Батареи электрические: Настенные экономичные электрические батареи отопления для дачи

Май 6, 1979 Разное

Батареи электрические: Настенные экономичные электрические батареи отопления для дачи

Содержание

Настенные экономичные электрические батареи отопления для дачи

Настенные электрические батареи отопления для дачи — экономичный и удобный способ обогрева любых загородных построек: дома, дачи, бани. Из-за отсутствия газопровода и систем центрального отопления, нагревательный котёл является слишком дорогой альтернативой систем подачи тепла. Эти радиаторы доступны по цене, просты в монтаже и удобны в использовании, а стоимость их эксплуатации намного ниже других систем обогрева для загородных строений.

Электрическое отопление

Электрические конвекторы

Конструкция устройства проста. Нагревательным элементом является ТЭН — проводник с высоким сопротивлением, упакованный в корпус. Он устойчив к высоким температурам. Современные радиаторы имеют большую эффективность за счёт дополнительных деталей на корпусе: крылышек, лепестков и лопастей. Эти конструкции призваны увеличить площадь теплоотдачи батарей.

ТЭН нагревается до 1000 градусов, а большая часть тепла поступает в помещение, не пересушивая при этом воздух. Масляные и водяные радиаторы значительно уступают электрическим не только по скорости нагрева окружающего воздуха, но и по регуляции влажности в помещении.

Электрический конвектор на даче.

Настенные радиаторы за счёт компактных размеров и относительно небольшого веса идеально подходят для помещений. Обогреватель достаточно компактен — 40-45 см. в длину. А узкие и чуть более длинные аналоги высотой 20 см. удачно вписываются в любой дизайн интерьера.

Настенный конвектор в интерьере квартиры

Перед выбором электрической системы отопления стоит получше узнать о его достоинствах:

  • Батареи данного типа не создают сквозняков.
  • Не требуется регулярный досмотр. Оборудование может функционировать в автоматическом режиме.
  • Термостат измеряет температуру в комнате и на основании полученных данных усиливает или снижает мощность работы обогревателя, что позволяет не тратить лишнюю электроэнергию зря.
  • Нагревательный элемент надёжно защищён от перегрева, поэтому электрическую систему подачи тепла можно устанавливать на любой поверхности стен.
  • Некоторые батареи оснащены влагостойкими корпусами, что позволяет их использовать в помещениях с высоким уровнем влажности.

Современный дизайн электрических обогревателей

  • Современные радиаторы имеют безопасный дизайн: острые углы и скругленные детали. Это предотвращает случайные травмы. Такое оформление прибора актуально, если в доме есть маленькие дети и домашний животные.
  • Конвектор можно без опасности устанавливать в детской, поскольку он не сжигает кислород.

Электрический конвектор в интерьере квартиры

Ещё один параметр, на который стоит обратить внимание при покупке подобных радиаторов — бесшумность работы.

Среди ассортимента электрических батарей есть модели настенных обогревателей, дополнительно оснащённые колесиками или роликами. Это удобно, когда возникает необходимость перенести радиатор с места на место. Напольные электрические обогреватели менее мобильны. Чаще всего они предназначены для строго определённого места. Настенные системы отопления можно устанавливать на высоте 30-50 см. от пола.

Бесшумный электрический конвектор

Как выбрать идеальный вариант конвектора. Рекомендации специалистов

  • Совет 1. Если вы не располагаете значительными средствами, можно сэкономить на системе управления. Обогреватель с ручными регуляторами температурного режима обойдётся дешевле дистанционного. Экономичнее выйдут радиаторы с игольчатым теплонагревателем. Они не так практичны, но как раз подойдут для дачи, где нет нужны в круглогодичном отоплении.

Радиатор с игольчатым теплонагревателем

  • Совет 2. При покупке обращайте внимание на нагревательный элемент. Срок эксплуатации ТЭН примерно 15 лет. Это уже много для загородных построек, но есть модели с ещё большим сроком. Достигается это при помощи более качественных материалов, из которых изготовлен корпус. Такие обогреватели будут дороже обычных. Однако, есть смысл покупать их только для квартиры или частного дома.
  • Совет 3. Электрические конвекторы состоят из нескольких панелей, каждая из которых работает автономно. В итоге конструкция нагревается постепенно. Для верного расчёта мощности радиатора, нужно опираться на установленные стандарты для отопления помещений: 100 Вт. мощности на 1 квадратный метр площади. Например, для помещения площадью 20 кв. метров понадобится агрегат с мощностью в 2000 Вт. Если потолки высокие (от 3 м.), мощность увеличивается на 150%.

Как устроен ковектор

  • Совет 4. Для настенных электрообогревателей нужна отдельная линия подачи электричества от щита. Лучше всего покупать конвекторы с электронными термостатами. Они более чутко реагируют на температурные колебания и моментально изменяют мощность работы радиатора. Существуют обогреватели, позволяющие программировать термостаты, но они стоят дороже обычных. С помощью этих устройств (термостатов) можно запрограммировать устройство на разный режим работы как в ночное, так и в дневное время.

Конвектор с электронным термостатом

  • Совет 5. Выбирайте радиаторы с ножками вне зависимости от того, куда вы его решили установить: под подоконник или на стену. Рано или поздно может потребоваться перевезти систему отопления в другое помещение. Во многих современных батареях встроен датчик опрокидывания, что особенно важно, если в семье есть дети.

Схема строения конвектора — встроенный датчик опрокидывания

  • Совет 6. Корпус — важная часть конвектора. Пренебрегать его прочностью и размерами нельзя. Качественные электрообогреватели имеют хорошо сконструированный металлический корпус с максимальной теплоотдачей. Следует знать, что тепловая мощность радиатора повышается за счёт увеличения скорости движения воздуха через ТЭН. Для городских жилищ вполне можно обойтись конвектором высотой 40-60 см., а для дачи подойдут и более низкие модели — до 40 см. Учитывайте, что все современные электрические конвекторы, как напольные, так и настенные, оснащены двойным изоляционным слоем для защиты нагревательных частей, поэтому дополнительная изоляция им не нужна.

Различные варианты исполнения корпусов электрических конвекторов.

  • Совет 7. Конвекторы украинского производства одни из самых недорогих на рынке. Такие модели оснащены игольчатыми нагревателями. Несмотря на то что такие радиаторы дешевле, уровень их электрозащиты оставляет желать лучшего. Стоит ли рисковать ради экономии? Однозначно нет, даже если вы просто приезжаете в дом на несколько месяцев. Безопасность важна всегда. Модели от европейских производителей долговечнее, а нагревательный элемент представляет собой нихромовую нить, скрытую в стальной кварцевой трубке. Температура таких обогревательных систем не слишком высока, зато европейские электрообогреватели прочнее и менее капризны при использовании.
  • Совет 8. Обращайте внимание на оребрение радиатора. Самый оптимальный вариант — 0,6-0,8 м
    2
    /кВт. Необходимые данные вы можете найти в техпаспорте конвектора или на официальных сайтах производителей, где указывается полная информация о товаре. Эффективность работы прибора напрямую зависит от его отопительной площади. Однако, не стоит переплачивать за то, чем вы не собираетесь пользоваться. Слишком мощный конвектор скорее приведёт к лишней трате денег и жаркому климату в помещении. Поэтому перед покупкой лучше измерить площадь комнат, где будет отопление.

