Энергия и элементы питания

Долго думал, как преподнести материал, и, в конце концов, решил, что его нужно подавать в виде отдельных фактов, касающихся жизни реальных литий-ионных батарей. Так что начнем…

Литий-ионные аккумуляторы больше страдают от процесса «старения» (ухудшение характеристик на протяжении времени), чем от циклирования. Это означает, что большинство аккумуляторов не может служить свыше 5 лет при обычных условиях эксплуатации (оптимистичный прогноз). Мораль такова — если покупаете литий-ионный аккумулятор, внимательно относитесь к дате изготовления — при полугодовой давности вы потеряете 10% от заявленого ресурса.

Старение батарей ускоряется при работе или хранении в жарких условиях – смотри таблицу для литий-кобальтовых аккумуляторов (для литий-марганцевых и литий-железных батарей результаты немного лучше)

Деградация характеристик литий-кобальтовых аккумуляторов всвязи с температурой хранения

Температура, °C	40% уровень заряда (рекомендуемый уровень заряда)	100% уровень заряда (поддерживается пользователями при работе)
0°C	98% через 1 год	94% через 1 год
25°C	96% через 1 год	80% через 1 год
40°C	85% через 1 год	65% через 1 год
60°C	75% через 1 год	60% через 3 месяца

Навеяно вот этим.

Цены на нефть и бензин вместе с ней бьют рекорды, а в определенных кругах продолжается истерия вокруг так называемого «пика нефти», который якобы, подобно залетевшему дятлу, должен разрушить всю нашу цивилизацию. Вот, например, один русскоязычный калифорниец пытается вопросить на ответы утомляющих его американцев: «Когда подешевеет нефть?» — и вопросит их так, что они больше не отвечают. Другой русскоязычный во времена, когда аудитория была шокирована крахом доткомов и событиями 9/11, попытался окончательно ее добить опусом в стиле хоррор «Проблема-2033» (я бы скорее назвал это «диагнозом») — и создал питательную среду для всяческих анастасийщиков и прочего мракобесия.

Вот благодаря таким паникерам, уверовавшим, что мы находимся на «пике» и выход только через вход, то есть назад к земле и прочее, и имеем мы ситуацию, когда нефти больше чем когда-либо, потребление хоть и растет, но медленнее добычи, поставщики просто хватаются за голову, а спекулянты раздувают цену. Впрочем, есть в этом и свои плюсы. Кризис смертельным не бывает. А сейчас будет ушат дерьма на голову паникерам и ушат воды для поддавшихся их пропаганде.

Японцы всегда славились умением ценить каждый метр площади их не такой уж и необъятной страны восходящего солнца. То они мусор прессуют, отвоевывая у моря клочки рукотворной суши, то вот, решили использовать прилегающие к водным просторам площади под солнечную электростанцию. Идея эта принадлежит компаниям Sharp и Kansai Electric Power. А суть ее заключается в реализации свежесозданного проекта выработки энергии солнца при помощи постройки солнечных батарей по береговой линии города Сакаи.

Согласно представленномум проекту, японцы построят, во-первых, солнечную электростанцию, рассчитанную на 10 МВт и, во-вторых, понатыкают по побережью силовых установок для производства энергии общей можность 18 МВт. Сами солнечные батареи будут устанавливаться на крышах зданий. За батареи (кремниевые тонкопленочные модули) отвечает компания Sharp, которая уже в марте 2010 должна начать их производство. Запуск электростанции планируется в том же 2010 году.

via 3Dnews

Прочитал я с пол года назад книжку под названием «Если нефти больше нет». В России тираж был что-то около 3 тысяч экземпляров. Попала она ко мне через третьи руки с рекомендацией «после неё будешь смотреть на все по другому». В книжке доступным, но в тоже время подкрепленным фактами и выкладками языком рассказывается, что жизнь которой мы сейчас живем может очень скоро кончится. А написать о ней сейчас меня сподвигли цены на нефть, о которых каждый день сообщают как о сводках с фронта, и падение рынков развитых стран. Думаю хабрасообществу будет полезно знать к чему все идет.

Мы сейчас живем на уровне технологий доселе никогда человечеством не достижимом, и продолжаем расти. То же и с населением земли — никогда еще кроме как в 20-ом 21 век население земли не исчислялось 6 миллиардной цифрой. И взрывной рост произошел именно в 20-21 веках, за какие-то десятки лет. Связан этот рост с тем, что человечество научилось добывать и преобразовывать ископаемые углеводороды.

Компания ElectraTherm разработала прототип электрогенератора, использующий тепло в качестве сырья для получения электроэнергии. Таким образом, Green Machine (а так назвали генератор в ElectraTherm) может решить сразу две задачи: получение дешевой электроэнергии (три-четыре цента за кВт/час) и утилизации промышленных отходов, к которым относится и тепло.

Компании Hitachi Maxell и Fuji Heavy Industries, при деятельном участии Университета Нагасаки и Национальным институтом современной промышленной науки и технологий, разработали новый вид литиево-ионной батареи. По заявлениям представителей Hitachi Maxell, емкость созданной батареи в 20 раз выше, чем у современных источников питания.

