Deposito di energia elettrica: Ultracapacitor-grafene 600Wh / kg!

[danielj]

Ciao a tutti. 50% di efficienza di carica di un condensatore,
Rispondo e mostro che la resa è 50%. Prendo il grafico di 'Dirk Pitt'

così UNA VOLTA PER TUTTO ed è l'ultimo perché sento che sta iniziando a troll. SÌ la formula 1 / 2CV² è sempre valida. è come 1 / 2mV² per l'energia cinetica o cos'altro so, ma NO l'energia immagazzinata in un condensatore caricato con corrente costante non è la metà di quella iniettata. è uguale a quello iniettato meno le basse perdite di joule del circuito ESR incluso il condensatore.
L'ESR può essere stimato anche dal deltaV all'inizio della carica e all'inizio della scarica.

qui è una tipica curva di carica quindi scarica di corrente costante. a parte piccoli spostamenti verticali, l'area sotto la curva di tensione è quasi la stessa per carico e scarico, giusto? Poiché io sono costantemente in carica e scarica, la potenza è quindi quasi la stessa in carica e scarica E poiché i tempi di carica e scarica sono gli stessi, l'energia recuperata è quasi la stessa di quella iniettata. in ogni caso non la metà. QED.

e dico, segui bene:

Prendo il grafico portato da 'Dirk Pitt'.

-1) Per avere una corrente (anche costante), è necessaria una tensione diversa da zero. Se tensione zero, corrente zero, ok ...

-2) Nel grafico, vediamo la corrente costante fornita da un circuito elettronico, questo circuito doit essere alimentato da un fornitore di tensione a U (prendiamo 1 volt per semplicità). È lui che alla fine fornisce energia al condensatore, ok ...

-3) durante il tempo di ricarica (secondo 1 per semplificare) del condensatore di corrente costante (C) dell'ampere 1 (per semplificare i calcoli), la tensione aumenta linearmente ai suoi terminali. Ok.

-4) La potenza fornita dal fornitore di energia è U (ct) x I (ct) è P. L'energia (wattora) è quindi P x T (tempo di ricarica) = W = 1v * 1a * 1s = 1 watt..ok.

-5) La potenza assorbita dal condensatore durante questo periodo è u (funzione di t) x I (ct). La potenza assorbita dal condensatore è anche una funzione variabile del tempo t. È anche una linea sovrapposta alla linea (inclinata) della tensione u ai terminali di C. Ho preso 1amp e Umax1volt).

-6) L'energia immagazzinata da C è: 1 Amp x tensione media di ux T (tempo di ricarica). La tensione media di u è facile da calcolare, varia linearmente da zero a 1 (v) è 0,5 volt!

-7) L'energia immagazzinata è 1amp x 1 a secco x 0.5 volt è 0.5 Watt.
È anche l'area della superficie del triangolo rettangolo sotto la linea retta u (ft) e l'ascissa), quindi metà del rettangolo sotto la linea U (ct) x I (ct) ...

-8) rispetto al Watt 1 fornito dal fornitore di energia in §4 ...

Quindi la resa è 0.5, 50% ...!

Non riesco a scomporre e semplificare più per spiegare!

[Gaston]

-2) Nel grafico, vediamo la corrente costante fornita da un circuito elettronico, questo circuito doit essere alimentato da un fornitore di tensione a U (prendiamo 1 volt per semplicità). È lui che alla fine fornisce energia al condensatore, ok ...

È qui che si trova l'errore del ragionamento.
Questo circuito deve essere alimentato da un fornitore di energia, certamente, ma non è necessario che la sua tensione sia costante nel tempo (per una corrente costante di carico, è persino impossibile).

-b] Quindi la resa è 0.5, 50% ...! [/ b]

Finché manteniamo l'ipotesi del generatore di tensione costante, arriviamo a questo risultato

[danielj]

Solo che il mio amico in elettronica mi ha confermato le prestazioni di 50%. usando il simulatore digitale (SPICE, conosciuto in tutto il mondo), ha simulato il circuito e le energie ben misurate, secondo la teoria, qualunque sia il mezzo di carica!

E se non alimentate il generatore con una tensione fissa, lo alimentate con cosa?

Non sto cercando di convincere la fede di alcuni, sono uno scienziato!

[Gaston]

E se non alimentate il generatore con una tensione fissa, lo alimentate con cosa?

In questo caso, l'intero diagramma interno del generatore di corrente dovrebbe essere preso in considerazione.

