Kerestem a topikok között, de nem találtam még kifejezetten ilyen témájút. Ez elég meglepő volt. Nos, mindegy, akkor itt van egy, amiben megtárgyalhatjuk a legújabb technológiákat, áttöréseket, hatásfokokat és persze, hogy ki, mikor fogja telerakni és legfőképpen mennyiből a háza tetejét napelemekkel?
És tényleg, igazad van, 2011 óta árulják alig néhány országban, kemény két éve. Azóta eladtak 3487 darabot, több piacon csődbe ment a cég, aki az akkupakk cserét intézte... igazi sikertörténet, óriási jövő áll előtte. :D
Fejlesztési lehetőség van. Én azt írtam, hogy aligha várható "áttörés". Azaz valami forradalmian új megközelítés, új kémia, ami drasztikusan megnövelné akár az energiasűrűséget, akár a ciklusszámot, vagy csökkentené az árat.
Egyszerűen semmi nem utal erre. Ezt komolyan ki lehet jelenteni, ugyanis a fejlesztési irányok igencsak korlátozottak.
És ennek bizony folyománya, hogy a napelem+otthoni tárolásra aligha lesz piacképes megoldás 10-15 éven belül. Ha mégis, akkor az általam vázolt 3 út valamelyikét tartom esélyesnek.
Ez az amit írtam, hogy vannak fejlesztések az üzemi hőmérséklet (drasztikus) csökkentése irányába. (Persze, ciklusszámról nem tudni.)
Amúgy voltak próbálkozások piaci alapon NaS akukkal arbitrációra, de tökéletesen halott ügy. És ha tovább csökkennek a (termelői) energiaárak, akkor még halottabb ügy lesz, akkutól és fogyasztói áraktól függetlenül.
A Na-S akku egy sima "folyadék-elektródás" akku, az élettartama ennek megfelelően kb. végtelen. A kérdés csak az, hogy 100 kiló olvadt nátriumot akasrz a pincédben tárolni. (Egyébként valóban ez egy nagyon komoly jelölt az ipari méretű napenergia tárolásra)
"A hidrogén tárolásának elvi és gyakorlati lehetősége adott."
Érdekelne melyik eljárásra gondolsz.
Tudtommal 10 fölötti elképzelés van arra, hogy hogyan érdemes hidrogént tárolni, ezek közül még az "LOHC" (liq. organic H2 carrier) technológia az, ami a legkiforrottabb, de ez is 1) drága, 2) kisebb energiasűrűségű, mint a benya.
Hidrogént (ha már valahol az hozzáférhető) még mindig a legolcsóbb egyszerűen benzinné alakítani, és így égetni el az autóban.
Jelenleg leginkább gyors-tölthetőségre tervezik. És vibráció-stabilitásra, ütésérzéketlenségre.
És a garanciát úgy adják, hogy megnézik, hogy az adott modell mennyit bír, azaz tesztelik.
A kémia, fizika miatt nem igazán lehet egy Li-ion akksi ciklusszámát pl. 1500 fölé növelni, még akkor sem, ha nagyon optimális módon töltöd, és sütöd ki.
----------------
Az akksik tönkremenetele nem valami "elbaszódás", hanem egyszerűen egy kémiai-műszaki folyamat, amit term. törvények irányítanak. Ezeket vizsgálják, próbálnak rajtuk javítani, próbálnak ügyeskedni, de csodák nincsenek.
Elég komolyan beleástam magam a témába, nem népszerűsítő cikkekből, hanem szakcikkekből, szabadalmakból igyekszem összeszedni a tudást.
Amiket írtam ez alapján írtam.
Ha valakit komolyan érdekel a téma, és nemcsak össze-vissza akar fantáziálni, akkor egy nagyon jó kézikönyvet ajánlanék, amiből legalább az alapok elsajátíthatóak:
"Ezek szerint fogalmad sincs milyen akkupakk van az autók többségében, el kell hogy keserítselek, hogy NiMH"
Tesla, NIssan Leaf biza Li, nem véletlen.
"A legtöbb gyár autó élethosszig tervezi az akkupakk élettartamát"
Tesla, kb. 500 ciklus, Leaf kb. 800 ciklus a garanciális periódus, elismerve, hogy ezalatt van teljes failure, és alapból 30%-os csökkenés. A Leaf esetén azért magasabb a ciklusszám, mert a cellákat nem hagyja fullig tölteni, ill. kisülni. A ciklusszám valódi definíciójával számolva ott sem vállalnak 600 ciklusnál többre garanciát.
Miért?
Mert ezek az akkuk egyszerű természeti törvények miatt ennyit tudnak.
Ha az otthoni napelemes rendszerhez ilyet használnál 2-3 évente kéne cserélned.
"Az 1 milliós Prius akkupakkja is jól van"
Persze, hogy jól van. Ezért kérdeztem, hogy mennyi tisztán e-hajtás van mögötte?
Mitsubishi Motor Corporation (MMC) have selected Toshiba’s SCiB battery for its i-MiEV and Minicab-MiEV models. The battery uses Toshiba’s proprietary lithium titanate oxide to make a long-life cell that can go through 6000 charging cycles – about 2.5 times more than regular lithium ion batteries. The battery pack can do a rapid 80% recharge in just 15 minutes, and is capable of operating in temperatures as low as minus 30 degrees Celcius.
A Mitsubishi SCiB akkuja például több mint 6000 ciklusra van tervezve.
Egy ilyen akkupakk, ha nem a gépjárműhajtás szélsőséges töltési, időjárási és terhelési körülményei között működik hanem egy napelemes rendszer pár napos tartalékának, akkor a gyakorlatban ritkán sül ki 70%-alá és több mint egy emberöltőt kibírhat (mint a Prius aksiai).
