§ 104. Работа и мощность постоянного тока
Вспомните, как определяется работа кулоновских сил при перемещении заряда q из точки с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2.
Важно
При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу.
Её принято называть работой тока.
Рассмотрим произвольный участок цепи. Это может быть однородный проводник, например нить лампы накаливания, обмотка электродвигателя и др. Пусть за время Δt через поперечное сечение проводника проходит заряд Δq. Электрическое поле совершит при этом работу А = ΔqU (U — напряжение между концами участка проводника).
Так как сила тока 
то работа тока равна:
Важно
Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого шёл ток.
Согласно закону сохранения энергии эта работа должна быть равна изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому
Важно
энергия, выделяемая на данном участке цепи за время Δt, равна работе тока.
Если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий, то происходит только нагревание проводника, т. е. увеличивается внутренняя энергия проводника. Нагретый проводник отдаёт тепло окружающим телам.
Нагревание проводника происходит следующим образом. Электрическое поле ускоряет электроны. В результате столкновения с ионами кристаллической решётки они передают ионам свою энергию. Энергия беспорядочного движения ионов около положений равновесия возрастает. Это и означает увеличение внутренней энергии. Так как температура — мера кинетической энергии тела, то температура проводника повышается, и он начинает передавать тепло окружающим телам. Спустя некоторое время после замыкания цепи процесс устанавливается, и температура проводника перестаёт изменяться со временем. За счёт работы электрического поля в проводнике непрерывно выделяется энергия. Но его внутренняя энергия остаётся неизменной, так как проводник передаёт окружающим телам количество теплоты, равное работе тока. Таким образом, формула (15.12) для работы тока определяет количество теплоты, передаваемой проводником другим телам.
Объясните, почему в отсутствие тока при столкновениях свободных электронов с ионами решётки энергия последних не увеличивается.
Если в формуле (15.12) выразить либо напряжение через силу тока, либо силу тока через напряжение с помощью закона Ома для участка цепи, то получим три эквивалентные формулы
Формулой A = I 2 RΔt удобно пользоваться при последовательном соединении проводников, так как сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках. При параллельном соединении удобна формула 
так как напряжение на всех проводниках одинаково.
Закон Джоуля—Ленца. Закон, определяющий количество теплоты, которую выделяет проводник с током в окружающую среду, был впервые установлен экспериментально английским учёным Д. Джоулем (1818—1889) и русским учёным Э. X. Ленцем (1804— 1865).
Закон Джоуля—Ленца
Количество теплоты, выделяемой в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику:
Как можно экспериментально проверить закон Джоуля—Ленца? Предложите схему опыта.
Мы получили этот закон с помощью рассуждений, основанных на законе сохранения энергии. Формула (15.14) позволяет вычислить количество теплоты, выделяемой на любом участке цепи, содержащем какие угодно проводники.
Мощность тока. Любой электрический прибор (лампа, электродвигатель и т. д.) рассчитан на потребление определённой энергии в единицу времени. Поэтому наряду с работой тока очень важное значение имеет понятие мощность тока.
Важно
Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока. Согласно этому определению мощность тока
Электрическая мощность, так же как и механическая, выражается в ваттах (Вт).
Это выражение для мощности тока можно переписать в нескольких эквивалентных формах, используя закон Ома для участка цепи:
Найдите на любом электроприборе значение его мощности. Обсудите, какой мощности соответствует это значение — полезной или затраченной.
На большинстве электроприборов указана потребляемая ими мощность, предельное значение силы тока, а также предельное значение напряжения.
В быту для расчётов потребляемой электроэнергии часто используется единица кВт • ч, 1 кВт • ч = 3,6 • 10 6 Дж.
Ключевые слова для поиска информации по теме параграфа.
Закон Джоуля—Ленца. Работа электрического тока
Вопросы к параграфу
1. Что называют работой тока?
2. Чем отличается понятие работы тока в электростатике от понятия работы в ® механике?
3. Что такое мощность тока?
4. В каких единицах выражается мощность тока?
5. Можно ли увеличить мощность электроприбора, подавая на него большее напряжение?
6. Какие преобразования энергии происходят в проводнике, когда по нему идёт ток?
Образцы заданий ЕГЭ
А1. Чему равна работа электрического тока за 10 мин, если напряжение на концах проводника равно 10 В, а сила тока равна 1,5 А?
1) 150 Дж 2) 900 Дж 3) 1500 Дж 4) 9000 Дне
А2. При прохождении по проводнику электрического тока в течение 2 мин совершается работа 96 кДж. Сила тока 4 А. Чему равно сопротивление проводника?
1) 0,02 Ом 2) 50 Ом 3) 3 кОм 4) 15 кОм
А3. На цоколе лампы накаливания написано: 150 Вт, 220 В. Определите силу тока в спирали при включении лампы в сеть с номинальным напряжением
1) 0,45 А 2) 0,68 А 3) 22 А 4) 220 000 А
А4. На рисунке показан график зависимости силы тока в лампе накаливания от напряжения на её клеммах. При напряжении 30 В мощность тока в лампе равна
1) 135 Вт 2) 67,5 Вт 3) 45 Вт 4) 20 Вт
А5. Как изменится мощность, потребляемая электрической лампой, если, не изменяя её электрическое сопротивление, уменьшить напряжение на ней в 3 раза?