[Gaston]

Anch'io sono un po 'scientifico.

Quindi proviamo a dettagliare un po ':

In un circuito comprendente un generatore di tensione E, una resistenza R e un condensatore C, è possibile scrivere:

E = RI (t) + Uc (t) dove I (t) rappresenta l'intensità nel circuito al tempo t e Uc (t) rappresenta la tensione attraverso il condensatore allo stesso tempo.

Inoltre, Uc (t) e I (t) sono collegati dalla relazione I (t) = C (dUc / dt) che esprime la carica del condensatore.

Sostituendo I (t) con questa espressione nella prima, arriva:
E = RC (dUc / dt) + Uc (t)

Questa equazione differenziale, aggiunta alla condizione iniziale Uc (0) = 0 ha per soluzione Uc (t) = E (1-exp (-t / RC)).

Quindi I (t) =
C (dUc / dt) =
CE d (-exp (-t / RC)) / dt

Poiché la derivata di exp (ax) è uguale a * exp (ax), la derivata di -exp (-t / RC) è 1 / RC * exp (-t / RC).

pertanto I (t) = CE * 1 / RC exp (-t / RC) = (E / R) exp (-t / RC)

L'energia fornita dal generatore è quindi l'integrale di EI (t) dt = integrale di E * (E / R) exp (-t / RC) dt.
Poiché E e R sono costanti, possiamo estrarli dall'integrale: rimane integrale E² / R di exp (-t / RC) dt.

Poiché l'integrale di exp (-ax) dx è 1 / a, l'integrale di exp (-t / RC) dt è uguale a RC.
Quindi l'energia fornita dal generatore è E² / R * RC = CE².

L'energia ricevuta dal condensatore è uguale a
integrale di Uc (t) I (t) dt =
integrale di E (1-exp (-t / RC)) * (E / R) exp (-t / RC) dt =
E² / R [integrale di exp (-t / RC) dt - integrale (exp (-2t / rc) dt =
E² / R [RC - RC / 2] =
CE² / 2

L'energia immagazzinata nel condensatore è quindi la metà dell'energia fornita dal generatore.
In questo caso la resa è 50%.


Ora diamo un'occhiata a cosa succede se si carica il condensatore due volte.
La prima volta con un generatore di tensione V = E / 2.
Il calcolo sopra mostra che il condensatore immagazzina un'energia CV² / 2 = CE² / 8 e che il generatore ha fornito un'energia CV² = CE² / 4.

Questo condensatore già carico viene quindi collegato alla tensione E / 2 attraverso un generatore di tensione E.
Prendendo come nuova origine temporale l'istante di questa connessione, l'equazione dell'inizio RC (dUc / dt) + Uc (t) = E è ancora valida, ma la condizione iniziale è ora Uc (0) = E / 2 .
Viene quindi Uc (t) = E (1-exp (-t / RC) / 2) e quindi I (t) = (E / 2R) exp (-t / RC)

L'energia fornita dal generatore è quindi pari a:
integrale di E * I (t) dt =
integrale di E * (E / 2R) exp (-t / RC) dt =
Integrale E² / 2R di exp (-t / RC) dt =
E² / 2R * RC =
CE² / 2.

Il generatore ha fornito meno energia perché il condensatore era già parzialmente carico.

In totale, il condensatore si è accumulato in due volte un'energia CE² / 2.
Il primo generatore forniva energia CE² / 4 e il secondo CE² / 2 era un totale di 3CE² / 4.

La resa è quindi (CE / 2) / (3CE² / 4) = 2 / 3

Conclusione: l'efficienza dipende dal generatore o dai generatori utilizzati.
Il valore di 50% è valido solo se viene utilizzato un singolo generatore di tensione fissa e gli altri elementi sono paragonabili alla pura resistenza.

[Gaston]

Per il caso del carico da un generatore a corrente costantepossiamo anche fare a meno del calcolo integrale:

La relazione I = C dUc / dt ci dà, poiché io sono costante, Uc = It / C.

La carica si interrompe quando viene raggiunta una tensione E ai terminali del condensatore, quindi al momento tc = CE / I

L'energia dissipata nella resistenza durante la carica è uguale a RI²tc = RISO.

