Нужно ли устанавливать батареи при теплом поле
Нужны ли радиаторы в дополнение к теплым полам
Часто возникает вопрос, нужны ли радиаторы, если в доме имеются водяные теплые полы. Сможет ли водяной теплый пол самостоятельно отапливать дом или квартиру, чтобы в комнатах было комфортно?
Дополнительные траты на установку батарей нести никто не хочет. Но почему тогда их все равно устанавливают?
Далее подробней рассмотрим особенности современного отопления в частных домах и квартирах, и применение указанных систем совместно и раздельно.
Теплопотери дома вычисляют специалисты
Точные теплопотери дома или квартиры могут определить только специалисты, проведя расчеты. Такие услуги не дешевы, при частном строительстве, часто не проводятся вообще.
Для выбора отопительных приборов, в том числе и для принятия решения о конструкции теплых полов, руководствуются приблизительными «прикидками» по теплопотерям и опытом строительства в регионе. При этом, как правило, критической ошибки в выборе мощности отопительных приборов не возникает.
- Теплопотери в доме будут напрямую зависеть от климата региона.
- Также теплопотери будут зависеть от степени утепленности здания.
Определение мощности отопления для комнат
Для среднеутепленного дома в центральном регионе, где зимы довольно суровые, считается, что теплопотери составляют около 1 кВт на 10 м кв. площади. Но для каждой комнаты эти значения корректируются.
- Для комнат не имеющих наружных стен теплопотери принимаются равными нулю и отопительные приборы там не устанавливаются.
- Для комнаты с неширокой наружной стеной и одним окном значение умножают на 1,1.
- Если наружная стена называется «широкая» или окно побольше, — то 1,2.
- Если два окна — то 1.4.
- Для комнат с 2-мя наружными стенами с 2 — 3 окнами — 1,4 — 1,6.
Но угол – самая холодная часть комнаты. И оперировать площадью не совсем корректно. Для маленьких угловых комнат лучше принимать коэффициент 2,0, для больших уменьшать до 1,3.
Так, для комнаты 25 м кв. с двумя наружными стенами мощность отопления может быть принята приблизительно как 3,7 кВт.
Сравним значения с мощностью теплого пола.
Какая мощность у теплого пола
Теплоотдача теплого пола будет зависеть от его температуры. Наивысшей комфортной температурой считается +28 градусов, при которой покрытие не будет казаться слишком теплым.
С такой температурой отдача энергии теплого пола может составить 70 — 80 Вт с метра квадратного. Следовательно, для комнаты в примере, теплоотдача от пола, без его перегрева может составить 2,3 кВт. Что значительно меньше чем принятые нами теплопотери 3,7 кВт, для «не сильно утепленной» угловой комнаты средних размеров, находящейся в «прохладном регионе».
Чтобы несколько увеличить теплоотдачу, не допустить остывания пола в холодных зонах возле наружных стен, там уменьшают шаг укладки трубопровода до 10 см.
Какая теплоотдача полов на практике
При повышении температуры напольного покрытия до 32- 33 градусов можно получить теплоотдачу в 100 Вт и больше. Но при этом покрытие будет казаться «горячим», длительно находится на нем не комфортно. Подобная температура полов считается приемлемой в комнатах где бывают редко — в прихожей и в санузле.
На практике в жилых комнатах, после того как «наиграются с горячими полами», устанавливают комфортную температуру — +20 — +28 градусов, — для длительного пользования.
Также в реальности часть поверхности обогреваемого пола закрывается низкой мебелью — шкафами, стенками, тумбочками, диванами, кроватями. И эта площадь в нагреве не участвует и не учитывается. Имеются комнаты, где не загроможденное пространство составляет менее половины от общей площади. А это значит, что в нашем примере от полученной мощности можно отнять еще процентов 25 и в результате для комнаты 25 м кв. – только 1,8 кВт, — недостаточно для холодного периода года.