Работа и мощность электрического тока
Класс: 10
Презентация к уроку
Класс: 10.
Тема: Работа и мощность электрического тока.
Цель: Создать условия для изучения новой темы, предусмотренной учебной программой, используя элементы технологии продуктивного чтения.
Задачи:
Методы обучения: приемы продуктивного чтения и критического мышления.
Необходимое оборудование и материалы: компьютер, мультимедиа-проектор, компьютерная презентация к уроку, карточки с заданиями.
Планируемый результат: формирование базовых компетенций при изучении работы и мощности электрического тока, т.е. обучающиеся приобретут знания о работе и мощности электрического тока, усвоят формулы, позволяющие определить эти величины на уровне понимания о практическом их применении в быту, технике. Научатся применять знания о работе и мощности тока к объяснению и анализу явлений окружающего мира и объяснению работы бытовых приборов. Приобретут умения проводить расчёты стоимости электроэнергии, потребляемой в домашних условиях, и способах её экономии.
Ход урока
I. Организационный этап
Здравствуйте, ребята. Я рада видеть вас и надеюсь на взаимность. Прежде чем мы приступим к уроку, я хотела бы, чтобы каждый из вас настроился на продуктивную работу. Настроились? Прекрасно! А теперь давайте приступим к работе.
II. Актуализация знаний и мотивационный этап
На прошлых уроках мы с вами начали изучать законы постоянного тока. Рассмотрели закон Ома для участка цепи, основные характеристики электрического тока. Сегодня на уроке мы с вами продолжим изучение нашей темы, познакомимся с новыми характеристиками электрического тока. Но сначала давайте немного повторим основные понятия, формулы и определения, которые нам пригодятся для изучения нового материала и формулирования целей урока. Таблица, которую нужно заполнить, поможет нам систематизировать знания, а также поможет при изучении нового материала.
Как увеличить мощность электроэнергии, когда энергетики дали 15 кВт, а нужно 50 кВт?
Для решения вопроса решили применить дизель-генератор, трансформаторные инверторы и аккумуляторы. Получили 3-х фазную сеть мощностью 60 кВт.
Всем известно, какие круги ада нужно пройти, что бы подвести к своему дому, производству или любому другом объекту коммуникации.
Рассмотрим пример, когда энергетическая компания может подвести только 15 кВт мощности, то есть по 5 кВт на фазу. Для небольшого частного дома, это вполне нормальная мощность, а для жизнедеятельности добротного коттеджа, где периодически требуется 20, 30 или даже 50 кВт мощности, это уже мало.
Возникает вопрос: «Как увеличить мощность подведенной электроэнергии?».
Можно просто приобрести генератор необходимой мощности и оснастить его системой АВР (автоматический ввод резерва), собственно это и было сделано. Был приобретен трехфазный дизель-генератор FG WILSON P75P1 мощностью 60 кВт.
НО! Возникает второй вопрос: «Как быстро сможет завестись генератор, что бы не выбило вводные автоматы, а мощное оборудование запустилось?». Ведь для того, что бы дать нагрузку с генератора его необходимо: запустить, прогреть и только потом подать на него нагрузку. Что бы решить этот вопрос, было решено установить Российские трансформаторные инверторы МАП DOMINATOR мощностью 20 кВт на каждую фазу и 16 гелевых аккумуляторов KORD GL 12-200.
Рассмотрим алгоритмы работы системы:
Увеличение мощности сети. При наличии сетевого электричества, если потребление по любой из фаз превышает разрешенную от сети мощность (5 кВт), на ней начинается докачка мощности из АКБ. Таким образом, из промышленной сети берется максимально допустимая мощность, а недостающая добавляется от АКБ.
Например: по двум фазам идет потребление 2 кВт, а по третьей фазе идет потребление 10 кВт. В этот момент, инвертор, через который идет потребление 10 кВт, начинает докачивать недостающие 5 кВт из АКБ. Если докачка продолжается длительное время, и напряжение АКБ опустилось до расчетного значения – инверторы с других, менее нагруженных фаз, начинают заряд АКБ, таким образом, обеспечивая переток мощности между фазами и используя на максимум разрешенную мощность сети по всем 3-м фазам. Если нагрузка на всех фазах превышает разрешенную сетевую мощность, то есть возросла до 40 кВт, система запускает дизель-генератор и переводит пиковую нагрузку на него. Как только нагрузка спадает, дизель-генератор отключается, и система продолжает работать в прежнем режиме докачки мощности и восстанавливает заряд АКБ.
Резервное электроснабжение. При пропадании сетевого электричества система мгновенно перехватывает нагрузку и продолжает работу от аккумуляторных батарей. Если заряд АКБ подходит к критическому значению напряжения, система дает команду на мягкий пуск дизель-генератора, ожидает прогрева и переключает нагрузку на него, параллельно запуская заряд АКБ. Если после полного заряда АКБ сетевое электроснабжение все еще не восстановлено, система мягко выключает дизель-генератор и продолжает работу от АКБ. При необходимости этот цикл автоматически повторяется, пока сеть не восстановится. Когда сетевое электричество восстановится, инверторы автоматически произведут заряд АКБ. Общая емкость АКБ: 800Ач, 38,4 кВт*ч Извлекаемая емкость (DOD 70%): 26,8 кВт*ч
Работу резервной системы в режиме онлайн контролирует программно-аппаратный комплекс “Малина 2” с облачным мониторингом и автоматическим оповещением по всем отслеживаемым параметрам.