Как сэкономить на электроэнергии без ущерба для качества

Электрическая энергия — дорогой ресурс. Электрообогреватели по стоимости эксплуатации заметно превышают газовые и водяные аналоги. Поэтому, чтобы не переплачивать лишнее, можно попробовать сэкономить. Как это сделать? Приобрести энергосберегающую модель настенного конвектора.

За счёт чего такие приборы экономичнее в использовании:

  • Умное управление. Микропроцессорные терморегуляторы самостоятельно задают прибору температурный режим в зависимости от времени суток. Вечером и ночью, когда все находятся в доме, радиатор работает интенсивнее, чем в дневное время, пока все заняты отдыхом на свежем воздухе или иными делами на улице.

Микропроцессорные терморегуляторы

  • Энергосберегающие технологии последнего поколения. Если технические характеристики электрообогревателей достаточно сложны и медленнее развиваются, то с самим процессом теплообмена таких сложностей нет. Электрический жидкостный отопительный прибор потребляет только 700-800 Вт. против 1 кВт. электричества при классическом варианте.

Электрические отопительные приборы нового поколения

Для правильного подсчёта энергопотребления необходимо мощность радиатора умножить на время его работы.

Монтаж электрических обогревателей на стену

Электрические настенные радиаторы по простоте установке заметно выигрывают по сравнению с классическими водяными моделями. И это действительно очень важное отличие, особенно в условиях загородных домов. Не нужно задумываться над разведением труб по комнатам, платить за монтаж трубопровода и дорогого отопительного котла и пр.

Электрический конвекторный обогреватель

Этапы монтажа настенного конвектора:

  1. Распакуйте радиатор и снимите все защитные плёнки.
  2. Заранее определитесь с местом на стенах, куда повесите конвектор. Лучше всего его устанавливать под окнами. Главное, соблюдать определённые параметры: не вешайте прибор ниже чем 8-10 см. над уровнем пола, не менее 12 см. от подоконника и не менее чем в 5 см от поверхности стены и любых других ближайших объектов.
  3. Нанесите на стену разметку с учётом габаритов системы отопления, просверлите в указанных точках отверстия и вмонтируйте кронштейны. У разных моделей могут отличаться принципы крепления конвектора к самим кронштейнам. Чаще всего это фиксирующие болты.
  4. Подключите настенную батарею к сети электропитания и настройте нужный температурный режим с помощью терморегулятора.
  5. Проверьте работу прибора. Подождите, когда отопительная система нагреется до максимально указанного регулятором значения. Если по достижении заданных температур радиатор отключается, значит, он исправен.

Этапы монтажа электрического конвектора на стену

Конвекторные системы, имеющие управление от общего термостата, требуют соединения приборов в единую сеть. Особо «умные» настенные радиаторы могут управляться с мобильного устройства и дистанционно при помощи сетевого режима.

Электрический обогреватель с дистанционным управлением

Электрические настенные радиаторы отопления для дачи удовольствие дорогое. Можно подобрать эконом-варианты из предложенного ассортимента моделей, а также настроить радиатор, чтобы он расходовал минимальное количество электроэнергии. Каждое новое поколение отопительных приборов такого рода становится всё совершеннее, надёжнее и качественнее. Это значит, что популярность электрообогревателей не за горами.

Электрические радиаторы отопления: плюсы и минусы батарей

Стационарные батареи не всегда обеспечивают комфортный температурный режим. В особо холодные зимы приходится использовать дополнительные источники тепла. Хороший вариант — электрические радиаторы отопления, к которым по большому счету, относятся только масляные батареи.

На практике к этой группе относят все электрические греющие приборы, оснащенные ребрами, — эта конструкция наилучшим образом рассредоточивает тепло. В представленной нами статье подробно разобраны все виды обогревающего электрооборудования. Достоверная информация поможет определиться с оптимальным для вас вариантом.

Содержание статьи:

Преимущества приборов на электричестве

Аргументов в пользу электрических батарей несколько. Их просто монтировать и эксплуатировать. Установка мобильной электробатареи заключается в простом подключении ее в розетку и настройке режимов. При монтаже радиатора на стену достаточно наличия кронштейна.

Такой прибор всегда можно передислоцировать на другое место. Чтобы подключить электробатарею не требуется заказывать проект и получать разрешение. Это касается всех типов этих приборов, кроме внутрипольных.

Электрические радиаторы безопасны и экологичны. Так как их корпус герметичен, в окружающую атмосферу не попадают вредные вещества. Выглядят батареи, питающиеся от розетки, эстетично и не испортят любой интерьер. 

Галерея изображений

Фото из

С экологическими приоритетами электробогревателей трудно поспорить. Во время работы они не сжигают природные запасы планеты, не выделяют гарь и прочие токсины в атмосферу

Электрические радиаторы напольного исполнения легко перемещаются в требующую обогрева зону помещения, в летнее время транспортируются из квартир на дачи

Для работы электроприборам нужна только розетка. При организации отопления на их базе не потребуется котел, трубопроводы, арматура, регулирующая подготовку и подачу теплоносителя

Практически все модели электрических обогревателей, выпускаемые в наши дни, оснащаются устройствами климат-контроля, активизируются и отключаются в автоматическом режиме по мере необходимости в обогреве помещения

Все электрообогреватели снабжены многоуровневыми системами безопасности, в том числе прерывателями на случай падения, защитой от перегрева и превышения напряжения в сети

В стандартных электрических обогревателях конвективная энергия действует вместе с тепловым излучением. Однако в модельном ряду обогревательного оборудования есть и чисто конвекторы, и приборы, излучающие тепло

Электрические радиаторы никогда не расходуют энергию впустую. При повышении температурного фона в помещении они прерывают работу и запускаются снова, когда температурные датчики среагируют на понижение температуры ниже выставленного хозяевами предела

В комплектации большинства моделей электрических обогревателей есть и ножки с колесами для буксировки, и кронштейны для навешивания на стену, что позволяет пользователю самостоятельно выбрать наиболее подходящий вариант

Приборы для экологически безопасного обогрева

Мобильномть обогревателей на электропитании

Предельно простая схема организации обогревающей системы

Наличие системы климат-контроля

Самые безопасные радиаторы отопления

Конвекторы и тепловые излучатели

Оборудование с экономным расходом энергии

Вариантивность использования моделей

Термостат, присутствующий в конструкции электробатареи, позволяет установить оптимальный температурный режим. Выставив определенную температуру при помощи термостата, предупреждают перегрев отопительного агрегата.