Восполнение недостающей мощности радиаторами
Мощность одной секции радиатора указывается производителем. Отдаваемая мощность несколько ниже, так как температура радиаторов будет меньше от паспортной (90 град).
Обычно мощность одной секции алюминиевого (биметаллического) радиатора с расстоянием межу патрубками в 500 мм принимают как 160 Вт. Для нашего примера, чтобы компенсировать 3,7 кВт, нужно установить 3 радиатора по 8 секций под каждое окно.
Чаще устанавливают с запасом для возможности быстрого нагрева комнаты и более выгодного низкотемпературного отопления, — 3 радиатора по 10 – 12 секций.
Мощности теплых полов недостаточно
Мощности теплых полов при их реальной максимальной комфортной температуре, как правило, не хватает по теплопотерям имеющихся домов для большинства наших регионов. Этот недостаток должен восполнятся радиаторной системой отопления.
Из практики известно, что отопление только лишь теплыми полами возможно в регионах (в странах) с теплым мягким климатом, — в Европе, а ближе к нам — в Молдове, на Кавказе, в Крыму, в Средней Азии…При этом дома должны быть утеплены в соответствии с нормативами.
Все что севернее, а тем более плохо утеплено, нуждается в дополнительной радиаторной системе.
Дополнительно по теме — выбор мощности радиаторов для дома
Нагреваемый пол — для комфорта
Из опыта эксплуатации теплых полов известно, что большинству жильцов ощущение теплого пола нравится лишь только в первоначальный период эксплуатации этого отопительного прибора. На первых порах на обогреваемых полах скорее интересно, чем удобно, посидеть, полежать, устроить игру с детьми… В дальнейшем же ощущение тепла под ногами становится помехой, раздражающим фактором. Особенно может мешать разогревание кровати.
Большинство жильцов со временем уменьшают температуру теплого пола, чтобы он стал незаметным, не привлекал бы к себе внимание. Поэтому комфортной эксплуатируемой температурой является индивидуальный выбор, — кому-то нравится некоторое ощущение прохлады и настраивается на +22 градуса, кто-то предпочтет более теплые +26 градусов, — чтобы дети ощущали тепло….
При этом теплоотдача от теплого пола уменьшается до 30 – 50 Вт с метра квадратного.
Это означает, что в комнатах с внутрипольным обогревом нужна радиаторная система отопления номинальной мощности.
Нагреваемые полы выполняют роль скорее комфортообразующую, а не отопительную. Радиаторы как были, так и остаются главными отопительными приборами.
Влияние теплоемкости массивной стяжки
Масса стяжки водяного теплого пола толщиной 8 см на 100 м квадратных достигает 20 тонн и больше. Это весьма теплоемкий отопительный прибор. На его разогрев и остывание нужно значительное время – сутки и больше.
Бетонная стяжка для водяных полов
Если на улице быстро похолодало, то протопить теплым полом не получится, и некоторое время будет ощущаться недостаток тепла. Тоже самое если нужно разогреть остывший дом по приезду. Или когда открывали окна для проветривания, или двери для переноски…
Быстро разогреть воздух в помещении можно только радиаторами. С одним водяным теплым полом с массивной стяжкой оперативно реагировать на изменения погоды не получится, будет возникать дискомфорт.
В комнатах с нагреваемыми полами подбирать мощность радиаторов рекомендуется по имеющимся теплопотерям, без учета влияния этой системы Это даст возможность прогревать воздух в помещениях максимально быстро в случае необходимости.
Внутрипольный обогрев с облегченной стяжкой по лагам, как делается
Насколько большой аккумуляторный блок вам нужен, чтобы содержать дом? | Руководства для дома
Джозеф Уэст Обновлено 15 декабря 2018 г.
Многие домашние энергетические системы сталкиваются с перспективой несоответствия с основным источником питания. Ветряные генераторы мало помогают в безветренные дни, а солнечные батареи бесполезны, когда они засыпаны снегом. Даже дома, подключенные к электросети, время от времени сталкиваются с отключениями электроэнергии. Вы можете создать резервную копию с аккумулятором, который может обеспечить электричеством ваш дом при выходе из строя основных источников.