Для обслуживания дизель-генератора и инверторов с аккумуляторами установлены реверсивные рубильники.
Для контроля и выравнивания заряда аккумуляторов на каждую сборку из 4-х АКБ установлен пассивный балансир заряда.
Для работы дизель-генератора в закрытом помещении были оборудованы: система отвода выхлопных газов и приточно-вытяжная вентиляция с автоматическим открыванием жалюзи на время работы.
При желании, в данную систему можно добавить сетевой инвертор и солнечные батареи. Таким образом, получится гибридно-сетевая солнечная электростанция, которая дополнительно позволит сократить затраты на электроэнергию.
Вывод: если энергетики не могут подать Вам необходимую мощность, то ее можно увеличить самостоятельно.
Бля. 20 кВт за глаза. На цех хватит.
За такие бабки можно нанять армию гномиков, которые будут крутить все что должно крутиться и дивизию эльфов, которая будет светить везде где нужен свет. Да и то дешевле выйдет.
Все клево и стоит как чугунный мост ))
Слышь, друже, тут на пикабу миллионеры не пасутся
Бля. У меня на участке цех с экструдерами и прочей фигней 80 ампер берет. Иногда чуть больше ста.
Дай угадаю, майнинг ферма?
Стоит как мост и некоторые элементы будут требовать периодической замены. Плюс никто не отменял количество сбоев/ошибок/поломок в связи с усложнением.
Автор, ты сколько систем питания запустил с техзадания? Сам?
И пошто цены не пишешь?
А то у меня подобная задачка на руках и я только корвалол успеваю глотать когда цены на железо вижу.
Газа в поселке нет, печку топить дровами это фу и некрасиво, а на электроотопление 15 кВт не хватает. В результате имеем электростанцию им. Чубайса размером с хороший гараж.
просто не нужно в коттеджах ставить промышленное оборудование которое требует заводских мощностей.
Аккумуляторы немножечко вспучило
Разобрали сегодня UPS на работе, недовольно пищал и моргал аккумуляторной иконкой. Оказалось за зиму они накопили немого жирка.
Разрыв клеммы аккумулятора при измерении оммического сопротивления силового трансформатора
Советская царь батарейка
Была найдена на секретном объекте МО.
Фольксваген открыл завод по глубокой переработке литий-ионных аккумуляторов
В 2019 году сообщалась, что немецкий автомобильный концерн Фольксваген (Volkswagen, VW) начал строить завод по глубокой переработке литий-ионных аккумуляторов в Зальцгиттер (Salzgitter), ФРГ.
В пятницу автопроизводитель сообщил о запуске этой пилотной площадки.
По заявлению компании, она использует процесс замкнутого цикла для восстановления ценного сырья, такого как литий, никель, марганец и кобальт, из литий-ионных аккумуляторов. Цель состоит в том, чтобы обеспечить 90-процентную степень переработки этих материалов, а также алюминия, меди и пластика, которые затем можно снова использовать для производства новых батарей.
На построенном экспериментальном заводе перерабатываются только такие батареи, которые больше не могут использоваться для каких-либо других целей. То есть перед переработкой проводится анализ, подходят ли аккумуляторы для повторного использования в мобильных системах хранения, гибких станциях быстрой зарядки или мобильных зарядных роботах.
Большие объёмы батарей, которые совсем ни на что не годны, достигли конца своего жизненного цикла, появится не раньше конца десятилетия, говорится в сообщении VW. Поэтому пилотная установка в Зальцгиттер может ежегодно перерабатывать до 3600 аккумуляторных блоков. Это соответствует примерно 1500 тоннам. В дальнейшем возможно масштабирование.
Разработанный процесс переработки не требует энергоемкой плавки. Согласно заявлению Volkswagen, поставляемые аккумуляторные системы сначала глубоко разряжаются и разбираются. Затем отдельные части измельчают в гранулы, которые после этого сушат. Помимо алюминия, меди и пластмасс, в первую очередь получается ценный «черный порошок», который содержит важное сырье для аккумуляторов — литий, никель, марганец и кобальт, а также графит. Разделение и обработка отдельных веществ с помощью гидрометаллургических процессов — с использованием воды и химических реагентов — осуществляется специализированными партнерами.
Затем восстановленные вещества могут использоваться для производства новых батарей. «Таким образом, основные компоненты старых аккумуляторных элементов могут быть использованы при производстве нового катодного материала», — объясняет Марк Мёллер, руководитель отдела технических разработок и электронной мобильности Фольксваген. Исследования показали, что батареи, изготовленные из переработанных материалов, столь же эффективны, как и новые. Таким образом, Volkswagen поддержит собственное производство элементов восстановленным сырьем. «Поскольку спрос на батареи и, следовательно, на электронное сырье резко возрастет, мы сможем эффективно использовать каждый грамм восстановленного материала», — говорит Мёллер.
Новое производство также обеспечит сокращение выбросов парниковых газов и улучшит углеродный баланс электромобилей. По оценкам Volkswagen, сокращение выбросов CO2 составит около 1,3 тонны на одну батарею мощностью 62 киловатт-часа, которая производится с использованием катодов из переработанных материалов и на 100% экологически чистой электроэнергии.