Некоторые специалисты считают, что производители выставляют электрические масляные батареи, как инновационные сверхэкономичные обогреватели.

Электрические радиаторы имеют приятный дизайн. Они занимают минимум места и прогревают комнату средних габаритов за короткое время

На самом деле это обычный радиатор с масляным теплоносителем, отличающийся наличием алюминиевого корпуса и цифрового индикатора. По их мнению, это просто рекламный ход с целью завысить совершенно неоправданно их стоимость.

Виды и типы электрических радиаторов

Ассортимент электрических радиаторов, как и их функциональность, отличается большим разнообразием. К этой группе относят все отопительные приборы, оснащенные ребрами, т.к. такая конструкция наилучшим образом рассредоточивает тепло.

Все существующие электрические радиаторы можно разделить на две большие группы: жидкостные приборы и безжидкостные.

По месту дислокации и размеру выделяют электрические радиаторы:

  • настенные;
  • потолочные;
  • напольные.

Как разновидность существуют приборы плинтусные, внутрипольные, стеклянные, керамические.

Масляные электрические батареи пользуются наибольшим спросом на рынке. Среди них встречаются модели, укомплектованные ионизатором

Если исходить из конструктивного исполнения, то электрические батареи классифицируют следующим образом:

  • масляные;
  • ;
  • инфракрасные нагреватели.

По типу излучаемого тепла электрообогреватели делятся на две группы. К первой относятся конвекторы – устройства, обеспечивающие поставку тепла за счет движения нагретых воздушных масс.

Во вторую группу входят системы, передающие ИК излучение безопасного спектра предметам, находящимся в зоне действия прибора, после чего нагретые объекты распространяют его в окружающей среде.

Существует 2 варианта исполнения этих отопительных приборов: стационарные и переносные.

Электрические батареи с жидкостным теплоносителем

Батареи такого типа отличаются простотой исполнения с небольшим комплектом составляющих. Нагрев происходит посредством небольшой мощности — 300 – 500 Вт.

Также встречаются и более мощные элементы. Нагревательные элементы помещают в водную или масляную среду, в отдельных случаях — в незамерзающую жидкость.

Ток протекает по нагревательному элементу и нагревает его. Далее, тепло передается жидкому теплоносителю, в качестве которого, чаще всего, используют минеральное масло. Хорошая теплоотдача позволяет хорошо нагреть плоскость батареи

На рынке присутствуют две модели жидкостных электрических батарей: герметично закрытые и открытые. В последнем случае в прибор доливают теплоноситель в случае необходимости.

ТЭН нагревает теплоноситель до определенной температуры, тот передает температуру металлическому корпусу, который излучает полученное тепло в пространство помещения. Чем больше теплоотдающая поверхность, тем лучше прогревается воздух в комнате.

Как правило, электрические батареи алюминиевые. Этот материал больше всех других подходит для изготовления приборов отопления, поскольку легкий и наделен необходимыми свойствами, позволяющими переносить высокую температуру.

Жидкостные электрические батареи с теплоносителем в виде специальной незамерзающей жидкости очень востребованы. Такой теплоноситель не вызывает коррозии стенок радиатора и ТЭНа

Если в жидкостных электрических батареях теплоносителем является незамерзающая жидкость, они хорошо подходят для помещений, отапливаемых только периодически. Электробатареи, где в качестве теплоносителя применено минеральное масло, потребляют больше электричества, чем радиаторы на дистиллированной воде.

Объясняется это тем, что масло имеет большую плотность, следовательно, прогревается с большими затратами энергии, зато до более высокой температуры. Критерии подробно изложены в этой статье, которую мы рекомендуем прочесть.

Галерея изображений

Фото из

Компактный и эффективный радиатор

Экономный вариант греющего прибора

Колесная база и ручка для буксировки

Ручной механический тип управления

Конструктивно электробатарея состоит из секций, верхнего и нижнего коллектора. ТЭН помещают в нижний коллектор. Конструкцией не предусмотрено наличие открытых нагревательных элементов, поэтому ни кислород, ни частицы пыли в воздухе не сжигаются.

Работают радиаторы бесшумно, но поскольку поверхность прогревается до высокой температуры, необходимо следить, чтобы она не соприкасалась с легко возгораемыми предметами.

Корпус качественного нагревателя изготавливают из нержавейки и его, в отличие от бытового прибора со стальным корпусом, можно использовать для любого помещения

К лучшим жидкостным электробатареям по мнению пользователей можно отнести:

  • DeLonghi GS 770715 – батарея из 7 секций, рассчитанная на 15 м², с термостатом, вентилятором, с защитой как от перегрева, так и от замерзания;
  • Mystery MН-7001 — радиатор с тремя степенями регулировки;
  • ROLSEN ROH-D9 — девятисекционная батарея, укомплектованная портативной сушкой для белья;
  • Electrolux EOH/M-1157 — рассчитанный на комнату до 15 м².

В целом, электрические батареи, используемые для отопления, относятся к экономичным приборам. При включении они используют максимум мощности, но нагрев теплоноситель до требуемой температуры, термостат отключает нагревательный элемент. Такие батареи просты в установке и управлении.

Безжидкостные электрические батареи

Сухие или безжидкостные электрические батареи в сравнении с жидкостными аналогами имеют меньшую массу и нагреваются быстрее.

Здесь отсутствует промежуточный теплоноситель, поэтому теплопередача происходит к теплопередающей поверхности от ТЭНа напрямую. Работают такие радиаторы по принципу конвекции, отсюда и их более распространенное название — .

Габариты электробатарей по аналогии с обычными радиаторами можно увеличивать путем наращивания дополнительных секций, но при условии увеличения мощности ТЭНа

Нагретый ТЭНом воздух, устремляясь вверх, вытесняет оттуда воздушную массу с более низкой температурой. Та, в свою очередь, проходит через тело конвектора и повторяет движение по предыдущей схеме.

При этом поверхность конвектора нагревается, но температура корпуса не очень высокая. Используют безжидкостные электронагревательные приборы только автономно. К наиболее популярным моделям безжидкостных электробатарей относится SIRA Onice 1600. Радиатор имеет 8 секций, тепловую мощность 1,6 кВт, встроенный контроллер температуры.

Выпускают конвекторы как настенные, так и напольные. Особая группа — плинтусные электробатареи. Тогда как установка первых двух модификаций может быть выполнена без привлечения специалистов, монтаж третьего вида электрических батарей требует специальных знаний и опыта. Обычно установку таких конвекторов планируют еще на этапе строительства.

