Ионисторы - накопители энергии для систем автономного питания

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Для ячейки из 2-х элементов нужно 3 ключа для возможности их подключения как параллельно, так и последовательно.
4 элемента -9 ключей (по три в каждой паре и три для коммутации пар)
на 8 элементов - 2 группы по 4 +3 на общее - 9+9+3=21 ключ
(16 элементов 21+21+3=45 ключей
32 элемента 45+45+3 = 93 ключа.)
для 24 элементов 3 группы по 8 элементов и по 3 ключа на соединение - 21+21+2*3=48 ключей. Если делать на реле - то 2 замкнутых, 1 разомкнутый контакт. 16 реле.
При этой схеме можно получать:
24 последовательно напряжение 24
3 последовательно*8 элементов параллельно напряжение 3 элемента
3 параллельно 8 последовательно напряжение 8
24 параллельно напряжение 1
дальше мозги отказывают.
Напряжение 2 - нижние выдают напряжение 2, верхняя группа - параллельно.
напряжение 4 получаем - 3 группы параллельно, в каждой группе подгруппы по 4 элемента параллельно, ниже - последовательно.
Напряжение 6 - нижние подгруппы параллелим, чтобы выдавали напряжение 2, верхние 3 группы - последовательно.
напряжение 12 - нижние выдают по 4, верхние последовательно 3*4

Итого, варианты напряжений для такой пирамидальной схемы (расчёт напряжения от единичного элемента) 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24.

 

Всем привет! Первый раз узнал об иониксе-ионисторе в журнале ЮТ, с тех пор мечтаю сделать сам из подручных материаллов. Пожалуста выкладывайте схемы а то так тяжело читать (я же не электронщик)
Интересует установка их на ветрогенератор в место кислотных батарей.., но покупать дорогвато.

 

Не только выдают, но и принимают при заряде.
В такой безШИМной системе автономного электропитания царём является источник напряжения (генератор, фотопанели).
Он выдаёт сколько хочет вольт, а накопительные ячейки под него перестраиваются.

Значит схеме управления нужен ещё и сигнал о напряжении на любой ячейке. Они все должны быть заряжены одинаково, но для удобства измерения относительно земли схемы берём любую нижнюю ячейку. Её напряжение умножаем на число вышестоящих последовательных.
Компаратор и куча диодно-светодиодной логики.

И низкоомные резисторы ставить везде, где могут быть экстратоки переключения. Или dead time предусмотреть.

Реле механические в переключение нельзя, только полупроводники, хочу 100 лет без обслуживания

Потребители (LED лампы пока) тоже должны проглотить широкий диапазон напряжения - ступенями при постоянной мощности.
1 светодиод берет 3,2...3,5 В + падение на стабилизаторе тока.
Несколько светодиодов (48 например) дадут простор для коммутаций таких "пирамид" при незаметных на глаз провалах в световом потоке (микросекунды).

Схемы чего?
Самостоятельное изготовление этих "банок" тут есть:
ццц.ultracapacitors.org/index.php?option=com_fireboard&Itemid=99&catid=8&func=view&id=339

Если нихт ферштеен, то можно гугловским переводчиком читать ту ветку форума.

 

Про аккумуляторы перенесено на место - https://www.forumhouse.ru/threads/76219/.

 

А разве ШИМ и конденсатор нас не спасут?

 

От электромагнитного смога - вряд ли. У радиопередатчиков на выходе бывает П-контур с 2-мя конденсаторами, но рядом расположенная, ни к чему не подключенная неоновая лампа светится от ЭМ поля.
Сплошной многослойный металлический экран и проходные конденсаторы усложняют и удорожают преобразователи DC-DC. А проводка витой парой по стальным трубам - всё помещение.

P.S. У нас в деревне самый сильный источник радиоволн, любитель-коротковолновик с опутанным антеннами участком, получил квартиру в городе и уехал. До ближайшей сотовой станции около 8 км, мобильники плохо ловят сигнал и быстро разряжают аккумуляторы. Электросеть с возможными помехами от импульсных БП в 400 метрах от меня. Так зачем добавлять в чистый эфир то, от чего даже тараканы и пчёлы вымирают?
ht~tp://solium.ru/forum/showthread.php?t=1720

 

Кажется народ не въезжает в преимущества гибких решений.
Цитирую азы ТРИЗ:

"В процессе развития любой системы происходит повышение ее динамичности и управляемости, т.е. способности к целенаправленным изменениям, обеспечивающим улучшение адаптации, приспособления системы к меняющейся и взаимодействующей с ней среде. Повышение динамичности дает системе возможность сохранять высокую степень идеальности при значительных изменениях условий, требований и режимов работы. В области техники ярким примером является самолет с изменяемой в зависимости от режима полета геометрией крыла, корпуса.

Системы, в частности технические, рождаются, как правило, статичными неизменяемыми, узко- или даже однофункциональными."

Это точно про обычные аккумуляторы, с очень узкой зоной безопасной работы 11,5-13,7В.


Напрашивается скрещивание ионисторов с модульными ветряками из соседней ветки. Про фазированные ветряные решётки пока молчу

А предлагаемое мной к разработке зарядное устройство ионисторов должно обеспечивать медленную коммутацию ветвей по мере роста входного напряжения. Это сильно уменьшает динамические потери переключения, увеличивает КПД и надёжность системы. Катушки не нужны, только полевики без радиаторов (напр. IPB200N25N3 - 250V 64A 17.5 mO).

