Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 27
Ну блин… Ну серьезные люди и емкость в мАч… Ну это же ужас какой-то! А напряжение какое на аккумуляторе? А неравномерность спада напряжения какая?
Емкость корректнее всего отображают ватт*часы!
Емкость корректнее всего отображают ватт*часы!
А нельзя в качестве альтернативы использовать ионисторы?
Там саморазряд слишком сильный, примерно за месяц ионистор может полностью разрядиться.
Думаю, для большинства космических задач это не великая проблема. Спутникам, например, надо всего пару десятков минут работать в тени. В планетарных миссиях достаточно пережить ночь. Конечно, ночи везде разные, тем не менее, в большинстве случаев она длится меньше месяца.
Полностью вряд ли разрядится, так как саморазряд спадает по экспоненте, перезаряженный ионистор разряжается за минуты до номинального напряжения, с дальнейшим снижением напряжения и саморазряд падает.
Но главная проблема, у ионисторов в 100 раз меньше емкость, 1 ампер*секунда скорее, а не ампер*час.
Но главная проблема, у ионисторов в 100 раз меньше емкость, 1 ампер*секунда скорее, а не ампер*час.
У ионисторов вроде всё гораздо хуже с соотношением плотность энергии на массу.
60 зарядов\разрядов пока ни о чем… да и температуры… а интересно, можно организовать замкнутый цикл с топливной ячейкой? Тратить ее, а затем «перезаряжать», восстанавливая исходные продукты. Например, водород-вода-водород.
Там, думаю, будут трудности с компактным размером устройства, так как для «перезарядки» вода -> водород требуется электролизер, а это дополнительные объёмы.
А как хранить водород?
Есть батареи «горячего» типа, там в общем-то как раз такой принцип. Из расплавленного электролита при зарядке выделяется жидкий металл, который потом «сгорает», выделяя энергию. Натрий-серные и литий-серные батареи известны уже лет 40, но используются только в качестве буферных на электростанциях.
Есть такие варианты. Например: Никель-водородный аккумулятор Гибрид аккумулятора с топливной ячейкой.
В т.ч. используются в космосе. Но и недостатков масса — у всех них низкий КПД (соотношение энергии полученной из аккумулятора по сравнению с потраченной при зарядке — обычно минимум половина энергии теряется за 1 цикл), в большинстве случае высокий(быстрый) саморазряд(с его учетом теряется еще больше энергии если между зарядкой и разрядом проходит существенное время).
Емкость обычно тоже не очень хорошая т.к. продукты реакций проблематично хранить, особенно если это газы и их хранение занимает много объема и/или массы.
На Земле у топливных элементов отличная энергоемкость потому что окислитель (кислород) можно не хранить, а брать по мере надобности из воздуха, но при замкнутом цикле приходится хранить все компоненты внутри устройства в какой-то компактной форме.
В т.ч. используются в космосе. Но и недостатков масса — у всех них низкий КПД (соотношение энергии полученной из аккумулятора по сравнению с потраченной при зарядке — обычно минимум половина энергии теряется за 1 цикл), в большинстве случае высокий(быстрый) саморазряд(с его учетом теряется еще больше энергии если между зарядкой и разрядом проходит существенное время).
Емкость обычно тоже не очень хорошая т.к. продукты реакций проблематично хранить, особенно если это газы и их хранение занимает много объема и/или массы.
На Земле у топливных элементов отличная энергоемкость потому что окислитель (кислород) можно не хранить, а брать по мере надобности из воздуха, но при замкнутом цикле приходится хранить все компоненты внутри устройства в какой-то компактной форме.
Интересно ещё, как там у НАСА с супермаховиками дело продвигается. Потенциально это может быть реальным прорывом. У маховиков и диапазон температур огромный, и устойчивость к радиации, и деградации практически никакой, и циклов заряда-разряда эпическое количество, и гибкая подстройка мощности — ёмкости. Это помимо того, что их уже на современных материалах можно делать эффективнее химических аккумуляторов. А если маховик делать из графена, то и любое химическое топливо потенциально может за пояс заткнуть.
У маховиков другие проблемы — момент импульса, а значит паразитный гироскопический эффект, что в космосе будет особенно важно.
Если правильно сделать, то это будет не паразитный, а очень даже полезный гироскопический эффект.
В презенташке НАСА был концепт такого аккумулятора из четырёх гироскопов по направлению вершин тетраэдра. При одинаковой скорости вращения суммарный момент импульса получается равным нулю и никакого гироскопического эффекта на корабль он не оказывает. Но, если перекачивать энергию из одного маховика в другой и обратно, то можно практически на халяву менять ориентацию корабля. То есть использовать аккумулятор и для накопления энергии и как систему ориентации. Дабл профит!
В презенташке НАСА был концепт такого аккумулятора из четырёх гироскопов по направлению вершин тетраэдра. При одинаковой скорости вращения суммарный момент импульса получается равным нулю и никакого гироскопического эффекта на корабль он не оказывает. Но, если перекачивать энергию из одного маховика в другой и обратно, то можно практически на халяву менять ориентацию корабля. То есть использовать аккумулятор и для накопления энергии и как систему ориентации. Дабл профит!
Да даже с просто маховиками для ориентации всё не очень — выходят из строя за несколько лет.
А LiFePO4 не подходят?
в будущих программах, в зависимости от местоположения, температуры могут варьироваться в диапазоне от -150 °C до +450 °C.
Для венероходов в 80-х разрабатывались аккумуляторы для работы при температурах около 400С с электролитом на расплавах солей. Электроника тоже разрабатывалась под эти температуры — на основе углерода, а не кремния.
То есть в теории можно построить венероход?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Литий-серные аккумуляторы для будущих космических программ