Внутрипольные электрические конвекторы

Поскольку радиаторы такого типа расположены в углублении в полу, они относятся к скрытому типу систем отопления, поэтому, не занимая лишней площади, незаметно обогревают помещение.

Их нагрев происходит путем создания тепловоздушной завесы на пути проникновения холодного воздуха через самые уязвимые места в помещении. Функционирует внутрипольный электрический радиатор по принципу конвективного нагрева.

Теплообменник нагревает воздушные массы снизу. Далее они по правилам конвекции поднимаются выше и замещают собой воздушные слои с более низкой температурой. Нагрев происходит быстро за счет высокой теплоотдачи материалов, из которых изготовлена такая электрическая батарея и большой площади нагрева

В саму батарею вставляют ТЭН, на него монтируют пластины из металла с хорошей теплопроводимостью — алюминия, меди, тонкой стали. Иногда металл заменяют керамикой. Такое решение позволяет расширить поверхность теплоотдачи.

Корпус-короб, на дне которого размещен ТЭН с пластинчатым оперением, по своему очертанию напоминает букву U. Чтобы тепло не уходило в пол и в стороны, корпус изолируют.

Галерея изображений

Фото из

Встроенные в пол обогревающие системы работают по конвективному принципу. Сами они непосредственно не излучают тепло, только нагревают воздух, циркулирующий через их теплообменник

Несмотря на относительно легкий вес системы, встроенные в пол конвекторы не везде применимы. В стандартной квартире с потолками 2,2 м для их монтажа банально нет пространства, т.к. стяжка или лаги существенно сократят высоту потолков

Активно востребованы внутрипольные обогреватели владельцами частных домов, коммерческих объектов, спорткомплексов. Никаких проблем не возникнет при установке систем в первых и цокольных этажах

Внутрипольные электрические радиаторы устанавливают в зонах повышенных потерь тепла: перед входом, панорамными окнами, остеклением террас или лоджий

Абсолютно незаметная в интерьере система, создающая плотную тепловую завесу перед входом или окном, не мешает передвижению и не влияет на стиль оформления помещения

Внутрипольные греющие приборы никогда не служат базой для организации отопления. Зато в качестве дополнения, установленного в наиболее охлаждаемые участки, оно часто используется

Способность внутрипольных греющих систем быстро и качественно обогревать большие объемы стала причиной их популярности при обустройстве коммерческих и общественных зданий

Оснащенные терморегуляторами системы автоматически прерывают работу при достижении нужной хозяевам температуры и снова включаются, когда она понизится

Встроенный вариант конвектора

Расположение в строительной конструкции

Внутрипольный обогрев в загородном доме

Обустройство зимнего сада частного дома

Незаметная в интерьере система

Дополнительный вариант отопления

Греющая система в общественном здании

Оборудование с автоматическим принципом работы

Для регулировки теплового режима в короб встраивают датчик температур, оснащенный микропроцессором. Если для внутрипольного радиатора не предусмотрена принудительная вентиляционная тяга, высота корпуса, в котором заключена батарея, не должна быть меньше, чем 200 мм.

Конструкцию закрывают прочной декоративной решеткой из металла, не выходящей за уровень пола и способной выдержать вес человека.

Важное значение имеет пропускная способность этой ограждающей конструкции, определяющаяся соотношением ее общей площади с суммарным размером щелей. Через решетку должен проходить достаточный объем холодных воздушных масс и тепловых потоков.

Более мощные электрические радиаторы для усиления конвекционных свойств оснащают добавочными вентиляторами. Высота корпуса в этом случае не играет роли.

Чтобы уменьшить шум от работающего вентилятора, его монтируют на виброопоры со вставками из пористой резины. Присутствие вентилятора гарантирует более быстрый обогрев помещения и сокращение потребления электричества.

Электрические батареи, встроенные в конструкцию пола, отличаются от привычных батарей как конструкцией, так и несколько большей площадью теплообмена

Электрические батареи, встраиваемые в пол, имеют ряд положительных качеств. Место для их установки можно определить в любой части комнаты, они практически не занимают места, а благодаря большому ассортименту решеток удачно вписываются в любой интерьер.

Есть решетки линейные и рулонные. Перекладины в линейных решетках бывают как поперечными, так и продольными, а в рулонных только поперечными.

Недостаток этих нагревательных приборов в сложности установки и в стоимости, которая намного выше, чем у настенных батарей. В помещениях с высоким потолком — больше 3 м, они не очень эффективны, кроме того, способствуют рассеиванию пыли по помещению.

Разновидностью электрических систем для обогрева на уровне пола является греющий плинтус:

Галерея изображений

Фото из

Греющий не встраиваемый плинтус

Оборудование с креплением на стене и подсветкой

Самостоятельная установка и подключение плинтуса

Расположение на утепленной лоджии

Характеристики инфракрасных радиаторов

Инфракрасные электрические нагреватели принципиально отличаются от других видов аналогичных приборов. Их задача — прогрев предметов, находящихся в зоне их действия.

Реализуется это посредством электромагнитных волн. Их излучение воздух в комнате не нагревает, да и сам прибор остается холодным. Тепло в окружающую среду отдает прогретое окружение.

В производстве инфракрасных радиаторов использован природный способ обогрева. Точно так же, как солнце прогревает землю, прибор нагревает окружающие его предметы

Исходя из вида нагревательного элемента, бывают: ТЭНовыми, керамическими, карбоновыми. Нагреватель первого типа состоит из корпуса металлического, изолятора, анодированной пластины, фольги и ТЭНа. Оптимальная толщина анодированного слоя — 0,025 мм, а фольги 0,012 мм.

В зависимости от модели мощность прибора варьирует в пределах 0,8 – 3 кВт. Регулируют ее вручную или при помощи термостата.

Инфракрасный обогреватель, выполненный на основе керамической панели, “съедает” минимум полезного пространства. Выпускают как однотонные панели, так и декорированные фотопечатью

Керамические нагреватели выпускают в трех вариантах. Они бывают настенными, напольными и настольными. Первые отличаются немалыми габаритами и визуально подобны кондиционеру.

Напольные модели наиболее популярны. В целях безопасности их укомплектовывают специальными датчиками, которые отключают устройство в случае его опрокидывания или перегрева.

Настольные приборы часто используют на открытом воздухе. Во время работы они вращаются и эффективно прогревают, попадающие в зону досягаемости инфракрасного излучения, предметы и людей в том числе.