Киловатт-час
Бытовое потребление электроэнергии измеряется в киловатт-часах. Киловатт-час соответствует количеству энергии, необходимому для питания устройства мощностью 1 кВт в течение одного часа или устройства мощностью 100 Вт в течение 10 часов. В ежемесячном счете за электроэнергию указано, сколько киловатт-часов вы израсходовали, а в счете также может отображаться статистика использования за предыдущие месяцы. По данным Управления энергетической информации США, средний американский дом потребляет 901 киловатт-час в месяц, или примерно 30 киловатт-часов в день.
Количество дней
Непрактично построить аккумуляторную батарею, способную обеспечивать электроэнергию дома в течение многих дней. Реалистичная система обеспечит электроэнергией дом на несколько дней, чтобы учесть любые сбои в системе первичной энергии. При проектировании аккумуляторной батареи вы должны определить, сколько дней вы ожидаете без питания. Например, если вы живете в сельской местности, где сильные штормы иногда вызывают перебои в подаче электроэнергии, вы можете рассчитать свою систему на три дня работы от батареи.
Характеристики батареи
Батареи разработаны для выработки определенного напряжения и рассчитаны на определенное количество ампер-часов. Например, батарея на 400 ампер-час может обеспечивать ток 4 ампера в течение 100 часов. Напряжение батареи считается довольно постоянным, хотя напряжение постепенно снижается по мере разряда батареи. Чтобы оценить энергоемкость батареи в киловатт-часах, умножьте типичное рабочее напряжение на номинальное значение в ампер-часах, а затем разделите на 1000.Батарея на 400 ампер-часов, вырабатывающая 6 вольт, может обеспечить примерно 2,4 киловатт-часа.
Количество батарей
Блок батарей, предназначенный для питания среднего американского домохозяйства в течение трех дней, должен обеспечивать 90 киловатт-часов энергии. Батарея из предыдущего примера может обеспечивать 2,4 киловатт-часа, поэтому для этой системы потребуется 38 батарей. В действительности, потребуется еще несколько батарей, чтобы учесть недостатки батареи и мощность, потребляемую инвертором, который представляет собой устройство, необходимое для преобразования энергии батареи постоянного тока в переменный ток, необходимый для бытовой электросети.
.Заряд в секундах, в последние месяцы
(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.
Крупные технологические и автомобильные компании слишком осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.Несмотря на то, что чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона перед подзарядкой.
Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.
Литий-ионная батарея без кобальта
Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт.Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт - наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», - сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уокера и директор Техасского института материалов. «И мы полностью устраняем это». Команда заявляет, что с помощью этого решения они преодолели общие проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.
SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт.
Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования металлов, таких как кобальт.Компания SVOLT, штаб-квартира которой расположена в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей. Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.
Тимо Иконен, Университет Восточной ФинляндииНа шаг ближе к кремниевым анодным литий-ионным батареям
Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.
Университет МонашаЛитий-серные батареи могут превзойти литий-ионные, снизить воздействие на окружающую среду
Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные обеспечивать питание смартфона в течение 5 дней, превосходя литий-ионные. Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.
Утверждается, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая возможность питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.
Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный
IBM Research сообщает, что они обнаружили новый химический состав аккумулятора, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные. IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.
Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей - он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии.Все это доступно в батареях с низкой горючестью электролитов.
IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.
PanasonicСистема управления батареями Panasonic
Хотя литий-ионные батареи повсюду и их количество растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.
Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые можно найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.
Асимметричная модуляция температуры
Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке - XFC - который направлен на обеспечение 200 миль пробега электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой - это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре для уменьшения гальванического покрытия, но ограничивает это до 10-минутных циклов, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод уменьшает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.
Pocket-lintПесочная батарея увеличивает время автономной работы в три раза
В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.
Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.
Silanano - стартап по производству аккумуляторов, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть применено к существующему производству литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.
Захват энергии от Wi-Fi
Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.
Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может позволить использовать медицинские таблетки с питанием без необходимости во внутренней батарее (более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.
Энергия, полученная от владельца устройства
Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор - это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.
Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.
Золотые нанопроволочные батареи
Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие нанопроволочные батареи, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.
Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы этого избежать. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали вообще никакой деградации.
Твердотельные литий-ионные
Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.
В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до ста градусов Цельсия.
Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.
Графеновые батареи Grabat
Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.
Graphenano, компания, стоящая за разработкой, утверждает, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут, и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.
Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.
Лазерные микроконденсаторы
Rice UniveristyУченые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но в них используются лазеры, которые вскоре могут измениться.
При использовании лазеров для выжигания электродов на листы пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.
Пенные аккумуляторы
Прието верит, что будущее аккумуляторов - за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.
Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.
Prieto стремится в первую очередь помещать свои батареи в мелкие предметы, например, в носимые устройства. Но в нем говорится, что батареи можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.
Carphone WarehouseСкладной аккумулятор похож на бумагу, но прочный
Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.
Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.
Ник Билтон / The New York TimesuBeam по воздуху зарядка
uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем преобразуются обратно в энергию при достижении устройства.
С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства, чтобы передавать энергию на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто необходим тонкий приемник, чтобы принимать заряд.
StoreDotStoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд
StoreDot, стартап, созданный на базе факультета нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды - короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.
В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.
Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и предлагает запас хода до 300 миль.
Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе - мы ожидали, что они появятся в 2017 году, - но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.
Pocket-lintПрозрачное солнечное зарядное устройство
Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволяет пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.
Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, как и обычные солнечные батареи.
PhienergyАлюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки
Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одной зарядке аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные батареи, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.
Бристольская робототехническая лабораторияБатареи с питанием от мочи
Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно, чтобы зарядить смартфон, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?
Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.
Питание от звука
Исследователи из Великобритании создали телефон, способный заряжаться, используя окружающий звук в окружающей атмосфере.
Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.
Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это означает, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой собственный телефон во время разговора.
Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.
Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.
В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более устойчивы и экологически безопасны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, способными выдержать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.
Натрий-ионные аккумуляторы
Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.
Исследования натриево-ионных аккумуляторов ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие пять-десять лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.
UppЗарядное устройство для водородных топливных элементов Upp
Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, не позволяя вам отвлекаться и оставаться экологически чистым.
Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный побочный продукт - это водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.
Аккумуляторы со встроенным огнетушителем
Литий-ионные аккумуляторы нередко перегреваются, загораются и даже взрываются.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 - яркий тому пример. Исследователи Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.
В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.
Майк ЦиммерманБатареи, защищенные от взрыва
Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала из жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.
Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще, чем две кредитные карты, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет попасть на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.
Батареи Liquid Flow
Ученые Гарварда разработали батарею, которая накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долгое время по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.
Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.
Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения непостоянных источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрого выпуска в сеть по запросу.
IBM и ETH Zurich разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, способной производить 1,4 Вт мощности на квадратный сантиметр, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.
Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор
Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, готовую к использованию уже сейчас.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.
Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.
Цинково-воздушные батареи
Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Воздушно-цинковые батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты.
Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а скорее с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!
Умная одежда
Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ, позволяющий использовать одежду в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.
Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания ламп или в шинах автомобиля, чтобы может привести машину в действие.
Растяжимые батареи
Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что вырабатываемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды он сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.
Графеновая батарея Samsung.
Компания Samsung сумела разработать «графеновые шары», которые способны увеличить емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие аккумуляторы. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.
Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он выдерживает температуру до 60 градусов Цельсия.
Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов
Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы до пяти раз быстрее, чем рекомендуемые пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи намного точнее, чем существующие методы.
Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!
Написано Крисом Холлом.