При числе ионисторов, кратном 60, получим 12 вариантов их соединений в батареи - для плавного заряда и разряда в широком диапазоне напряжений. Число последовательных ступеней может быть таким:
1*60 параллельных
2
3
4
5
6
10
12
15
20
30
60*1
Такая матрица примет входные напряжения 0...138В при напряжении каждой ячейки 0...2,3В.
Ограничивать единичное напряжение номинальными 2,5В нельзя - срок службы уменьшается ниже желаемых 100 лет

 

С этой мыслью согласиться не могу.
Если бы АКБ при 11,5В были бы НЕ полностью разряжены, тогда - да. А так - они полностью отдали весь заряд (с учетом КПД, конечно). А заодно - выдают стабилизированное напряжение, исключая из систем дополнительные прибамбасы в виде стабилизаторов, или таких, как Вы здесь предложили.

 

Полностью разряжены - это в ноль, последний раз в жизни. Или до 10В немного раз.
Стабилизировано напряжение аккумуляторов плохо. 4 последовательных: 46...55В. Питание постоянным напряжением по-моему пережиток времён ламп накаливания и трансформаторных БП.

Где-то тут была длинная дискуссия "зачем нам ~220В в быту?"
Можно также и от =12В уйти, ввести свой внутренний стандарт постоянного тока, например 5...120В. Особенно если готовые электроприборы не устраивают и имеется куча самодельных.

Светодиодам нужен стабильный ток. ТЭНам тоже (сопротивление гуляет от температуры), можно сделать переключаемые отводы.
Зачем нам телевизор и холодильник?

Ветряки и СБ выдают широкий диапазон напряжений, лучше только их ток ограничивать.


И лампы накаливания и двигатели дольше проживут при питании стабильным током. Без 5-кратных перегрузок при подключении к источнику напряжения.

 

http://www.membrana.ru/lenta/?10924 Когда доведут до серийного производства, будет счастье...

 

Забудьте про ионисторы как про накопители энергии для автономного питания. Я лет 6 внимательно слежу за развитием технологий ионисторов. Которые реально могут большие токи отдават-принимать не подходят ввиду малой удельной емкости, которые отличаются большой емкостью не подходят вследствие офигительного саморазряда и невозможностью большими токами заряжаться. Эпкос и Максвелл делают первые ионисторы, Есма и в Курске делают вторые. С ионисторами Эсмы много возился и выяснил что про некоторые характеристики пишут с притягиванием за уши. Дикий саморазряд и невозможность принимать большие токи из-за того что внутреннее сопротивление ионисторов на разряде и заряде отличается аж в 7 раз. Вобщем с точки зарения моей и еще нескольких специалистов эти сверхъемкие ионисторы вобрали самые худшие свойства от конденсаторов и аккумуляторов, но попутно еще некоторые хорошие свойства взяли. При этом в целом получился кривой конденсатор с большой емкостью, но невозможностью разряжаться без разрушения ниже порогового напряжения и недоаккумулятор, потому как емкость мала саморазаряд только чуть ниже и заряжать надо относительно небольшими токами. Хороший никель-кадмий даже быстрее заряжается и также хорошо большие токи отдает при минусовой температуре, стоит в 5 раз дешевле при одинаковых габаритах и в 12 раз большей емкости.
Эпкос и Максвелл производят качественные ионисторы, которые можно в принципе практически до 0 разряжать, саморазряд низкий, токи и в ту и в другую сторону большие можно гонять, но их цена и емкость вообще для автономного питания не идут. Они для гибридного транспорта и електротранспорта предназначены для рекуперации и разгона только лишь.

 

Российские - забывайте

И в чём разница получения энергии от торможения колёс и торможения воздуха ветряком?

А эффект памяти и тепловой разгон?
12-кратная ёмкость аккумуляторов - бумажно-фиктивная, всю её нельзя использовать многократно. Урежьте вдвое осетра.

За 100 лет 30 комплектов NiCd аккумуляторов поменять - дешевле в 5 раз?
ww~w.wima.com/assets/supercap_lifetime.jpg
Они токсичные к тому же.

Уже идут, если ввозить на физлицо мимо таможни, мелкими партиями. До 0 разряжать обычными схемами включения не получится.

Буржуины для разряда батарей ионисторов используют вход солнечного MPPT контроллера заряда - как стабилизатор выходного напряжения. Но он до 0 не разрядит.

Разработка необычных схем на этом форуме кроме меня мало кому интересна.


P.S. Перспективы у вечных ламп и вечных накопителей солнца блестящие, см. про подземные теплицы со светодиодным освещением тут:
ww~w.treehugger.com/files/2007/07/pasona_o2_urban.php

В надземном земледелии так можно удвоить число урожаев в год, сделается былью скатерть-самобранка. Остальные технологии из сказок осуществлены, кроме молодильных яблок.

 

Как полную замену аккумуляторов на нынешнем этапе да. В комбинации с оными ИМХО перспективно.
user343 разработка Вами необычных схем на этом форуме интересна думаю многим. Лично я слежу с вниманием. За ссылки тоже спасибо.

 

Много тут умных, я гляжу. Если вы такие умные, то что это все вокруг такие дураки, что ионисторы только для разгона и торможения применяют? А все оказывается просто. Такие ионисторы не в 12, а во все 50 раз менее емкие, чем аккумуляторы при одинаковых массо-габаритных показателях, а в цене соотношение еще больше. За 100 лет и ионисторов комплектов 10-15 махнете.

 

Ну во первых не хамите, не красиво.

Во вторых, не все так страшно, читаем википедию.

Читаем дальше.

Это конечно перспективные разработки, но лет через 5-10 они могут быть реализованы в массовом производстве.
А форум для того и существует, чтобы идеи свои высказывать и обсуждать. Иногда не совсем верные, но здесь нет идеи недостойной обсуждения.

Проблема Ионистров как раз в отсутствии дешевых и емких сборок и за отсутствия массового спроса. При дальнейшем развитии электромобилей, думаю массовое производство сделает их намного дешевле.