Галерея изображений

Фото из

Инфракрасные обогреватели поставляют в помещение лучистое тепло, причем действие их направлено на предмет обстановки или строительную конструкцию, находящуюся в зоне действия прибора

Способность инфракрасных обогревателей обрабатывать конкретное пространство, не нагревая впустую воздух, обусловила их востребованность в обустройстве открытых площадок, не застекленных веранд и зон отдыха

Как и все электрические радиаторы, инфракрасные обогреватели снабжены устройствами защиты от перегрева, от скачков напряжения, от работы в состоянии падения

Инфракрасные электрические обогреватели способны работать везде, где для их питания есть розетка. На дачах они превосходно будут греть, питаясь энергией генератора

На рынке инфракрасные обогреватели представлены обширным рядом настенных, напольных и потолочных моделей. У всех вариантов есть свои плюсы и минусы

Греющее оборудование ИК типа абсолютно безопасно в быту: не сжигает кислород в воздушной массе, не поднимает пыль во время нагрева, не выделяет токсичных веществ. Его корпус не нагревается, благодаря чему у пользователей всех возрастов нет угрозы ожечься

Наиболее популярны сейчас на фоне прочих ИК приборов микатермические модели. За счет особенностей конструкции у них повышен КПД и снижены энергозатраты

Фактически все инфракрасные греющие приборы могут служить ночными светильниками, так как в их излучении кроме тепловой части есть еще и световая

Инфракрасный настенный обогреватель

Установка оборудования на открытой веранде

Система управления и настройки прибора

Мобильная инфракрасная «печка»

Плоская греющая панель в помещении

Безопасные и практичные в быту приборы

Микатермическая модель ИК радиатора

Использование в качестве обогревателя и светильника

Нагревательным элементом в карбоновом инфракрасном приборе отопления является, заключенное в вакуумную кварцевую оболочку, углеродное волокно. Производители утверждают, что это волокно практически не выходит из строя и использовать его можно до бесконечности. Подвести может только кварцевая трубка, разбившись при падении.

Наиболее популярными моделями инфракрасных обогревателей являются:

  • Polaris PMH 2095 — мощный, практичный прибор со стильным дизайном;
  • Electrolux EIH/AG2-2000E — напольный прибор, эффективно поддерживающий температуру в помещении площадью до 25 м²;
  • Timberk TCH A5 1000 — потолочная модель, отличающаяся компактными габаритами и легкими настройками;
  • Hyundai H-HC1-18-UI572 — прибор для установки на стене или потолке со многими полезными функциями;
  • NeoClima NC-CH-3000 — компактный обогреватель с механическим управлением.

Поскольку инфракрасные излучатели безынерционные, комфортно почувствовать себя в помещении можно уже через 15 минут после подключения прибора.

Никакие продукты сгорания во время работы они не выделяют, и специально устраивать вентиляцию для них не нужно. Но если вентиляционная система в доме присутствует, то они не оказывают никакого воздействия на ее работу.

Правила выбора электрической батареи

Правильный выбор батареи на электрическом питании предусматривает учет тепловой мощности прибора. Если обогреватель планируют использовать в качестве дополнительного, на обогрев 1 м² площади помещения высотой 2,6 м потребуется не более 80 Вт.

Инфракрасный потолочный обогреватель удачно сочетает в себе функциональность и безопасность. Недостаток его в том, что тепло только в зоне его нахождения

Для отопления помещения конкретной площади потребуется определенное число секций. Номинальная мощность одной — 0,13 кВт. Исходя из этого параметра и площади комнаты, легко вычислить оптимальное количество секций.

В отдельных случаях необходимо устанавливать несколько батарей. Рационально принимать такое решение в случае наличия в комнате от двух окон или превышения площади, нормой которой считаются 22 м²

Если конвективная электробатарея является единственным видом отопления, то комнату площадью 10 м² с потолком высотой 2,6 м² до комфортной температуры обогреет нагреватель мощностью 1 кВт. Когда потолок выше указанного значения, результат следует увеличить в полтора раза.

Это расчет усредненный, чтобы получить более точные данные необходимо принимать во внимание:

  • материал, из которого возведены ограждающие конструкции дома;
  • наличие системы вентиляции и ее вид;
  • тип прибора и его функционал;
  • параметры сети;
  • требования к диапазону температур.

При выборе электрической батареи из определенной ценовой категории следует знать, что в большой степени на цену батареи оказывает влияние вид терморегулятора. Механический термостат в два раза дешевле электронного, но такая экономия относительна — наличие электронного термостата позволяет экономить около 4% электроэнергии.

Система отопления, собранная из электрических радиаторов, имеет более высокий КПД, чем у систем водяного и парового отопления на базе твердотопливного или газового котла

Выбор определяет и место предполагаемой установки батареи. От него зависят габариты прибора и свойства. Если под него предусмотрена специальная ниша, батарея должна свободно войти в это пространство.

Это же условие нужно соблюсти и в случае размещения радиатора под оконным проемом. Для установки в ванную комнату нужен радиатор, имеющий защиту от влаги. Чтобы электрическая батарея работала надежно, следует делать выбор среди моделей известных торговых марок. При установке нужно обязательно соблюдать требования, изложенные в инструкции.

В целях безопасности между батареей, размещенной на постоянном месте и стеной необходим зазор не менее 0,5 см, а провод, ведущий к розетке, не должен контактировать с нагретой поверхностью.

Верхний коллектор ни в коем случае нельзя ничем закрывать. Сушить вещи, таким образом, не получится — датчик просто отключит агрегат в аварийном порядке при малейшем перегреве

Монтаж приборов, для ввода которых в работу, предусмотрена штепсельная вилка, не требует никаких подготовительных мероприятий.

Сложнее решается этот вопрос, когда для подключения нескольких батарей и соединения их в одну систему нужно дополнительно подвести кабель.

Обязательное условие — включение в схему защитного включателя минимум 30 А, а основная жила кабеля должна иметь сечение, соответствующее сумме мощностей всех батарей. Такой системой отопления можно управлять при помощи пульта дистанционного управления.

Выводы и полезное видео по теме

С принципом работы электрорадиатора наглядно ознакомит видео:

С каждым годом модельный ряд электрических радиаторов обновляется. Меняются в лучшую сторону не только их технические характеристики, но и дизайн.

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор, нужно проанализировать имеющуюся информацию и на основании этого решить, какие технические показатели подходят для вашего конкретного случая.

Пишите, пожалуйста, комментарии в блок-форме, расположенной под текстом статьи. Расскажите о том, как выбирали электрический радиатор для использования на даче, в офисе или квартире. Делитесь полезной информацией, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки по теме.

Настенные электрические батареи отопления и их цена

Чтобы в помещении было комфортно в любое время года, необходимо обеспечить в нём тепло. Для этой цели сейчас производителями теплотехники сконструировано много приборов, которые позволяют создать уют и комфортный микроклимат для жизни и работы. Ассортимент на рынке тепло оборудования представлен столь обширный, что трудно разобраться во всём этом многообразии.

Не так давно появился новый вид отопления, который привлёк внимание покупателя множеством преимуществ, это настенные электрические батареи. Что они собой представляют и чего от них ждать, разбираемся во всех тонкостях и подробностях.