.Нужно ли откалибровать аккумулятор моего…
Вопрос 1:
По какой причине ноутбуки с несъемным аккумулятором не нуждаются в калибровке? Говорят, что в новом он "предварительно откалиброван". Ну это нормально, когда оно новое. Но батарея со временем теряет емкость из-за разряда, нагрева и даже простоя. Эти переменные означают, что батарея у всех будет разной. Как компьютер может узнать текущую емкость вашей батареи, если вы никогда не разряжаете ее, без калибровки?
Вопрос 2:
Если калибровка больше не требуется, означает ли это, что новые Macbook со встроенными батареями можно использовать ВСЕГДА от розетки? Может ли это отрицательно повлиять на срок службы батареи по сравнению с работой от батареи? Гипотетически, что было бы идеальной схемой использования, обеспечивающей максимальное время автономной работы.(Процент времени работы от аккумулятора и от кондиционера, глубина разряда, частота зарядки и т. Д.) Могут ли хорошие привычки заряжать ЗНАЧИТЕЛЬНО срок службы аккумулятора? Если да, то сколько можно рассчитывать получить?
Я уверен, что кто-то где-то в лаборатории проводил такие эксперименты.
.Объяснение того, что можно и чего нельзя делать при зарядке аккумулятора
Откройте для себя способы продления срока службы батареи, следуя простым рекомендациям.
«Как я могу продлить срок службы батарей?» многие спрашивают. Поскольку люди остаются в форме, воздерживаясь от курения, снижая потребление сахара и занимаясь физическими упражнениями, срок службы батареи может быть продлен. Нет точных цифр относительно того, насколько эффективен хороший уход, но доказательством этого являются примеры, когда пакеты выдавались как личные вещи, а не как товары на складе.Личная гигиена почти всегда выигрывает
В таблице 1 показано, как продлить срок службы батареи за счет должного внимания. Из-за сходства внутри систем химический состав ограничен свинцом, никелем и литием.
| Уход за аккумулятором | Свинцово-кислотный: Затопленный, герметичный, гель, AGM | На основе никеля: | Литий-ионный: Кобальт, марганец, NMC |
| Лучший способ зарядки | Нанесите насыщенный заряд, чтобы предотвратить сульфатирование; может оставаться на зарядке с правильным плавающим напряжением. | Избегайте чрезмерного нагрева аккумулятора во время зарядки. Не оставляйте аккумулятор в зарядном устройстве более чем на несколько дней. В зависимости от памяти. | Частичная и случайная зарядка - это нормально; не требует полной зарядки; предпочтительный нижний предел напряжения; держите аккумулятор в прохладном месте. |
| Методы начисления | Постоянное напряжение 2,40–2,45 / элемент, плавать | Постоянный ток, NiCd можно быстро заряжать без напряжения; капельный заряд при 0,05С. * Рекомендуется | Постоянное напряжение до 4,20 В / элемент; без подзарядки; аккумулятор * Рекомендуемая |
| Выгрузка | Может выдерживать высокие пиковые токи.Избегайте полной разрядки. Заряжайте после каждого использования. | Не допускайте чрезмерной разрядки тяжелого груза; инверсия клеток вызывает короткое замыкание. Избегайте полной разрядки. | Предотвратите полные циклы, примените немного заряда после полной разрядки, чтобы поддерживать цепь защиты в рабочем состоянии. |
| Как продлить батарею | Ограничьте глубокую езда на велосипеде; Не допускайте глубокого разряда стартерной батареи.Нанесите полностью насыщающий заряд. Избегайте тепла. | Разряжайте батареи, которые используются регулярно (в основном, никель-кадмиевые), до 1 В на элемент каждые 1-3 месяца, чтобы предотвратить накопление памяти. | Сохранять хладнокровие. Работают в средней SoC 30–80%. Предотвратить сверхбыструю зарядку и высокие нагрузки (большинство литий-ионных) |
| Транспорт | Затоплен: ограничения класса 8, имеется маркировка «коррозионный». |