«Мы внедряем экологически безопасный цикл вторичной переработки и, таким образом, являемся пионерами в отрасли в области защиты климата и поставок сырья», — сказал Томас Шмалл, член правления Volkswagen AG.
Прошлый год стал рекордным по продажам электромобилей в мире, но особенно бурный рост зафиксирован в Европе. Германия впервые опередила США. С ростом парка этих машин, будут расти и объемы отработанных аккумуляторов. Важно, что автопроизводители и специалисты по управлению отходами решают задачи переработки батарей уже на нынешней, начальной стадии развития рынка.
За последние 10 лет, стоимость литиево-ионных аккумуляторов упала на 88%
Дешевые, крупные аккумуляторы являются ключевыми для производства электромобилей, а также резерва энергии в возобновляемых электростанциях (таких, как ветряные или солнечные), что позволит им бесперебойно снабжать энергией потребителей, независимо от временных погодных условий или цикла день-ночь).
Как и большинство остальных товаров, аккумуляторы тем дешевле за единицу, чем больше их производят, поэтому повышаемый спрос за счет падения цен повысит производство, что приведет к еще большему падению цен. Для литиево-ионных аккумуляторов это соотношение равно падению цен на 18% за киловатт-час за каждое удвоение ежегодного количества произведенных аккумуляторов.
Разбираем аккумуляторы от бесперебойников и сдаём свинец
Привет, Пикабу!
Копились годами у нас АКБшки от ИБП, которые всё собирались утилизировать или сдать пункты приёма лома. Однако, решено было самостоятельно провести разборку и заодно моему ребёнку наглядно прочувствовать опасность выброса подобного лома и может немного кэша на карманные поиметь.
90 кг, 40 шт.
Довольно легко я их болгаркой с алмазным дисков вскрыл по шву верхней крышки.
Почти сухую межпластинную бумагу удаляем, с одного АКБ почти 1.5 кг свинца.
Пластмассовые корпуса и крышки были выброшены в соответствующие контейнеры, которые имеются в нашем городе.
В итого свинца почти 60 кг было извлечено, что в нашем городе при 60 р. за кг в пункте приёма воплощено в 3600 руб.
А парочку корпусов ребёнок под карандашницы использовал!
Всем добра и хорошей экологии!
Ответ на пост «Проверяйте силовые удлинители после покупки»
Проверяйте силовые удлинители после покупки
Добавлю свою историю.
Было это лет 7-8 назад. Зима, на улице около минус 25. Приходит ко мне приятель, помоги, говорит, машину завести. Вчера поехал на работу, машину у вокзала оставил, сегодня приехал, завести не смог, аккумулятор сел. Давай съездим, «прикурим». Провода по пути купим.
Поехали, по пути приятель забежал в магазин, купил провода. Приехали. Подключил к аккумуляторам, я свою завел, подождал минут пять, чтоб его аккумулятор подзарядился и говорю Заводи. Пробует, только втягивающее щелкает. Чет говорю не то, у меня аккум нормальный, от него и то бы завелось. Пошел смотреть как он подключил, вроде всё правильно, да и накосячить не в чем. Отсоединил провода от его аккумулятора и кратковременно крокодилами коротнул, чтоб проверить. Искр нет, как будто к моему не подключен. Снимаю оплётку с карабина, чтоб посмотреть кабель и охреневаю. Вместо толстого медного кабеля толстостенный резиновый шланг, в который вставлен проводок медный, сечением не более 1 кв.мм. Проводок, конечно, соединён с крокодилом, только при этом изоляция с него не снята. Поэтому контакта нет совсем.
Ну что делать, я посмеялся, приятель поматерился, сняли аккумулятор и повезли на зарядку, а по пути заехали провода обратно в магазин сдать.
С буксира завести не вариант, у меня легковая, а там фургончик.
Ещё раз убедился в своей правоте в том, что за всю жизнь сам ни одного удлинителя не купил. Со времён института повелось купить отдельно кусок провода нужной длины и сечения, вилку и блок розеток на сколько нужно мест и самому собрать. Времени займёт минут 10, не больше. Сначала это было из целей экономии, потом же из целей надёжности и безопасности.
Сырье из переработанных литий-ионных аккумуляторов впервые поставлено заказчику
В июне прошлого года мы писали о канадской компании Li-Cycle, предложившей новый двухэтапный процесс переработки литий-ионных батарей, позволяющий извлекать 80%-100% содержащихся в них материалов.
Процесс Li-Cycle на первом этапе включает в себя «механическое уменьшение размера», то есть измельчение батарей. Для данного процесса не требуется разрядка аккумуляторов, что снижает трудозатраты и операционные расходы. Второй шаг в переработке — процесс гидрометаллургии, «мокрой химии». Из измельчённого металла здесь извлекаются ценные компоненты, такие как карбонат лития, литий, кобальт, медь, алюминий, графит, железо, если речь идёт о железо-фосфатных аккумуляторах.
Технология экологически устойчива – она не приводит к образованию «потока твёрдых отходов», обеспечивает минимальный/нулевой расход воды и не связана с выбросами каких-либо вредных веществ в атмосферу.
В начале января 2020 года компания объявила, что она осуществила первую коммерческую поставку переработанного материала неназванному заказчику.