Описание электрического отопительного конвектора

Электрические батареи отопления — это эффективная техника, направленная на энергосбережение. По внешнему виду их тяжело отличить от обычных радиаторов центрального отопления, которые заполняются водой. С помощью ребристой поверхности конструкторы увеличили объём получаемого тепла, что позволяет при небольших затратах за меньший период времени отопить помещение.

Электрический конвектор состоит из произвольного количества монолитных секций. Каждая секция — это нагревательный элемент и сам корпус батареи. Корпус может быть выполнен как из биметаллического так из алюминиевого сплава. Распределения тепла по всей поверхности конструкции происходит с помощью лучистого и конвективного теплообмена. В зависимости от количества сегментов мощность и теплоотдача у батарей разная. Работают от сети с напряжением от двухсот двадцати до двухсот сорока вольт.

Настенные радиаторы встречаются в продаже двух видов.

  • Жидкостные. Жидкостные сконструированы таким образом, что в них предусмотрены встроенные каналы, наполненные маслом или водой. Обогрев помещений такими жидкостными настенными радиаторами происходит в три этапа. Первый этап — это когда тепло поступает от нагревательного устройства к жидкости. Второй этап это когда происходит процесс обмена теплоносителя с корпусом батарей. Заключительный этап передаёт тепло от секций к воздуху помещений.
  • Нежидкостные. Обогрев происходит от ТЭНа, который установлен в каждый отдел обогревателя и соединён в общую схему.

Основные элементы конструкций обогревателей

Такое оборудование электрическое, настенные радиаторы, отопление которых позволяет не беспокоиться о морозных днях, состоит из таких основных элементов.

  • Корпус отопительного устройства. Корпус в большинстве случаев выполнен из алюминия, который позволяет выдерживать высокие температуры при нагрузке.
  • ТЭН. Эти устройства бывают выполнены из нихромовой нити, которую заключают в полую стальную трубку. ТЭНы такого образца наиболее долговечны, безопасны и экономичны, потому что они исключают появление микротрещин, это и обеспечивает идеальную передачу тепла. В некоторых устройствах нагревательный элемент может состоять из двух стержней. Это позволяет конвекторам работать на половинной мощности. Чтобы сэкономить на бюджетные модели производители установили ленточные или игольчатые ТЭНы. Они представляют собой диэлектрическую тонкую пластину с встроенной хром-никилевой нитью.
  • Регулирующий температуру термостат. Обязательным устройством, без которого не могут обойтись электрические радиаторы отопления настенные это термостат. Он работает согласно выбранным параметрам потребителя и может сам включаться и выключаться, поддерживая нужную температуру. Такие устройства бывают электронные и электромеханические. Более простое устройство электромеханическое оно предполагает ручную настройку параметров, при котором бывает довольно-таки серьёзная погрешность. Погрешность может быть в диапазоне от половины градуса до двух. Электронные термостаты более точные и их погрешность не превышает 0,01 ° C.

Уже в продажу поступило и новое поколение обогревательных батарей, которые позволяют благодаря электронике программировать температуру и режим работы на целую неделю вперёд.

Как выбрать радиатор

Выбирать электрические настенные обогреватели необходимо по множеству критериев, чтобы выбрать единственно правильный вариант, подходящий для конкретного помещения. Учитывать нужно такие факторы:

  1. Основное это будет отопление или дополнительное.
  2. Тип нагревательного элемента влияет на качество воздуха и срок службы прибора.
  3. Вид термостата влияет, какая будет цена всего радиатора.
  4. Место установки обуславливает его габариты и дополнительные функции.
  5. Способ подключения отопительного радиатора.
  6. Внешний вид устройства.

Если предполагается, что только настенные электрические батареи будут отапливать помещение, то нужно подсчитать, какой должна быть их мощность. Расчёт происходит на десять квадратных метров с потолком в два метра шестьдесят сантиметров и на такие параметры требуется 1 кВт. Если потолок выше, то получившееся значение необходимо увеличить в полтора раза.

При вспомогательной функции электрических батарей, нет какого-то особого подсчёта. Можно приобретать разные по мощности батареи и потом выставлять нужную температуру по необходимости.

Если блок термостата в радиаторе электронный, то цена на него будет в два раза выше, чем на электромеханический. Но своей точностью выдерживать нужную температуру электронный термостат позволить экономить от трёх до четырёх процентов электроэнергии. Что позволит сэкономить на процессе эксплуатации.

По месту установки электрического отопления учитывается не только размер радиатора. Если такое отопление необходимо поместить в ванной комнате, то нужны специальные модели, которые были бы защищены от влаги.

Электрические батареи отопления довольно-таки мощное оборудование, которое требует хорошего качества проводки. Способа подключения таких радиаторов настенного электрического отопления существует два, посредством включения обычного штекера в розетку и с помощью проводки, которую через кабель подключают к электрической разводке помещения. Во втором случае вести проводку от батареи до щита распределения нужно отдельно. Если таких радиаторов в помещении установлено несколько, то и вести проводку каждого нужно по отдельности и подключать через самостоятельный автоматический выключатель.

На данный момент производители шагнули так далеко, что некоторые модели, покрытые специальным покрытием, смогут приобретать оттенок доминирующего цвета в помещении. Поэтому покупателям не стоит ограничивать себя в фантазиях и выбирать вариант идеально подходящий по стилю интерьера.

Плюсы электрических отопительных конвекторов

Радиатор электрический не сушит воздух и не сжигает кислород в помещении, которое отапливает, поэтому многие потребители и предпочитают выбирать такой вариант отопления. Сам корпус не подвержен коррозии, что продляет рабочее состояние устройства.

Автоматические приборы контроля присутствующие в более дорогих моделях батарей обеспечивают их самостоятельную работу по регулярной поддержке тепла в помещении. Управлять такими отопительными устройствами очень просто. Это можно сделать удалённо с пульта управления, если присутствует такая функция в выбранном оборудовании или на панели батареи. Как правило, такие радиаторы способны поддерживать четыре режима отопления.

Встроенный термостат позволяет экономить электричество, контролируя температуру тем самым цена, потраченная на электричество, будет меньше. Сам корпус обогревательной настенной батареи не перегревается с помощью автоматических регуляторов контроля, поэтому можно ставить и присоединять к любым поверхностям не опасаясь их расплавления. Поэтому и обжечься об такой прибор тоже невозможно. Электрические настенные отопительные конвекторы могут нагреваться в диапазоне от сорока пяти до шестидесяти пяти градусов.

При включении отопительных конвекторов помещение нагревается очень быстро и при этом не возникает сквозняков. Быстрый нагрев необходим в нежилых помещениях, в которых редко бывают люди, и нет постоянного отопления, например, на дачах, в кладовых помещениях. Воздух, который нагревается под воздействием радиатора, не приобретает неприятных запахов. Работа оборудования происходит бесшумно благодаря отсутствию функции принудительной вентиляции, что является большим преимуществом для спальных и детских комнат.

