Ионисторы - накопители энергии для систем автономного питания

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Про графен забудьте. Про снижение стоимости тоже забудьте. Энергоносители дорожают, и золото не дешевеет. Также и углеволокно, углекартон и активированный уголь с высокоразвитой поверхностью, применяемые для ионисторов, только дорожают несмотря на увеличение объемов их производства. Разрядные кривые у ионисторов на постоянныю нагрузку экспоненциальные как у конденсаторов, а значит преобразователь должен быть жутко дорогой или с не очень высоким кпд средним. Емкость маловата в разы относительно даже свинца, а цена в разы выше лития. Удел ионисторов всегда будет в качестве буферного элемента для кратковременной выдачи больших токов или кратковременного запаса пиковых токов рекуперации.Дойдут в скором будущем новые типы аккумуляторов, например металло-воздушных систем и ионисторы снова отстанут в соотношении цена-емкость-вес.
Приведенный в пример ионистор относится к хорошим ионисторам, но его цена... Вы согласны купить аккумулятор с кривой разрядной характеристикой раз в 120 дороже такого же, но свинцового типа Зоненшайн? Только дорогой прослужит всего раз в 4-5 дольше. Если согласны, то мне нечего больше сказать, и я видимо не теми матриями мыслю...

 

А чего продавцы-американцы их для солнечных систем предлагают? В разных видеомагнитофонах они долговременным буфером служат.
Про первые полупроводниковые триоды тоже говорили, что они маломощные и никогда не заменят лампы. И камни с неба падать не могут НИКОГДА! Потому что академик так сказал.

P.S. Лучше посоветуйте оптимальную схему коммутируемого умножителя-делителя напряжения ионисторных батарей.
И схему балансировки заряда (ограничитель напряжения 2,2В) с микротоковым потреблением. В открытом доступе пока только такую нашёл, но она без номиналов. И мне кажется, довольно прожорливая.

Если взять "опору" REF3012 (1,25 В), то она тратит 50 мкА. ОУ OPA349 - 2 мкА. Ещё нужен транзистор (полевой должен меньше тратить на открывание?). Как ещё можно ток потребления этой схемы уменьшить?

 

REF3312 - источник опорного напряжения 1,25В с собственным потребляемым током 4 мкА. Кто знает меньше?

Ионисторы будут в погребе или земле, значит их температура +4С, саморазряд меньше, срок службы выше.

 

А почему сообщения перестали приклеиваться к предыдущему?

Захожу на сайт maxwell - Hosted by 100% wind energy

ht*tp://w*ww.maxwell.com/docs/MAXWELL_INTEGRATION_KIT_REV5.PDF (звездочки убрать!)

Integration Kit for BOOSTCAP® Ultracapacitor

Specifications:

Operating Voltage Range: (Individual Cell)
Voltage management range: +2.73 volts to +2.86 volts DC

А мне надо 2,2...2,3В для повышения долговечности!

Balance Current:
Normal balance current: 0 to +300mA maximum

Balance Voltage Accuracy:
Vs=2.73 to 2.86V ±0.100V DC

Temperature coefficient: ±0.00025V / ºC

Leakage Current (Vs=5V and Io=0):
25ºC ±50μA maximum
50ºC ±100μA maximum

Саморазряд ионисторов 1,2% в день - по данным фирмы Maxwell, FAQ на их сайте.
Вклад плат балансировки в общий ток утечки можно сделать раз в 5 раз меньше.

ht*tp://ru.mouser.com/Search/include/LargeProductImage.aspx?path=maxwelltechnologies/lrg/BKITMCINT.jpg

Последняя капля: цена 3-х таких плат размером 93*38 мм, из 4-6 активных элементов и десятка СМД резисторов каждый - $95.03!! при покупках от 5 шт. в фирме Mouser (офиц.дилер Maxwell).
Ещё в каждом комплекте 5 коротких шин и гаек. Их можно купить за копейки у нас, а плоские шины заменить обычными проводами.
Эти балансиры нужны в батареях десятками. Если также формируется и цена ионисторных модулей, то китайцы должны предложить (и вовсю предлагают) свои замены.

И ещё вывод: дешёвое, экономное, вечное капиталистам производить невыгодно. Светодиоды тоже должны 100 тыс. часов работать, но из-за перегрева ламп в стандартном цоколе и электролитич. кондёров получается в 3-5 раз меньше.

 

Для ваших целей больше подойдут стабисторы или супрессоры на требуемое напряжение, подключенные параллельно ионисторам. Сверхдешево и сердито. На 2,5 вольта и на 2,7 стабилитроны уже давно выпускаются. Найдите только помощнее и используйте. Надежность в разы выше, чем у микросборки.
Вы цену самих ионисторов видимо до сих пор не видели, раз все еще планируете их использовать.
З.Ы. Про светодиоды в курсе и давно использую изделия фирмы Cree. Ионисторы рекомендую Максвеловские или Эпкос, но только как буфер. Я их цену хорошо знаю. В видаках и прочей такой технике у ионисторов электролит на полипропиленкарбонате и соответственно высокое внутреннее сопротивление. Они только для часов и хранения настроек в озу подходят, выдают маленькие токи и отличаются очень малыми токами саморазряда. И они стоят тоже прилично.