«Концентрат энергетических металлов» был получен из старых литий-ионных аккумуляторов, переработанных на предприятии Li-Cycle в Онтарио, Канада. Он содержит ключевые энергетические металлы, такие как кобальт, никель и литий. Компания заявляет, что она «одна из немногих в мире способна извлекать критически важные материалы из литий-ионных аккумуляторов устойчивым и безопасным способом».
По прогнозу BloombergNEF к 2040 году в мировом парке будет 540 миллионов электромобилей. Кроме того, согласно прогнозам, объём систем хранения энергии на основе литий-ионных аккумуляторов будут расти чрезвычайно высокими темпами. По мнению многих экспертов, литий-ионная технология ещё долго будет доминировать на рынке. Соответственно, и объёмы отработанных батарей будут расти. Вот так иллюстрирует ситуацию на ближайшие годы Global Battery Alliance:
«В то время как литий-ионные батареи играют все более важную роль в глобальном переходе к электрификации, в мире нет жизнеспособного варианта для решения проблемы быстро растущих объемов отработанных литий-ионных батарей», — отмечает Li-Cycle. Компания предлагает решение этой проблемы «с помощью инновационного и устойчивого процесса восстановления ресурсов».
«Первая поставка коммерческого продукта знаменует собой значительную веху для Li-Cycle на пути компании к тому, чтобы стать главным процессором восстановления ресурсов, обрабатывая все типы литий-ионных батарей от широкого круга клиентов и применений», — говорит Аджай Коххар, президент и главный исполнительный директор Li-Cycle.
Материалы, производимые Li-Cycle, обеспечивают значительную чистую выгоду для окружающей среды по сравнению с традиционными методами производства, считает компания. В частности, возврат переработанных материалов аккумуляторов в коммерческих объёмах в цепочку поставок компенсирует использование материалов, добываемых из первичных источников. В результате деятельность Li-Cycle косвенным образом уменьшает масштабы воздействия на окружающую среду (например, выбросы в атмосферу, воздействие на почву и воду) и социальные последствия добычи и переработки первичных материалов.
К вопросу о необходимости своевременного контроля и обслуживания батарей бесперебойных блоков питания
Краткое содержание для ЛЛ: периодически контролируйте и вовремя меняйте батареи в своих ИБП, чтобы не допустить порчи имущества и пожара (рекомендуют менять АКБ раз в 2-3 года). У меня всё обошлось, но последствия могли быть гораздо хуже.
Сегодня случилась неприятная ситуация. Вышел утром в зал, почуствовал запах, похожий на запах при резке металла болгаркой. Минут 40 тупил, не мог понять откуда: думал, с подъезда натянуло, там как раз меняли трубы по стояку у соседей.
Потом краем глаза заметил лёгкий дымок из отсека с батареями ИБП, и всё стало на свои места. Но сначала немного предыстории.
У меня дома трудится Ippon Smart Winner 2000, вот такой.
Первый мой ИБП был SmartWinner 1000, там только 2 батареи и расположены в одном корпусе вместе с электроникой. Отработал он примерно года 3-4, пока в нём не взорвались силовые ключи и погорели дорожки дальше по плате, т. е. проблема была серьёзная. Чинить не стал, взял взамен Winner 2000.
В итоге двухтысячный починил, и следуя советам форумчан вырезал в корпусе круглое отверстие под дополнительный вентилятор, который никогда не выключается. Температура внутри стала нормальной: трансформатор около 40 градусов, остальная электроника околокомнатной температуры. Заменил батареи на CSB HR1234W (хорошие, но относительно дорогие). Они честно отработали в бесперебойнике почти 5 лет в режиме 24/7. Причём во время последних отключений света вполне бодро тянули комп минут 40-50, пока не было света (на более долгий срок не отключали, а специально тесты не устраивал). Вероятно, предел был где-то чуть больше часа, судя по индикаторам.
Но сегодня утром оно наконец поломалось. Скорее всего в одной из батарей случилось короткое замыкание, и 58 вольт зарядного напряжения пошли на меньшее сопротивление, ток возрос, из-за чего начался интенсивный разогрев батарей. За какое-то время они нагрелись примерно до 70 градусов, закипел электролит, их раздуло и всё потекло вниз с последующим нагревом
Из убытков: сильно деформированный пластик корпуса батарейного отсека и 3200 р. на 4 новых самых дешевых SVEN, которые планирую погонять год-полтора и заменить вместе с ИБП.
Пришлось долго проветривать, вонь выветрилась к концу дня; электролит оттёр почти без последствий для поверхностей.
Вот результат моего недосмотра (так сказать, батареи курильщика 🙂
Я сталкивался со многими ИБП и умершими в них аккумуляторами, но такую жесть увидел впервые. Обычно аккумуляторы просто теряют ёмкость со временем, бесперебойник не тащит комп и всё мирно решается заменой батарей.
Очень повезло, что в это время был дома. Скоро новый год, планируем поездку на отдых примерно на 3 недели. Комп никогда не выключаю, т. к. это сервер, плюс я работаю за ним удалённо. При таком раскладе вполне мог быть пожар, если бы это хозяйство поработало без присмотра ещё десяток-другой часов.
Для себя выводы сделал, после приезда сделаю плату мониторинга температур аккумуляторов и самого ИБП, чтобы она оперативно сигнализировала в telegram о нештатных ситуациях. Может быть прикручу туда ещё какой-нибудь датчик дыма для верности. Но это уже тема для другого ресурса 🙂
В общем, следите за своей техникой. Иногда она может преподнести неприятные сюрпризы.