L'energia immagazzinata nel condensatore è CE² / 2 (Non cambia)

L'energia totale fornita dal generatore ne vale la pena RICE + CE² / 2 (conservazione dell'energia).

e rendimento vale (CE² / 2) / (RICE + CE² / 2), dopo semplificazione con CE: E / (E + 2RI)

A differenza del carico di tensione costante, questa volta l'efficienza dipende da R, e più basso è il RI, più il rendimento è vicino a 1.

[chatelot16]

Solo che il mio amico in elettronica mi ha confermato le prestazioni di 50%. usando il simulatore digitale (SPICE, conosciuto in tutto il mondo), ha simulato il circuito e le energie ben misurate, secondo la teoria, qualunque sia il mezzo di carica!

E se non alimentate il generatore con una tensione fissa, lo alimentate con cosa?

Non sto cercando di convincere la fede di alcuni, sono uno scienziato!

Ben vede se è simulato con le spezie è vero

un generatore di corrente costante è un generatore di corrente costante ... indipendentemente da dove provenga l'energia

un generatore di corrente costante non è necessariamente un regolatore di corrente lineare che limita solo la corrente proveniente da una sorgente di tensione costante con un transistor che dissipa la potenza stupidamente come una resistenza

un generatore di corrente costante può essere una dinamo con la giusta regolazione, che è alimentata da energia meccanica e che ha buone prestazioni nonostante la variazione di tensione

con il decoupage in un induttore facciamo tutto ciò che vogliamo con una resa teorica massima di 100% e un'efficienza reale pari a quella che vogliamo in base alla qualità del materiale che vi mettiamo

[Obamot]

Due parole sulla metodologia, se posso dirlo, qualcosa è scadente:

Tranne il mio amico ingegnere elettronico ha confermato le prestazioni di 50%.

In quale caso? E nell'altro? E con quale variabile / e di regolazione? E quale circuito esattamente? ecc ...

Se sei "scientifico", sarai d'accordo che porre un problema in un certo modo (piuttosto che in un altro) per proporre di ottenere il risultato che si sperava "chiedendo di confermarlo", forse non è il modo migliore per verificare se altre ipotesi opponibili sarebbero" buone "(o meno) comporta un grosso rischio. Perché in effetti, mi sembra che in queste condizioni: colui che fa il la simulazione cadrà inevitabilmente sul risultato "sperato".

E ancora più preciso, direi che sarebbe meglio quindi chiedere: "quale valore possiamo trovare con questo o quello schema VS un altro tipo »? Senza specificare cosa ci si aspetta ... Già così per non influenzare lo sperimentatore sulle prestazioni "previsto"! E ancora più etico: alcuni dicono"una richiesta anonima a un laboratorio indipendenteChi non ti conosce (o per assicurarsi che non possa sapere da chi proviene direttamente la richiesta), per essere sicuro di un risultato imparziale, ecc.

Quindi il risultato della simulazione avrebbe potuto / dovuto dare "valori"e no "La conferma / rifiuto di un risultato atteso". Sente la mancanza di rigore ... scientifico, nel modo di presentare le cose da qualche parte. Quindi ci si chiede: dov'è il protocollo / piano di sperimentazione nella tua spiegazione?

Nell'altro caso, è stato necessario verificare le due ipotesi (per verificare e / o invalidare / confermare, l'una e / o l'altra), che non appare più nel modo che presenti cose. Dal momento che il risultato sarebbe stato: "Tali valori / s in un caso VS tali valori / s nell'altro ..." E alla fine, è stato necessario dare ANCHE il risultato nella proposta che vi era contraria (sarebbe stato un passo leale ed etico amha ... e se così fosse imparziale).

Lo stesso per tutti gli altri parametri. Quindi il valore di questo: nessun commento, ma fai attenzione a mantenere il miglior rigore possibile nei tuoi approcci!

Non sto nemmeno cercando di convincere, ma "fede"può anche eventualmente derivare da convinzioni preesistenti o quant'altro, basate su conoscenze acquisite che non sarebbero da meno, ma che per vari motivi avrebbero fatto cambiare il paradigma da allora, proprio secondo approcci teorici più aggiornati ... (pura speculazione da parte mia, solo un'idea del genere ...) Eppure dico questo, non dico niente, NON SONO scientifico! Quindi forse mi sbaglio? anche se lo facesse, non sarebbe un grosso problema se oggi avessi umilmente imparato qualcosa di più!

In ogni caso, sono felice di conoscere a breve l'epilogo dei tuoi scambi su veri e propri coef.