 

А вы наверное ещё мало "дешёвого" свинца выкинули, см.первое сообщение ветки.

На ебэе сейчас Item number: 150522844057
Б/у максвеллы 2600F 2.5V Supercap стоят $29.96
100 штук доступно, доставка $17.95 + каждый следующий $15.00

Новые китайцы Item number: 220589132220
10*3000 F 2.7V $999+$80 доставка + м.б. растаможка. Если понемногу брать, то таможня отдыхает.

Ионисторы можно отдельно на каждую лампочку вешать (или заливать неагрессивным-силиконовым маслом и закапывать в землю) , затем докупать постепенно.

Стабилитроны на 2,4В (нашёл Panasonic MAZ302400L) имеют большой разброс, малый допустимый ток - 83 мА (200mW), утечку 120µA @ 1V, т.е. параллелить их невыгодно.

А полевик от 2-х вольт сможет откроться?

 

Смотря какой полевик. Может и 2 вольта открыть маломощный полевичок или запираемый транзистор. Собрать стабистор можно из нескольких последовательно соединенных диодов. Если хотите транзистором шунтировать, то лучше бсит или биполярный при малых управляющих напряжениях. Полно специализированных микросхем с операционником и источником опорного, работающих от 2,5 вольт, на которых активное выравнивание можно собирать.
Почитайте внимательно на сайте Максвелла. Они рекомендуют применять модули в бесперебойниках и ветроэлектростанциях в качестве буферов, работающих параллельно с аккумуляторами. Тем самым ресурс аккумуляторов до 300% повышается. Отдельно вместо аккумуляторов никто не советует применять, о чем и я уже который раз пытаюсь сказать.


Совсем забыл сказать что ескость, указанная в первом посте темы, сильно притянута за уши. Такую емкость можно получить только заряжая до упора до 16,2 вольт и разряжая до 0. Реально можно срубить 80 Ватт-часов с первой батареи. При заряде до 14,4 вольта и разряде до 7 вольт получаем вообще 66,4 Ватт-часов.

 

Солидарен. В буфер мыслю к своим НЖ-100 24В присабачить. К 2кВт инвертору какую банку присоветуете?

 

Чтобы посоветовать разумно-достаточный вариант требуется уточнить: максимально выдаваемую пиковую мощность инвертора ( иногда может у хороших моделей превышать номинальную до 3 раз), максимальные токи заряда. Да и не так актуален буфер для НЖ как для свинца буферного упсового. Это свинец не любит разряд большими токами с достаточно глубоким разрядом ,а заряд большими токами убийствинен для них. Для НК и НЖ и токи разряда достаточно большие не так страшны и заряд побыстрее возможен и разряд глубокий держат вообще без какого-либо криминала. У них только кпд относительно свинца в 1,5 раза меньше и цена выше.

 

Ионисторы годятся только для электронных устройств.
Про авто и авт.энергоснабжение - забудьте!


На счет тока саморазряда...
Мой ионистор фирмы NEC провалялся в коробочке пару лет. Замерил - 4.5 вольта! Рассчитан на 5.5в.
Как думаете, хороший саморазряд?

 

Георг, так 2кВт и есть пусковая. Не мерял правда, нечем , навскидку. На камазовском стартерном АБ, по сравнению с НЖ, насос водяной с двигуном 400Вт, на том же китайском инверторе швыдче стартует. НЖ видно мало току на пуске выдаёт(может и ошибаюсь, хотя вряд ли). Вот и посетила мысль ионистором дополнить. На Ваш взгляд, поможет?

 

В данном случае ионисторы параллельно НЖ помогут. Только стартерный свинец с буферным тоже также отличаются. Стартерные имеют маленькое внутреннее сопротивление и форма пластин с активной массой расчитана на большие токи, но глубокий разряд портит моментально активную массу пластин. Буферные аккумуляторы практически не боятся глубокого разряда, но пластины несколько другие и расстояние между ними побольше что приводит к гораздо большему внутреннему сопротивлению и провалам напряжения при больших нагрузках.
Если проблема только в пуске насоса, то вполне можно обойтись подключением конденсаторов электролитических или продаваемыми на радиорынках и магазинах автозвука ионисторами сразу на 14 вольт расчитанными. Они выглядят как большой кондер и индикатор заряда в них встроен. Специально для мощных усилителей автомобильных их ставят для исключения провалов в бортсети при работе усилителя на полную мощность. Года 2 назад такая ионисторная сборка стоила 5000 р примерно. Потребуется 2 штуки последовательно. Или батарея конденсаторов на 1-2 фарада на 35 вольт собирается. Тысяч в 10 можно уложиться. Только не в коем случае не покупайте кондеры марки ELZET, т.к. это ужаснейший китай.