И вовремя меняйте АКБ в ИБП
Аварийные грызуны
ИБП ушел в аварию, всех потребителей скинул на электронный байпас, сам весь пищит бедолага, но работает. С дежурным выводим нагрузку на внешний байпас. Насосы работают, просадок по давлению нет, выдохнули. Сняли защитные панели для осмотра, в начале даже не заметили.
Ну стрельнула плата.
А потом на тебе. джери, слегка подгорелый.
Хорошо что силовые шинки, которые совсем рядом не перекрыло дугой, хоть на этом спасибо.
Вот такие вот пакостники бывают. Была еще мошка, из-за которой было КЗ на шинном мосту, но это совсем другая история.
Всем меньше таких пятниц!
Компания Bloomberg New Energy Finance (BNEF) опубликовала результаты своего отраслевого опроса по поводу цен на литий-ионные аккумуляторы в 2019 году. Речь идёт об укомплектованных батареях (packs), а не об элементах. Средневзвешенные по отрасли цены упали до 156 долларов США за кВт*ч – показывают результаты исследования. Это примерно на 13% ниже, чем в среднем за 2018 год.
Подчеркнём, что BNEF приводит средневзвешенное по рынку значение, у лидеров, таких как Tesla/Panasonic, стоимость, очевидно, ниже.
Сокращение затрат в 2019 году произошло благодаря росту объёма заказов и продаж электромобилей, а также расширению применения катодов с высокой плотностью энергии. Внедрение новых конструкций блоков батарей и падение производственных затрат приведут к снижению цен в ближайшей перспективе.
Джеймс Фрит, старший аналитик BNEF по системам накопления энергии и автор отчета, отмечает: «По нашим прогнозам, к 2030 году годовой оборот рынка достигнет 116 миллиардов долларов, и это не считая инвестиций в цепочку поставок. Поскольку цены на элементы и аккумуляторы падают, покупатели получат больше ценности за свои деньги, чем сегодня».
По мере приближения ко второй половине 2020-х годов плотность энергии на уровне ячеек и блоков батарей будет играть всё большую роль, поскольку это будет означать более эффективное использование материалов и производственных мощностей. Новые технологии, такие как кремниевые или литиевые аноды, твердотельные элементы и новые катодные материалы, будут важнейшими факторами дальнейшего снижения затрат, отмечает BloombergNEF.
Добавим, что снижение стоимости литий-ионных аккумуляторов способствует ускорению развития систем накопления энергии в электроэнергетическом секторе, где Li-ion остаётся господствующей технологией.
Стоит ли заниматься мобильными солнечными электростанциями?
Здравствуйте, меня зовут Виктор, имею высшее техническое образование и опыт в проектировании наружной рекламы. Живу в Оренбурге.
Предыстория такова: ко мне, по работе, всё чаще стали обращаться заказчики, с просьбой смонтировать на их щитах — солнечные панели для освещения рекламы в темное время суток (подключение сетевого городского электричества — большая проблема). Также очень часто к нам стали обращаться по поводу мобильных переносных солнечных электростанций для временных поселений (на лето): пасеки, пастбища, кемпинги, базы отдыха и так далее. То есть, спрос хороший, даже друзья рыбаки говорят, что не плохо было бы иметь на природе 220 вольт под рукой.
Я решил изготовить пробный образец солнечной электростанции на 300 Вт. И даже подарил его тут же другу на др. Некоторые параметры и фото ниже.
К сожалению подобный шкаф вместе с солнечными модулями весил 22 кг. Что, мягко говоря, не очень мобильно. Если только для перевозки в багажнике.
Так же на фото в конце я сделал подборку уже существующих «забугорных» подобных решений. Но все они либо дорогие, либо маломощные.
Уважаемые, вопрос: стоит ли мне заниматься дальше заниматься подобным? Ведь, признаться, мои образец выглядит колхозно, однако — дешев.
Я, конечно, понимаю, что в перспективе можно улучшить проект: сделать колесики, ручки, раскладывающиеся панели (веером или книжкой). Но стоит ли?
Как вы считает, вы бы купили подобную солнечную электростанцию?
Ни в коем случае — не реклама. Буду рад любой конструктивной критике.
У бесперебойника роды
Работаю в банке, сегодня скрывали ЭТО.И ОФИГЕЛИ
Пришлось распилить ибп
Солнечная «электростанция» на лоджии в Питере. ч.6 (о свинце)
Итак рассмотрим 3 самых распространённых типа свинцовых аккумуляторов (кроме них идут всякие панцирные, OPzV, OGI, HLT- HZT).
Для обеспечения высоких токов стартерники имеют увеличенное количество пластин и как следствие они более тонкие и быстро изнашиваются. Электролит жидкий и пластины просто погружены (висят) в нём, за это их кличут наливными. И именно из за этого они должны располагаться строго вертикально. От тряски и вибраций или просто «так захотелось» намазка может упасть и привести к закорачиванию соседних пластин даже в вертикальном положении аккума. Сейчас появилась разновидность наливных где пластины в конвертиках, но тем неменее электролит плескается.
В виду тонких пластин слабо подходят для длительных и глубоких разрядов потому как быстро дохнут. Не рекомендуются для автономии, но есть те кто их использует и довольны.