Diventa corposo

Cordiali saluti,

[danielj]

Ciao a tutti!
Vedo che 'gaston' la matematica 'obamo' electro; 'chatelot' il tecno-philo; 'surivai' e 'dirk pitt' ecc ... sono buoni interlocutori!
'obamo' nel suo ultimo post mi chiede di fare una dimostrazione generale, una lezione, non posso, non mi sento in grado! Inoltre, non ho la facilità di gaston in matematica!

E su tutto ciò che non avevo programmato di dedicare tanto tempo ai blog su questo thread. Sono atterrato su questo filo per curiosità e quando ho letto che i condensatori erano pars di tutte le qualità, ho reagito sottolineando che la carica dei condensatori era "normalmente" influenzata da una resa teorica di 50%. .. Tutti non sapevano che mi sembra ...
Nota: il carico attraverso un sé porta la stessa preoccupazione, e ancora di più perché è molto probabile che oscilli la corrente per non trasmettere più nulla!

Detto questo, se abbiamo un alimentatore "nativo", variabile in tensione e che fornisce una corrente costante, può migliorare l'efficienza teorica?

Penso di sì! perché ci liberiamo della crescita esponenziale, ma non posso dimostrarlo qui, non ci avevo pensato altrove ...

L'uso di una tensione e di una corrente controllate dalla dinamo è un buon esempio per raggiungere questo obiettivo; è ancora necessario che la potenza meccanica del motore di azionamento sia ben regolata. Ma l'accumulo di rese, il motore e il generatore possono compromettere lo scopo! E soprattutto la complessità del peso, il costo potrebbe mettere all'oblio questo modello!

I condensatori, anche se sono supercondensatori, sono efficaci per immagazzinare piccole quantità di energia e per rilasciarla in un tempo molto breve, quindi con una potenza istantanea molto importante.
Voila!
600wh per kg massimo è da confrontare con un litro di olio di colza in una bottiglia (10centimes) che già fornisce 10 000 wh!

La frenata di recupero di energia di un'auto è molto buona con le batterie attuali, ed è abbastanza (non dovrebbe essere un freno troppo forte anche il rischio di bloccare le ruote).

Ora, sulla demo gaston di 25-11, sospetto che un bug nella discarica del condominio 1er nel secondo, sia stato dimostrato (da 4 a 5 giorno fa) che nel caso di scaricare un condominio in un altro 50% di energia è sprecata, è un caso di studio!

Ebbene non ho provato a trovare dove si trova (o meno) l'errore perché sto dedicando del tempo alla costruzione di un bollitore per acqua calda utilizzando una "pentola di vaporizzazione policombustibile" (in particolare di olio vegetale). Vedi il thread in questo sito ...

Sono soprattutto un tecnico "tuttofare" che fa il fai da te (nel senso letterale del termine e senza nozioni peggiorative) e che fa molte cose ...

Beh, ad essere onesti, sto finendo il tempo per rincorrere tutte le "pentole che ho sui fornelli"

Ti ho permesso di continuare la tua ricerca e trovare un sistema di costruzione efficiente e pratico, carico di condensatori ... Sono un acquirente!
Possiamo quindi misurare. ;)
Beh, ho trascorso un'altra ora con te ... un +

[Obamot]

Grazie per questo chiarimento e per aver indicato Danielj. Rhôoo, il soufflé cade! Di già? Peccato!

... beh, bene: e una bella mancia e mille grazie a Dirk Pitt et Gaston per il tempo trascorso a "expliquer"anche loro, non mangerebbe molto dirgli calorosamente: beh, eccolo: l'ho fatto! Idem per Chatelot e il suo "buon senso pratico" (E tra noi non credo ci sia niente di sbagliato nelle osservazioni di Pugnale non più, che sviluppa in particolare centraline di carica / scarica per batterie LiFePO4 tra le altre, e questo per i veicoli attualmente in circolazione, di cui ho già avuto modo di verificare di cosa si sta parlando al Salone di Ginevra o uno dei veicoli del suo partner era in esposizione, ne avevamo discusso con Bernardd e ci si può fidare: quanto a Gaston, tanto di cappello, senza dimenticare le altre "taglie" del forum come Remundo, Ecc).

Punteggio 2 a zero pallottola al centro, lascio a chi vuole concludere: così com'è, possiamo quindi dire che gli ultracondensatori non sono un grande spreco di energie (dipende ...) né è stata quello che capiamo: tanto meglio!