Кроме того, за счет ухода от использования одного из самых дорогих в производстве литиево-ионных элементов – кобальта – новая батарея еще и дешевле в производстве. Впрочем, пока это только заявления. Никаких сроков выхода нового вида аккумуляторов на рынок не озвучено. Как и их примерной стоимости.

via Engadget

Интересный и потенциально полезный концепт, способный в какой-то мере решить проблему отсутствия электроэнергии в районах, пострадавших от стихийных бедствий, описал в своей диссертации инженер Эндрю Лейнонен. Его идея заключается в использовании беспилотных дирижаблей (которые он назвал Solarial) с высокоэффективными солнечными батареями, расположенными на их обшивке и доставке электроэнергии на землю на наземные силовые установки, соединенные с дирижаблем тросом-кабелем.

В конце XIX века открытие того, что при помощи электричества можно заставить светиться лампочку, вызвало взрыв исследований, целью которых было найти наилучший способ передачи электроэнергии. Во главе гонки оказался знаменитый физик и изобретатель Никола Тесла, который разработал грандиозный проект. Не в состоянии поверить в реальность создания колоссальной сети проводов, охватывающих все города, улицы, здания и комнаты, Тесла пришёл к выводу, что единственный реализуемый способ передачи — беспроводной. Он спроектировал башню высотой примерно 57 метров, которая должна была транслировать энергию на расстояние в многие километры, и даже начал строить её на Лонг-Айленде. Был проведён ряд экспериментов, но нехватка денег не позволила достроить башню. Идея с передачей энергии по воздуху рассеялась, как только оказалось, что промышленность в состоянии разработать и реализовать проводную инфраструктуру.

Компания MTI MicroFuel Cells на выставке Hydrogen and Fuel Cell Expo в Токио представила публике прототип источника питания для цифровых камер. Выполнен этот источник питания в виде модуля fuel stick — «довеска», который присоединяется к камере и обеспечивает дополнительное время работы.

В показанном прототипе использован топливный элемент, работающий по принципу прямого преобразования метанола. О каких-либо характеристиках MTI MicroFuel Cells не распространяется, указав только, что этот топливный элемент в два раза превосходит обычные аккумуляторные батареи (т.е. срок автономной работы устройства можно смело умножать на два).

В основном показанный прототип топливного элемента рассчитан на использование с цифровыми зеркальными камерами (немудрено, в 2007 году потенциально совместимых DSLR было продано 6 млн. штук). Но и о сотовых телефонах тоже не забыли: есть модели и для них.

Стоимость топливного элемента от MTI MicroFuel Cells пока не названа.

via IXBT

Ученые из Национальной Лаборатории Штата Айдахо на данный момент работают над технологией, которая, как думают исследователи, позволит производить солнечные батареи с КПД до 80%. Причем речь идет о двухсторонних батареях, в которых одна из их сторон сможет работать даже ночью.

Для решения задачи по повышению эффективности батарей, группа ученых решила использовать при их создании специальный материал, состоящий из миниатюрных наноантенн (!). Причем в этом направлении успех уже достигнут. Т.е. сама по себе «наноткань», захватывающая инфракрасное излучение уже разработана. Дело за «малым» — преобразовать энергию света в электрическую. По словам руководителя группы ученых Стивена Новака, они планируют добиться результата путем размещения в каждой наноантенне миниатюрного конденсатора.

Понятное дело, о коммерческой реализации технологии говорить пока рано. Но, если исследования американских ученых будут успешными, то такие эффективные солнечные батареи (а КПД существующих сегодня равен всего 20%) вполне могут получить широкое распространение.

via Gizmodo

Компания Toshiba на CES 2008 показала посетителям своего стенда новый UMPC, в качестве источника питания в котором использован топливный элемент с прямым распадом метанола (direct methanol fuel cell).

К сожалению, никакой дополнительной информации о характеристиках как UMPC, так и самого топливного элемента Toshiba не предоставляет. Посетители выставки смогли только лишь отметить, что мощности ультрамобильного ПК достаточно для работы под управлением Windows Vista и то, что источник питания не встроенный, а внешний.

Доберется ли перспективный девайс до стадии коммерческой реализации и когда это произойдет пока не ясно. Но тот факт, что компания работает в данном направлении не может не радовать, так как использование топливных элементов в разного рода портативных устройствах может увеличить время их автономной работы в десятки раз.

via Reghardware

Переселение землян в виртуальный мир не решит экологических проблем нашей планеты. Если посчитать, то получается, что аватары высасывают ресурсы Земли не слабее, чем обычные жители современной цивилизации.

Известно, что в дата-центрах виртуальной вселенной Second Life работает около 4000 серверов, при этом в каждый момент времени существует от 10 тыс. до 15 тыс. активных аватар. Чтобы подсчитать общий расход электроэнергии на аватары, нужно учитывать не только количество серверов (по 200 Вт, в среднем, плюс по 50 Вт на охлаждение дата-центра), но и потребление домашних ПК (в среднем, по 120 Вт). Суточное энергопотребление вселенной SL вычисляется по такой формуле.