2. AGM аккумуляторы которые стоят думаю не ошибусь если скажу во ВСЕХ ИБП, и есть некоторое кол-во сделанных по этой технологии стартерников.
Отличаются от стартерных более толстыми пластинами и главное тем, что жидкий электролит находится не в свободном состоянии, а впитан в пористые маты. Но тем не менее он жидкий и если такой мат хорошенько выжать то получим некоторое кол-во разведённой кислоты :). Благодаря этим самым матам электролит не плескается и такие аккумуляторы прекрасно работают лёжа на боку. И так как нет свободного места куда может осыпаться шлам абсолютно не знают что такое КЗ меж пластин.
Так же благодаря более толстым пластинам лучше переносят глубокие разряды. Из минусов как всегда на первом месте ЦЕНА. Ну и более слабая токоотдача по сравнению со стартерниками так как электролит будучи впитанным в маты хуже перемешивается, но это не критично нигде кроме авто (но даже в авто их токоотдачи хватает).
По моему мнению именно эти аккумуляторы то с чего в принципе стоит начинать, если таки есть средства на них.
Теперь об общих чертах всех этих 3х аккумов.
При бездействии же начинается саморазряд и сульфатация. После короткого простоя сульфатация вполне себе обратима тем же трудом (не глубокое циклирование мааалыми токами), либо специальными приспособами в виде либо самодельных мыргалок или зарядники с режимами десульфатации. Если же простой длительный, то кристалы становятся крупными и не саморассасываются от работы поэтому либо спецдевайсы (в надеже, а вдруг да поможет), либо на помойку (коли от сульфатации распёрло бока аккума можно сразу на помойку).
Именно небольшие, а не так:
Это последствия терморазгона, типа самовозбуджения когда аккум начинает запасённую энергию переводить на нагрев, происходит резкое закипание и испарение электролита. Зато это фото прекрасно иллюстрирует прочность корпусов аккумуляторов из ABC пластика.
И если уж я сравнил свинцовик с солдатом срочной службы, то и требования примерно одинаковые:
1. если вкалывать в поте лица, то не долго (не глубокий разряд применительно к аккуму). Срок жизни аккума при работе в таком режиме определяется количеством циклов, чем они глубже тем их меньше.
4. лёгкий не напряжный труд (буферный режим) может длиться дооолго, но таки с периодическим тяжким трудом чтоб он не забыл как это РАБОТАТЬ.. У аккумуляторов это называется КТЦ (Контрольно Тренировочный Цикл), он служит для того чтоб нагрузить аккум, а заодно увидеть способен ли он ещё работать и оценить остаточную ёмкость.
Срок службы аккумулятора в таком режиме определяется годами (разные производители для разных моделей своих аккумуляторов дают сроки временами отличающиеся более чем в 2 раза).
Теперь всё это в картинках на примере даташита AGM аккумулятора марки Leoch (не хуже не лучше других именитых брендов) с рекомендованным сроком службы в буферном режиме 10-12 лет:
Прекрасно видно, что если хотим чтоб аккум проработал как можно дольше глубоко его не разряжаем, и когда делается расчёт необходимого для автономной системы кол-ва аккумуляторов берём с запасом. Ну либо заранее миримся с тем что оно издохнет быстро, тащим его на цветмет по 55р за кг. и бежим за новым 🙂
Вчера меня спрашивали стоит ли покупать аккумуляторы технологии GEL или остановиться на AGM. Сам я не эксплуатировал GEL поэтому своего мнения на его счёт не имею, просто сравнивайте данные из даташита & цену и решайте что выгоднее (но продавцы альтернативы активно продвигают именно GEL).
Это график одного из самых часто предлагаемых GEL Challenger G12-100H
По стоянию в буферном режиме оба этих аккума Леоч и Челленджер заявляют 12 лет.
Другое дело, что в реальности эти 12 лет подозреваю получить невозможно. Так как создать в быту идеальные условия при которых рассчитывается срок эксплуатации производителем фактически невозможно.
То есть даже при выдерживании 20С производитель допускает флуктуации 8-12 лет. А при 30С уже условно 5,5-9 лет. Аккумулятор нагревается не только от окружающей среды (я бы сказал даже несколько), как от тепла выделяемого в процессе заряда. В виду своей массы (теплоёмкость) и гладких стенок сброс тепла во внешнюю среду идёт слабо и даже в помещении с 20С аккум будет теплее, внутренняя часть где свинец однозначно, дело то ведь не в прохладных стеночках 🙁 А с минусовыми температурами свинец начинает хуже брать заряд (внутреннее сопротивление растёт) и при этом выдаёт меньшую ёмкость.
Я с таким столкнулся лично буквально пару месяцев назад когда разбирал сборки SYBT5 и вытащил из них аккумы BB Battery HR1234W которые по заявлению производителя имеют ёмкость 7а*ч при 10ч. разряде. У меня же за 8ч разряд (рабочий день) многие выдали по 8а*ч. И некоторые «особо одарённые» при 16ч разряде (оставлял на ночь после работы) выдавали по 9а*ч. Хотя такая ёмкость производителем вообще не нормируется. Разряд делался до 10,8V.