ТЭН играет одну из ключевых ролей в сроке службы электрических отопительных радиаторов. Если процесс изготовления не был нарушен и были соблюдены все необходимые условия при производстве, нагревательные элементы могут прослужить не меньше пятнадцати лет. Поэтому и ведущие производители дают на свой товар не меньше двух лет гарантии.

С помощью электрического отопления настенных батарей можно в кратчайшие сроки обеспечить тепло в помещениях, где нет газа. Такие настенные батареи могут отапливать подобные помещения как дача, гараж, чердак, где не предусмотрено центральное отопление. Так же такие батареи используют, как дополнительный подогрев, если батареи центрального отопления не дают желаемого результата. Главное, чтобы в помещении было нужное для отопительного оборудования напряжение в электросети, а в остальном можно положиться на надёжное и испытанное устройство как настенная электрическая батарея отопления.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

настенные экономичные электрические батареи,настенный электрический радиатор,настенный,для дома настенные экономичные.

Прежде чем приобрести экономичные электрические настенные радиаторы для отопления дачи, ознакомьтесь с видами и особенностями подобных нагревательных устройств.

Что такое электрический радиатор

Содержание статьи

Под электрическими радиаторами подразумевают бытовые приборы, состоящие из металлического корпуса и нагревателя. Чаще всего используется Трубчатый электронагреватель (ТЭН). Существует большое разнообразие моделей обогревателей, отличающихся принципом работы.

Энергосбережение

Экономия энергии в электрических обогревателях происходит за счет контроля необходимой температуры обогрева помещения при помощи термостата. Прибор достигает установленного температурного режима, питание отключается, а когда нагреватель остывает, включается заново. Также на энергосбережение направлен выбор материала корпуса и вид теплоносителя.

Преимущества и недостатки электрических настенных обогревателей

Помимо основного преимущества — отсутствия необходимости подводить газ к участку, ведь для электробатареи нужна только розетка, система автономного электрического отопления имеет дополнительные плюсы и минусы.

Преимущества:

  • широкий ассортимент предлагаемых моделей;
  • экологическая безопасность;
  • разнообразие дизайнерских решений;
  • простота монтажа;
  • работа в автоматическом режиме;
  • высокий коэффициент полезного действия;
  • бесшумность работы большинства моделей.

Недостатки:

  • высокая стоимость электроэнергии;
  • необходимость в установке многофазного распределителя;
  • цена электрического радиатора выше обычной батареи.

Виды настенных батарей

Существует несколько разновидностей электрических настенных батарей, различающихся по принципу работы.

Инфракрасные

Принцип функционирования инфракрасных батарей заключается в преобразовании электрической энергии в тепловое излучение. За счет длинноволнового излучения нагревается пол и находящиеся на нем предметы, которые служат передатчиками тепла. Обогрев предметов, а не воздуха, дольше сохраняет тепло, позволяя экономно использовать электроэнергию.

Конвектор

В электрических конвекторах передача тепла осуществляется путем нагрева воздуха, проходящего через прибор. Теплый воздух увеличивается в объеме и выходит через решетки устройства, а на его место поступает холодный. Таким образом, помещение очень быстро прогревается. Важно предупредить наличие сквозняков, чтобы конвектор не работал без пользы.

Цены на электрический настенный конвектор

Электрический настенный конвектор

Масляный радиатор

Элемент находящийся внутри радиатора нагревает промежуточный теплоноситель (минеральное масло), который затем прогревает корпус агрегата. Используемое масло долго хранит тепло, позволяя экономить на электроэнергии. Масляные радиаторы стоят дешевле обогревателей других типов и имеют маленькие габариты. Однако обогреватели такого типа довольно медленно прогревают помещение, особенно большое. Поверхность радиатора прогревается до 150°, это требует осторожного обращения с устройством.

Тепловентиляторы

Суть работы тепловентиляторов заключается в прогреве потока воздуха, который проходит через нагревательный элемент. Поступление воздуха в устройство обеспечивает встроенный вентилятор. Чаще всего тепловентиляторы используют в помещениях, где не требуется поддержание постоянной температуры. Многие модели можно использовать в качестве обычного вентилятора.

Цены на тепловентиляторы электрические

Тепловентиляторы электрические

Парокапельный обогреватель

В системе паракапельного нагревателя находится вода в замкнутом пространстве, которая за счет электроэнергии нагревается и превращается в пар. Затем происходит конденсация, и вода возвращается обратно в систему с жидким носителем. Такой принцип работы обогревателя позволяет использовать сразу два вида энергии: от теплоносителя и от конденсации пара. После отключения питания, устройство еще долго сохраняет тепло.

Карбоновые греющие приборы

В карбоновых обогревателях в качестве нагревателя используется углеродное волокно, помещенное в кварцевую трубку. Это длинноволновый излучатель, который прогревает предметы в помещении, а не воздух.

Литий-бромидные обогреватели

Литиево-бромидный радиатор состоит из вакуумных секций, наполненных литиевой и бромидной жидкостью, которая превращается в пар при температуре 35°. Пар поднимается к вершине секций, отдавая высокую температуру, и прогревает радиатор.

Рекомендации по выбору электрического настенного обогревателя

При выборе экономичных электрических настенных батарей отопления для дачи , нужно учитывать некоторые рекомендации.

Качественные и экономичные радиаторы отличают следующие характеристики:

  1. При малом количестве средств на покупку обогревателя ориентируйтесь на модели с ручным регулятором температурного режима, такие модели стоят дешевле.
  2. При покупке радиатора для дома обращайте внимание на материал нагревательного элемента. Например, срок службы трубчатого электронагревателя 15 лет. Есть модели с большим сроком эксплуатации. Также бюджетными считаются конвекторы с игольчатым теплонагревателем, они имеют ограниченный срок эксплуатации, но подойдут для помещений, не требующих постоянного обогрева, например, дачи.
  3. Лучше всего выбирать электрообогреватели с электронными термостатами. Они стоят дороже, но более чутко реагируют на колебание температуры, позволяя сохранять заданный уровень тепла и экономя энергию.
  4. Если вы решили приобрести напольный радиатор, обратите внимание на наличие датчика опрокидывания. Особенно если у вас маленькие дети.
  5. Устанавливать электрообогреватели лучше всего под каждым окном, так как эти места более уязвимы при поступлении холода в помещение.
  6. Оптимальная мощность конвектора рассчитывается по принципу: 1 кВт на каждые 10 кв. м. при высоте потолков до 270 см. Если потолки выше, то добавляем 10% на каждые 10 см.

Установка настенного конвектора

Установить конвектор можно, обратившись к профессионалам, или собственными силами в соответствии с рекомендациями производителя.

