История разработки накопителей электрической энергии
Введение
В конце 19 века появились первые в мире электрические сети. С тех пор ученые начали искать способы хранения и накопления электроэнергии. Возможность аккумулировать избыточную энергию, вырабатываемую в периоды низкого спроса, и возвращать ее в сеть в периоды высокого спроса помогает сглаживать пики производства и потребления электроэнергии.
За последние 100 лет было изобретено и продолжает изобретаться множество разновидностей аккумуляторов. Одни преобразуют электрическую энергию в механическую, например, насосные станции и маховики, другие преобразуют электрическую энергию в химическую энергию веществ внутри аккумуляторов, таких как свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, натриево-серные, литий-ионные и другие.Развитие систем накопления энергии имеет принципиальное значение для перспектив энергетических рынков. Сектора спроса характеризуются высокой степенью неравномерности потребления, существенные дисбалансы есть и в возможностях производства отдельных видов энергоресурсов
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Первые батареи электроэнергии 4
1.1. Вольтов столб, первая химическая батарея 4
1.2. Цинково-медная гальваническая батарея 5
1.3. Батарея Даниэлла 5
1.4. Пористая батарея 6
1.6. Батарея Поггендорфа 7
Глава 2. Аккумуляторы и сухие элементы 10
2.1. Свинцово-кислотный аккумулятор, первый аккумулятор 10
2.2. Аккумулятор Лекланше 11
2.3. Цинк-углеродный накопитель, первый сухой элемент 12
2.4. Никель-кадмиевый аккумулятор, первый щелочной 13
Глава 3. Технологии XX века 14
3.1. Никель-железный аккумулятор 14
3.2. Щелочные аккумуляторы. 14
3.3. Никель-водород и никель-металлогибрид 15
3.4. Литиевый и литий-ионные аккумуляторы 15
Глава 4. Накопители нового времени, используемые в мире и России 17
Заключение 20
Список использованных источников 21
Список использованных источников
Даннеманн Ф. История естествознания. / Ф. Даннеманн, пер. с нем. – М.:Мир, 1938. – Т.2. – 401с.
Гальванические элементы и батареи // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. – СПб., 1890.
Устинов П.И. Обслуживание стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов// Библиотека электромонтера. Выпуск 234. М.: Энергия, 1967 - 88 с.
Каменев Ю.Б. Оценка перспективности свинцово-кислотных аккумуляторов. Сборник научн. Трудов по свинцовым аккумуляторам ЗАО «Электротяга»., С.-Пб, Химиздат, 2005.
Кромптон, Т. Первичные источники тока // Small Batteries. Volume 2. Primary Cells. T. R. Crompton. The Macmillan Press Ltd., London, Basingstocke. 1982 : [пер. с англ.] / Под ред. канд. хим. наук Ю. А. Мазитова. — М.: Мир, 1986. — 328 с.
Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электротехники: уч. пособие. М.: Издательский дом «Интеллект», 2013.
Хрусталёв Д. А. Аккумуляторы. — М: Изумруд, 2003.
Вересов, Г. П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. — М. : Радио и связь, 1983. — С. 85—95. — 128 с.
Albert H. Zimmerman (ed), Nickel-Hydrogen Batteries Principles and Practice, The Aerospace Press, El Segundo, California.
Рыкованов А., Руменцев А., Беляев С., Современные литий-ионные аккумуляторы. Батареи на их основе // Компоненты и технологии, 2015, № 5 (166). C. 81–85.
Антипов Е.В. Литий-ионные электрохимические накопители энергии: современное состояние, проблемы и перспективы развития производства в Российской Федерации // МГУ имени М.В. Ломоносова, 2019.
Xuanwen Gao, Development of novel materials for rechargeable lithium batteres / University of Wollongong, 2014.
К.Г.Большаков и др., Альтернативная энергетика и экология, № 4 (24), 2005.
Макаров А.А. Системные исследования развития энергетики. М.: Издательский дом МЭИ, 2015.
H. Lund, G. Salgi, The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems / Energy Conversion and Management, 50 – 2009.
Катод, как и батарея Поггендорфа, была без пористого горшка. Гроув добился того, что его батарея обеспечила на выходе большой ток. При этом батарея обладала напржением, которое вдвое превышала напряжения батареи Даниэлла – такая особенность дала батарее Гроува популярность и масштабность использования в телеграфных сетях.
Батарея имела ряд проблем. Первой проблемой данной батареей стало вредное выделения газов оксида азота, которую Гроув так и не смог преодолеть. Вторая проблема была связана с напряжением, которое падала при изменении заряда батареи – это стало помехой для телеграфных сетей при их реконструкции. Третьей проблемой стала высокая цена, связанная с высокой стоимостью платины.
Глава 2. Аккумуляторы и сухие элементы2.1. Свинцово-кислотный аккумулятор, первый аккумуляторДо этого момента все существующие батареи разряжались навсегда, когда заканчивались все их химические реакции. В 1859 году Гастон Планте изобрел свинцово-кислотный аккумулятор