Вот график саморазряда
Именно поэтому при выборе стартерника для авто рекомендуют в магазине смотреть на дату продажи аккума если нет в хозяйстве мультиметра для контроля напряжения приобретаемого перед покупкой. Хранятся они в основном при комнатной температуре и временами долго. Никто в магазине не будет заморачиваться с рекомендованным производителем подзарядом и аккум неизбежно теряет свои свойства, если повезёт обратимо, а может и не повезти. Это же касается и при приобретении любого свинцовика, чем свежее дата производства тем лучше. Это надёжнее чем любые заверения продавца «мамой клянусь он хороший».
У типа «гермитичных» AGM на самом деле под пластиковой крышкой есть резиновые колпачки которые так то служат для стравливания излишнего давления, но при должном желании и умении можно доливать электролит\дистилят. Судя по читанному этим много кто занимается, я тоже прошёл через эту стадию, но ввиду того что есть постоянный приход «новых-старых» аккумов подзабил на это дело.
На фото долитая дистиллятом сборка из 8шт (5а*ч в девичестве) аккумов, снимавшиеся крыжки скотчем притянул к корпусу. Долив ничего не дал в плане увеличения ёмкости, кроме снижения НРЦ. Похоже ёмкость снизилась ввиду выработки активной массы из намазок.
Пробовал долив и в 9а*ч Long или CSB и всё с подобным результатом..
Ещё раз о злейшем враге свинцовиков температуре.
Наглядным доказательством и подтверждением СИЛЬНОГО влияния температуры на срок жизни свинцовых аккумуляторов для меня явился опять же опыт разборки сборок SYBT5 которые были извлечены после 3х лет и 3х месяцев работы в составе 2шт. ИБП APC Symmetra LX 16kVA. Всё время ИБП стоял в дежурном режиме, аккумы были в буфере и за 3 года было сделано раза 3 КТЦ (запущена рантайм калибровка).
Вото ОНО на переднем плане отключенное и с извлечёнными аккумуляторными сборками, а на заднем в собранном виде.
Когда извлекал сборки те, что стояли в ящике имели прохладный на ощупь корпус, в помещении поддерживается 18-20С, в то время как те что доставал из ИБП на ощупь были чуть тёплые. Их подогревали зарядные модули и инвертор ИБП.
На данный момент я «распотрошил» уже порядка 2\3 сборок, их всего 26шт по 10 аккумов последовательно в каждой. То есть на выходе 260 аккумчиков BB Battery HR1234W.
Так вот аккумы вынутые из сборок которые стояли в ящике почти все поголовно имеют внутреннее сопротивление соответствующее даташиту производителя на новые аккумы 17-20mOm при даташитных 20 и менее.. А вот аккумы из самого ИБП имеют сопротивление 28-40mOm. И судя по выборочным прогонам некоторых из них с остаточной ёмкостью имеют проблемы. Но пока я в основном вошкаюся с аккумами из ящиков.
Итак коротко основные факторы влияющие на продолжительность жизни ЛЮБОГО свинцовика.
1. Глубина циклирования (DOD)
3. Температуруный режим
Отдельно расскажу ещё об одном «тлетворном факторе», но он является частным случаем и те кто планирует использовать 12V системы с ним не столкнётся.
Длинные последовательные цепочки это СТРАШНОЕ ЗЛО (но с ним можно бороться).
Как написал в саммо начале свинцовый 12V аккум по факту является сборкой из 6шт 2V ячеек в одном корпусе. А теперь представим последовательную сборку на 48V или там 96V. А в той же симметре 120V, но все они отдыхают перед smart-ups 8000VA где цепочка 192V. 16 последовательных аккумов.
Если при сборке 12V аккума ячейки наверняка берутся последовательно с конвейера и с огромной долей вероятности они идентичны. Один расплав свинца для решёток, активная масса из одного чана и так далее. То с цепочками собираемыми из 12V аккумуляторов не всё однозначно. Да производитель ИБП закупающий огромными партиями аккумы с заводов имеет возможность в одну сборку ставить аккумы одной даты выпуска, чего я не скажу когда аккумы покупаются конечным потребителем самостоятельно.
А вот с ИБП типа симметры всё хуже. 2 года назад вытаскивал из ИБП пару сборок SYBT5 надев на руки кожаные перчатки, буквально не доходив месяц до 3х лет они пошли в разнос. Тогда эти сборки были набиты аккумами LONG. А вот в этот раз в таких сборках BB Battery и все сборки прожили 3,3 года и аккумы свежи и бодры сил. К слову и LONG которые непошли в разнос были очень не плохи через 3 года.
27,6) условно тратит на себя аж 24вт. А его собрат поставше на 2200VA тратит примерно тот де 1А при сборке 48V.. Вот и представьте сколько за сутки скушает такой девайс просто на обогрев воздуха.
Все эти устройства собраны по НГ схеме со здоровым гудящим трансформатором, инверторы же в основном собирают по ВЧ схеме и она менее прожорлива (да да знаю есть и НЧ).
Именно по этой причине мощный ИБП поставленный один на весь дом\квартиру может существенно увеличить счета на электричество.
Всё бобик сдох, да и пальцы болят. Это была самая сложная часть, не только потому как буков много, но помня как вчера накосячил с активной\реактивной всё время стремался повторить 🙂 Да и мысли накопившиеся за 5 лет путаются что и в каком порядке писать.
В следующей части немного напишу про план того что я ещё планирую сделать в своей системе.
