ZARIADENIE
superkondenzátory
HISTÓRIA JEDNÉHO KARIÉRA
OBUV ALEXEY VOROBYOV, MIKHAIL KOLODOCHKIN
Jeho kariéra začala závratná - ako školák, ktorý bol okamžite prijatý na Moskovskú štátnu univerzitu od ôsmej triedy, kde obhajoval svoju tézu o pár rokov neskôr. Ale potom sa zrazu niečo zaseklo …
ZÁLOHY
Tí, ktorí si pamätajú obdobie nedostatku, stále rešpektujú batériu. Z definície bolo nemožné ísť a kúpiť si ju - prvú ruku odovzdajte starú v mieste registrácie! Preto, keď vyšlo ďalšie vydanie populárneho časopisu pre vynálezcov s hlasným sloganom „Ďalší krok - vyberte batériu!“, Náš muž prelomil - Bože, počuli ste!
Myšlienka bola jednoduchá: hovoria, že batérie sú ťažké, škodlivé pre životné prostredie, majú strach zo všetkého, nežijú dlho … Či už je to kondenzátor: takmer večný, za každého počasia, s malým šarlátovým vnútorným odporom - akýkoľvek prúd sa môže ľahko vzdať, dokonca v troch smenách. Preto sa oplatí vyplniť ho pod kapotu a spojiť ju paralelne s batériou, pretože pred vašimi očami sa stane zázrak. Koniec koncov, dokonca aj „vybitá“batéria bude schopná pomaly nabíjať začiatočníka na slušné napätie - to nie je pre vás, aby ste otočili štartér! A po otočení kľúča zapaľovania začne energia nahromadená v kondenzátorových jouloch prudko stočiť štartér prudkým prúdom, ktorý už chvíľu nevidel. Ak to nefunguje ihneď, počkajte ďalšiu minútu: ďalší pokus bude taký energický … Preto namiesto bežnej batérie bude stačiť jej zmenšený náprotivok (na napájanie prijímača na parkovisku …) a kondenzátor sa bude zaoberať štartovacími problémami.
Výkon myšlienky bol zrejmý. Ak z kohútika tečie tenký prúd vody, potom nedáš oheň, ale ak postavíš vedro a chvíľu počkáš, môžeš zorganizovať mini-vodopád … A keď sa na VDNH objavil kabína, kde sa začal motor auta pomocou nabíjania batérie „Krona“všetky druhy konvertorov majú kapacitný blok, potom prieskumy verejnej mienky začali spájkovať železo. Skeptici s posuvným pravidlom - povedzme, spočítajte ich ako prvé! - ignorované. Čoskoro vyšlo najavo - márne …
Faktom je, že v tých dňoch mal najneužívanejší kondenzátor kapacitu asi jeden farad - 1 F. Sériové výrobky boli stokrát nižšie ako nominálna hodnota … A pre naše účely to trvalo päťsto farád a lepšie - tisíc (1000 F) ! Remeselníci si samozrejme pamätali, že energia kondenzátora je úmerná štvorcu napätia: môžete „zvýšiť volty“a - doslova - vypadnúť. Ale neexistovali žiadni lovci, ktorí prenášali „Ladu“z 12 voltov na 300 - 400: prepnite na provizórneho štartéra - nie, ďakujem …
REHABILITATION
A kde sú obranné technológie, na ktoré sa radi odvolávame? Predstavte si, hľadal - a našiel!
Prvé superkondenzátory („superkapacity“) boli pôvodne vyvinuté na úplne iné účely: v jednej strašne tajnej inštalácii bolo potrebné vytvoriť silný iskrový výboj … A zabezpečovali celý svet - potom sa zanedbávali výrobné náklady. Perestrojka si však kladie dôraz - podobné výrobky z Troitska a Moskvy, Kurska a Pskova sa začali na výstavách stále objavovať … Navyše sa armáda vážne zaujímala o „superkapsy“! Avšak v tejto fáze ich kariéra opäť praskla. Najprv sa ukázalo, že nie je možné znížiť kapacitu bežnej batérie! Moderné auto pohltí toľko prúdov, že ho pri voľnobehu nemôže generátor nakŕmiť sám. Išli sme na semafor, alebo čo je ešte horšie, uviazli v premávke - majte na pamäti: svetlomety, „hudba“, klimatizácia nasávajú energiu z batérie. Kondenzátor sa zároveň nevyužíva - tu nemusíte záblesk entuziazmu, ale usilovnú prácu. Takže sa ukazuje, že pri rovnakých veciach je oveľa výhodnejšia batéria s veľkou kapacitou - pri rovnakej zástrčke vydrží dlhšie bez nabíjania.
