazdów będących w ruchu, o czym już miałem okazję sprawdzić na Salonie Motoryzacyjnym w Genewie lub w jednym z pojazdów jego partnera był wystawiony, rozmawialiśmy o tym z Bernarddem i możemy mu zaufać: co do Gaston, czapki z głów, nie zapominając o innych „wielkich nazwiskach”. forum comme Remundo, Etc.).

Wynik 2 do zera w środku, ocenę pozostawiam każdemu, kto chce: w obecnej sytuacji możemy zatem powiedzieć, że ultrakondensatory nie są dużymi stratami energii (to zależy...) ani został o ile rozumiemy: tym lepiej!