A prognózisok szerint 2020-ra 200 $/kWh, 2025-re 160 $/kWh alá fognak menni az akku árak.
Ezt az egyszeri költséget kell majd összevetni a hálózathasználati díjjal mint alternatívával.
...Az akksik fejlesztésébe hatalmas energiát fektettek, ne felejtsük, ez a kutatás már kb. 200 éve tart. Nem várnék brutális áttörést....
Ez így azért tényleg egy kicsit erős. A jelen használt fém-MH és Li-polimer technológiák tényszerűen eléggé a ciklusuk végén járnak, de azért vannak érdekes és sokat ígérő fejlesztések egy-egy felhasználási területre.
A Li-polimer elterjedése az autóiparba eléggé elkerülhetetlennek tűnik: a memória-effektus hiánya, a résztöltési lehetőség, a magas energiasűrűség, a ciklusszám helyett inkább 'sima' öregedés ideális következő lépcsővé teszik.
A folyékony elektródás cuccok jelenleg a ciklusuk elején vannak, ott elég sok fejlesztés várható: a tényleges kapacitás és a kisütési/töltési áram arányának beállíthatósága a gyorsra csalt feltöltési idővel elég ígéretessé teszi.
A nátrium-kén akkuk üzemi hőfokának csökkentésével is jól haladnak, talán 100 fok alá is sikerült már bekukucskálni: márpedig ez a típus 'nagyban' 5000+ ciklussal és elég jó egyébb mutatókkal rendelkezik.
Potenciál van.
Csak ezeknek a felfutása és eljutása a megfelelő területekre több évtizedes (!) móka. Az ezzel kapcsolatos jelenidejű álmodozásnak most nincs alapja.
"A tároló térfogatigényét tekintve rendkívül kedvező a helyzet: meglepő módon számos abszorbens anyagban a hidrogén térfogati sűrűsége (g/cm3) tízszer nagyobb, mint egy 100 bar nyomású hidrogénpalackban, sőt nagyobb, mint a cseppfolyós hidrogénben"
És a gyakorlat oldaláról nézve:
"Egy jobb, 20 g tömegű akkumulátor 1000 mAh · 3.6 V → 13 kJ energiát képes tárolni. 2 g/cm3 sűrűséggel számolva ez 650 kJ/kg fajlagos energiatartalmat és 1300 kJ/dm3 energiasűrűséget jelent. Ezek az adatok egy gépjármű ólom-akkumulátorára 250 kJ/kg és 1250 kJ/dm3 körül vannak (5 g/cm3 sűrűséggel számolva). A hidrogén 120 MJ/kg fűtőértéke ezeknél az adatoknál közel 200-szor (!) jobb, amennyiben tiszta hidrogént tudunk tárolni és tökéletesen felhasználni, de ha a tároló 20-szoros túlsúlyával számolunk (a tárolóban mindössze 5 % hidrogéntartalom), még akkor is a mai legfejlettebb akkumulátorokhoz képest 10-szer nagyobb fajlagos energiatartalmat érhetünk el! Az üzemanyagcella méretét,és az elektromos energia előállításának hatásfokát számba véve is többszörösen könnyebb hidrogéntároló-üzemanyagcella rendszer építhető, mint egy azonos energiamennyiséget biztosító, Li-polimer akkumulátorokból felépíthető rendszer. Ami a tároló térfogatát illeti: egy esetleges Mg alapú tároló és 5 % -os hidrogéntartalom esetében az energiasűrűség 3530 kJ/dm3, ami önmagában háromszor jobb a mai akkumulátoroknál, egy konkrét megvalósítás esetében (üzemanyagcellával és egyéb eszközökkel) tehát ez az érték is felvenné a versenyt a jelenlegi akkumulátoros technikával."
A szénhidrogénekhez képest kb. háromszoros energiasűrűsége, az azt felhasználó energiacellák hatásfoka lehetővé teszi hogy kb. harmad/hatod annyi hidrogén biztosítsa az adott térfogatú benzinnel elérhető hatótávot.
A hidrogénnek igen alacsony az energiasűrűsége.
"Egy másik műszaki kérdés, amely még nem kielégítően megoldott, a hidrogénnek a tárolása. Jóllehet a hidrogénnek a tömegéhez viszonyítva jelentős energiatartalma van, a térfogatához viszonyítva viszont normál körülmények között, különösen a benzinhez és a gázolajhoz igen csekély az energiasűrűsége.
Ahhoz, hogy megfelelő energiasűrűség hidrogén álljon rendelkezésünkre, amely a hagyományos erőforrások biztosította menettávhoz elegendő, a hidrogént vagy cseppfolyósítani kell, tehát -253 Celsius fokra le kell hűteni, vagy pedig nagymértékben sűríteni kell."
Ha megnézed a belinkelt cikket, ott egy 70 báros tárolóról készítettek képet, sajnos a méreteit nem nagyon lehet megítélni, de nem tűnik kicsinek, igen, kb. olyan PB-palack nagyságú lehet.
Mennyi energia tárolható ebben ekkora nyomáson?
Elvileg olyasmi, mint a F1-es autók üzemanyagtankja: biztonságos.
Az F1-es autók üzemanyagtartályai sem biztonságosak.
Azért viselnek a versenyzők tűzálló ruhát és állnak készenlétben a tűzoltók a vesenyeken. Pedig azokban a tartályokban nem hidrogén van.
A hétköznapi gyakorlatban a közutakra alkalmas, biztonságos, olcsó hidrogéntárolók használata nem megoldott.
Biztos vagyok benne, hogy egy jó pár évtizedig nem is lesz napirenden.
És igen, egyszerű napelemes elektrolízisre gondoltam ipari méretekben.