(4,000 x 250 x 24) + (12,500 x 120 x 24) = 60 тыс. кВтч, или 4,8 кВтч на аватару.

Группа из десяти велосипедистов Массачусетского технологического института продемонстрировала, что даже самые мощные суперкомпьютеры могут работать на экологически чистой энергии, полученной из человеческих тел. В течение 20 минут студенты крутили педали тренажёров, чтобы поддерживать работу Linux-сервера SiCortex SC648, который в это время рассчитывал модель ядерного взрыва. Конечно, на машине можно было бы запустить и другую программу, но симуляция ядерного взрыва смотрится особенно эффектно в данных обстоятельствах.

Суперкомпьютеры модели SiCortex SC648 отличаются компактным дизайном, подключаются в стандартную розетку 110 В и потребляют всего 1200 Вт, но при этом дробят числа со скоростью более 0,5 терафлопса каждый. По заверениям производителя, другим суперкомпьютерам требуется в десять раз больше энергии.

Маркетологи, которые организовали данный эксперимент, привели ряд интересных фактов. Они сказали, что за 20 минут эксперимента компьютер произвёл больше вычислений, чем современная человеческая цивилизация за первые 3000 лет своей истории, вплоть до 1960 года.

Компания PolyFuel опубликовала информацию о том, что ее специалистам удалось создать блок топливных элементов с рекордной плотностью энергии 500 Вт/л. Такой показатель — однозначный прорыв в области технологии преобразования метанола (DMFC). Мало того, созданная PolyFuel батарея способна выдавать 56 Вт мощности, что вдвое больше, чем на данный момент требуется большинству ноутбуков.

В лабораториях Sony создан образец батарейки, которая вырабатывает электроэнергию путём расщепления сахара. Батарея объёмом 39×39×39 мм имеет мощность 50 мВт, что является новым мировым рекордом для элементов такого размера. Четырёх кубиков вполне достаточно, чтобы запитывать плеер Walkman (см. видео под катом), а ноутбуку на целый день хватит бутылки «кока-колы» или сладкого сока.

В сахарной батарейке в качестве топлива используется глюкоза. В результате гидролиза образуются свободные ионы водорода, которые проходят через мембрану, на катоде вступают во взаимодействие с кислородом из воздуха и окисляются до воды.

Британская телекоммуникационная компания Orange планирует в скором времени выпустить занятное устройство Orange Mobile Wind Charger. Это концептуальная зарядка для мобильных телефонов, предназначенная для использования в походных условиях. А попросту — ветряной электрогенератор.

Для зарядки батареи мобильного телефона используется энергия, накапливаемая в отдельном блоке.
Эффективность такого зарядника, правда, не высока. Для зарядки стандартного аккумулятора при скорости ветра в чуть более 5 метров в секунду устройство должно проработать около 24 часов.

Стоимость Orange Mobile Wind Charger и дата появления на рынке пока не известны. Судя по всему, когда устройство станет доступно в розницу, походный сезон уже подойдет к концу.

via PC World

Американские исследователи из Ренсселерского и Массачусетского институтов смогли создать прототип гибкой батареи, толщина которой не больше, чем у листа бумаги. Вес источника питания составляет всего 100 граммов, но эта батарея способна заменить обычный аккумулятор емкостью до 1300 мА/ч.

Компания Moixa Energy выпускает концептуальные аккумуляторы типа АА. Весь концепт заключается в том, что эти «батарейки» заряжаются от USB-порта.

Верхняя часть аккумулятора USBCell представляет собой скручиваемый откидной колпачок, под которым скрывается обычный разъем USB. Тем самым заряжать такие батареи можно без помощи громоздких зарядных устройств. Достаточно просто подключить их в свободные слоты USB на ноутбуке или ПК.

За столь оригинальное решения придется расплачиваться сниженной емкостью аккумулятора (1300 мАч вместо стандартных 1400-2400) и длительностью зарядки, которая составляет более 320 минут.
Стоимость комплекта из двух таких USBCell составляет 500 рублей.

via Игромания

Студенты MIT нашли новый источник получения электроэнергии — это толпа топчущих людей. Действительно, такие толпы постоянно присутствуют, например, на вокзалах, стадионах, рынках и университетах, так что при соответствующем переоборудовании полов можно превратить тот же вокзал в мощный электрогенератор.

Crowd Farm работает с помощью множества тектонических блоков, которые монтируются в платформу и двигаются под воздействием веса проходящих по ним людей. Блоки находятся впритык, а электричество генерируется благодаря перемещению внутренних стержней друг относительно друга (см. схему под хабракатом).

С сегодняшнего дня компания Greenest Host начинает предоставление хостинговых услуг на серверах, полностью питающихся энергией Солнца.

Хостинговая компания из Сан-Диего (Калифорния, США) предлагает свои услуги за $14,95 в месяц. Все сервера и другое оборудование Greenest Host питаются от солнечных батарей. В некоторых случаях будут использоваться пропановые генераторы, однако они не должны способствовать парниковому эффекту.