ilya_sh, у вас как раз ионистор на полипропиленкарбонатном электролите. У него очень низкий саморазряд, но токи разряда и заряда он любит сверхнизкие. Именно для хранения данных в озу на случай внезапного пропадания сети или для часов реального времени в устройствах типа фотоаппаратов, муз-центров и прочего такого предназначаются. Внутреннее их сопротивление настолько велико, что даже при КЗ ток может не достигнуть 1 ампера у батареи размером с более-менее нормальный конденсатор.

 

Вы уже 10-й плохо информированный пессимист, который это говорит

ё-мобиль это не авто?
Разные дрели-шуруповёрты-игрушки, которые за 60 секунд заряжаются миллион раз, забываем?
Это позитронные или не автономные устройства?

А вечное (10 лет минимум) безпроводное освещение?

No degradation of energy storage - сами можете перевести?

Здесь про фотовспышки и массу других применений.


P.S. Зачем тут к схеме балансировки для 8 суперконденсаторов приделали светодиоды и микроконтроллер?

Есть микрухи MAX9117/MAX9118 - 600nA Per Comparator with Reference.
Предложите к ним лучшую силовую часть - полевик, составной или обычный транзистор - с минимальной утечкой в закрытом состоянии.

 

user343, меньше эмоций и больше внимательности. Читайте внимательно про миллионы циклов и мгновенные заряды ионисторов. При быстром заряде ионисторы разогреваются, а нагрев быстро их убивает. Лучшие ионисторы при нагреве до 50-55 градусов живут 5000 часов, а среднее время жизни 2000 часов при разогреве до таких температур. Лучшие электролитические конденсаторы живут 1000 ч гарантированно со снижением характеристик на 50% при температуре 105 градусов, а при 55 градусах 50000-80000 часов живут.
Про компараторы со встроенным опорником я писал несколькими постами ранее. Вместе с ними либо составной биполярный применяется, либо БСИТ, либо маломощный полевой на токи до 2-4 ампер, потому как мощный напряжением 2-2,5 В нормально не открыть. Соответственно заряжать получается относительно маленькими токами в случае простой схемы активного выравнивания.
З.Ы. Я не пессимист, а реалист, который и с ионисторами и с различными аккумуляторами, и с воздушно-металлическими источниками тока дело имел, а основные разработки и интересы относятся к силовой электронике, светотехнике и регулируемому электроприводу.


Чтобы получилось дешево и с минимальным саморазрядом надо собрать аналог мощного стабилитрона на биполярных транзисторах. Токи утечки менее 3-5 мкА не актуальны, т.к. примерно такой саморазряд у самих ионисторов. То, что рисуют во всех статьях в виде компаратора с ключем, шунтирующим через резистор ионистор - только схематичное изображение. Реально при таком ключевом режиме работы получается перерасход электроэнергии и прыгающий ток заряда. Режим эмуляции стабилитрона линейно изменяет степень шунтирования ионистора по мере превышения порогового напряжения.

 

Не успеют - тепловая инерция велика, а ESR маленький.
45 секунд заряд, 500 тыс. циклов, не взрываются, как горячие литиевые акк-ры.
Если б такой инструмент не работал, как обещано в рекламе, изготовителя засудили бы до разорения.

В ~1983 г. Sanyo oscon появились.

google: electrolytic capacitor +125°C
2500 to 4000 h at 125°C
http://www.niccomp.com/catalog/natt.pdf
http://www.edc.sanyo.com/english/pdf/alm/E04.pdf

С учётом будущего развала техногенной цивилизации я поставлю плёнку и керамику, в места с температурой ниже 50°C. И никаких PIC'ов с потерей памяти от космич. излучения.

"Проживание в крупных городах со временем станет очень опасным."
"Некачественные состояния сознания могут приводить к массовым волнениям и к техногенным катастрофам различной степени. Потому что ваша технократическая цивилизация слишком опирается на различную технику, которая требует качественной работоспособности от работников, ее обслуживающих. Поэтому сейчас вся планета, особенно те ее области, где существует высокоразвитая цивилизация, входит в зону повышенного риска."

Без названий же. Я нашёл какие-то на 5мА потребляемого тока и рабочим напряжением от 2,5В, поэтому повернулся к отдельным "опорам" и ОУ.

Они в погребе лежат для продления срока годности. Там токи утечки меньше и целесообразны "балансиры" с малым потреблением.

Вот он и нужен. См. мою схему. Смоделировать не могу, таких микрух в библиотеках нет.