Druhým zlomovým krokom v kariérnom rebríčku je stále cena. Náklady na každý kilogram energie obsiahnutý v „superkappe“od moskovskej spoločnosti „TechnoKor“sú také, že konečná cena, pokiaľ ide o potreby „Ural-375“alebo KamAZ, presiahne 500 dolárov. Výrobky Troitsk sú vyspelejšie, ale oveľa drahšie! Um …
Nádeje na kondenzátory „za každého počasia“sa tiež zrútili - zima a nepáči sa im. Navyše, niekedy môže ich blízkosť urýchliť smrť batérie - namiesto toho, aby ju včas dobila, šťastný majiteľ šťastne vyčerpá posledné prívesky … To povedie k tomu, že batéria jednoducho zamrzne a praskne v chlade. A ak si spomínate, že pri bežných automobiloch problém pri štarte dnes vo všeobecnosti stratil svoj význam, potom je správne umiestniť odvážny krížik do kariéry, ktorá kedysi žiarila …
REALITY
Ale nie také smutné. Ak armáda nakoniec povie „áno!“, „Superkappy“majú šancu na hromadné prežitie. Teraz jednotky kontrolujú vhodnosť kondenzátorov v „regulačnej operačnej stupnici“- „superkappy“poháňajú vozidlá KamAZ a UAZ, ZIL a „Ural“, na BET a rôzne obrnené vozidlá. Je zvláštne, že to nie je toľko elektrikár, ktorý je testovaný ako mechanik - ako to opraviť, kde a tak ďalej. V skutočnosti, čo sa dá povedať, je to pre nich prínos - pre tých, ktorí si to želajú, odporúčame zvážiť ryžu. 1. Zjednodušená schéma "supercap" je znázornená na obr. 2.
Očakávajúc otázky majiteľov automobilov - hovoria, ale bude to pre nás dobré? - Pevne odpovedáme: „Áno!“Naj vizuálnejšou pomôckou na preukázanie talentov kondenzátorov je … vozík s „superkapsmi“- už sa používajú v armáde. Odvezte ju k autu pomocou vybitej batérie, pripojte sa k terminálom a počkajte minútu alebo dve. Všetko - môžete to nechať ísť! Žiadne batérie, žiadne transformátory, žiadne zásuvky s napätím 220 voltov … Pri pripájaní vybitého kondenzátora k batérii buďte opatrní - je lepšie to urobiť napríklad pomocou žiarovky. Iskra prekĺzne, takže je možný problém …
Mimochodom, mnoho ruských kariér stále úspešne pokračovalo v zahraničí … Je známe, že ruské „superkappy“sa už dodávajú do Nemecka a Kanady - truckeri, ktorí sa zaujímali o spoľahlivý štart motorov, prejavili zvýšený záujem. Podobné výrobky sa, samozrejme, vyrábajú v zahraničí, ale používajú sa iným spôsobom. Hybridné automobily a vozidlá na vodíkový pohon s palivovými článkami sú na tomto mieste čoraz obľúbenejšie. V prvom prípade je potrebné niekde rýchlo uložiť energiu, ktorú motorový generátor dodáva pri brzdení motora. Prúdy tu dosahujú veľmi významné množstvo (najmä ak prudko brzdia) - batéria sa nebude ťahať. A ak sa ťahá, jeho taniere sa čoskoro začnú rozpadať. Na druhej strane ten istý motorgenerátor s ostrým zrýchlením vyžaduje uloženú energiu späť a to všetko naraz. Potom je schopný výrazne zlepšiť dynamiku zrýchlenia a uprednostniť benzínového kolegu. A v režime „zastav a choď“v zápchach v mestskej premávke sa hybrid úplne zmení na elektrické auto, v ktorom sa cykly nabíjania a vybíjania opakujú nespočetne krát. Preto napríklad odborníci spoločnosti Siemens VDO vidia v nasledujúcich štyroch až piatich rokoch veľké vyhliadky na automobilové „superkappy“.
Jedným konkrétnym príkladom je hybridný koncept BMW X5 predstavený minulý rok. V ňom elektrický motor inštalovaný medzi spaľovacím motorom a prevodovkou zvyšuje celkový krútiaci moment „na spodnej časti“na … 1000 N.m! Zrýchlenie je jednoducho fantastické. Nie je náhodou, že sa projekt nazýva „Efektívna dynamika“. Navyše, v normálnych režimoch je automobil o 15% úspornejší ako darca benzínu. Samozrejme to nebolo bez superkondenzátorov - bloková schéma „kondenzátora beemvashki“je na obr. 3. Pokiaľ ide o vozidlá s palivovými článkami, tu je problém vyriešený pomocou „superkapsúl“v tom, že nízkoenergetická stanica na palube, ktorá má dostatočný výkon, nemôže do nákladu dodať významné prúdy, aby sa zvýšila rýchlosť. Tu je potrebná vyrovnávacia pamäť kondenzátora. Vedci vo Švajčiarskom inštitúte Paul Scherer predstavili na svetovom environmentálnom fóre v Johannesburgu vodíkový automobil, ktorý spotrebuje o 40% menej energie ako benzínový náprotivok. Darcom bol Volkswagen Bor a superkondenzátory sa v ňom stali zariadeniami na uchovávanie energie. Pokiaľ ide o benzín, táto koncepcia ukázala spotrebu paliva v európskom kombinovanom cykle iba 5, 2 l / 100 km, zatiaľ čo pri klasickom motore „Bora 1, 6“je to 8, 5 litra. A to napriek skutočnosti, že hmotnosť vozidla na vodíkový pohon bola o 500 kg vyššia! Superkondenzátory výrazne zlepšili dynamiku počas zrýchľovania a stúpania. Podobné riešenia existujú aj v iných vodíkových automobiloch, ako je napríklad Honda FCX-V3.