Если установка электрической батареи осуществляется самостоятельно, то можно воспользоваться следующей пошаговой инструкцией:

  1. Достаньте устройство из упаковки и переверните на тыльную сторону.
  2. Открутите кронштейн, если он не упакован отдельно.
  3. Приложите крепление к стене и пометьте маркером место для отверстий. Учтите рекомендации производителя по расстоянию от пола и стен. Если в инструкции таковых не прилагается, используйте следующие параметры: высота от пола и расстояние к ближайшим предметам — 20 см, зазор между стеной — 20 мм, от розетки — 30 см.
  4. Для деревянной стены используйте саморезы. Для бетонной пробурите перфоратором отверстия и вбейте дюбеля. Далее прикрутите рамку крепления.
  5. Насадите обогреватель на рамку.
  6. Подключите питание.
  7. Настройте комфортную температуру. Расчет тепловой нагрузки на отопление здания калькулятор узнавайте по ссылке.

Видео

Подробнее о том, как повесить электрический конвектор, смотрите на видео.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените статью:

особенности электробатарей, видео-инструкция по выбору и фото

В настоящее время для обогрева жилых квартир и частных домов в холодное время года, чаще всего используется замкнутая система водяного отопления, по которой постоянно циркулирует разогретый теплоноситель. Такая схема является достаточно надежной и экономичной, а кроме того позволяет без труда поддерживать заданную температуру в помещении на протяжении длительного времени.

В то же время, этот вариант является наиболее сложным, так как для его использования необходимо прямое подключение к системе централизованного парового отопления, а в случае автономного проживания, обязательным условием является подведение в дом природного газа, и установка специального котельного оборудования.

Электрические батареи в интерьере жилого дома.

Краткий обзор электрических батарей

В качестве достойной альтернативы водяному, газовому и печному отоплению можно рассматривать батареи отопления электрические, которые можно использовать в холодное время года, как для обогрева жилой квартиры, так и для отопления загородного дома постоянного или сезонного проживания.

Чтобы более детально изучить этот вопрос, в настоящей статье будет представлен сравнительный обзор наиболее распространенных видов бытовых электрических нагревателей, в котором описаны их главные технические характеристики, а также указаны основные преимущества и недостатки.

Настенные электрические радиаторы отопления.

Преимущества и недостатки электрического отопления

Существует распространенное мнение, что при использовании электрических нагревательных приборов в качестве основной системы отопления, главным существенным недостатком такой схемы является достаточно высокая цена эксплуатации электрических нагревателей, поскольку для полноценного обогрева жилого дома необходимо использовать приборы с большой потребляемой мощностью.

В то же время, расход электроэнергии можно существенно уменьшить, если в процессе строительства выполнить грамотную теплоизоляцию кровли, полов, а также наружных стен здания, а при обустройстве оконных и дверных проемов использовать энергосберегающие технологии.

Сравнительная схема распределения тепла при установке водяного и потолочного инфракрасного нагревателя.

Во всем остальном, использование электрических нагревателей имеет ряд неоспоримых преимуществ перед водяным, печным или газовым отоплением.

  1. Для установки системы электрического отопления не требуется подведение газопровода, подключение к системе централизованного парового отопления, а кроме того, не нужно дополнительное помещение для установки сложного и дорогостоящего котельного оборудования.
  2. Бытовые электронагреватели подключаются к однофазной электрической сети переменного тока, напряжением 220 вольт, которая имеется в каждом жилом доме.
  3. Монтаж подобной системы несложно выполнить своими руками, без помощи газовиков, печников, сварщиков и профессиональных сантехников.
  4. Для подключения батарей используется только силовой электрический кабель подходящего сечения, в то время как для монтажа водяного отопления необходима покупка большого количества труб, а также использование энергоемкого сварочного оборудования.
  5. В случае ремонтных работ в системе, или зимней консервации здания, отсутствует необходимость полного слива теплоносителя, и последующего заполнения системы, по окончании ремонтных работ.
  6. Ежегодное плановое обслуживание заключается в периодической очистке оребренных поверхностей теплообменника от пыли и мелкого бытового мусора.

Для подключения масляного радиатора используется трехжильный кабель.

Совет!
При подведении вводного силового кабеля к жилому дому, помимо мощности всех бытовых потребителей электроэнергии, необходимо принимать в расчет суммарную потребляемую мощность всех электрических батарей отопления.

Разновидности электрических обогревателей

Принимая во внимание большое разнообразие современных нагревательных приборов, все бытовые электробатареи отопления условно можно разделить на несколько групп, которые отличаются между собой по конструктивному исполнению, и принципу передачи тепловой энергии в окружающее пространство.

  1. Масляные нагреватели обладают высокой теплоемкостью и способны поддерживать заданную температуру в помещении на протяжении длительного времени.
  2. Конвекторы способствуют постоянному перемещению разогретых воздушных масс по всему помещению, которые передают тепло окружающим предметам.
  3. Инфракрасные обогреватели излучают электромагнитные волны узкого спектра частоты, которые передают тепловую энергию окружающим предметам.

Настенный тепловентилятор.

Обратите внимание!
Для кратковременного и быстрого обогрева помещения также эффективно использование электрических тепловентиляторов, однако по причине экономической нецелесообразности, и несоответствия требованиям СанПиН, их не рекомендуется использовать в качестве основных отопительных приборов.

Масляные радиаторы

По принципу передачи тепла, масляные радиаторы больше всего похожи на привычные батареи парового отопления. Конструктивно, любая масляная электробатарея отопления представляет собой герметично закрытую емкость, внутри которой находится специальное масло, имеющее высокую температуру кипения, что делает эти приборы абсолютно безопасными с точки зрения разрушения от парового удара. В нижней части масляного радиатора установлен ТЭН (трубчатый электронагреватель), который в процессе работы постоянно погружен в масляную ванну.

После включения ТЭНа, разогретое масло постепенно распределяется по всему объему радиатора, равномерно передавая тепло к его наружной поверхности, а соответственно к окружающему воздуху. Контролирует работу системы электронный или механический термостат, который позволяет поддерживать заданную температуру на протяжении всего периода работы радиатора.

Электронный термостат масляного радиатора.

К положительным качествам подобных устройств можно отнести следующие технические характеристики:

  1. Высокий уровень безопасности, а также надежность и долговечность работы устройства на протяжении длительного периода эксплуатации.
  2. Отсутствие открытых нагревательных элементов не сушит воздух, не способствует сжиганию кислорода, а также сгоранию мелких частичек пыли, что обеспечивает нормальный микроклимат в помещении.
  3. Высокая теплоемкость масла позволяет длительное время сохранять тепло, и отдавать его в помещение при выключенном ТЭНе, тем самым снижая удельный расход потребляемой электроэнергии.
  4. Одновременное сочетание конвективного и излучающего типа передачи тепловой энергии, существенно повышает эффективность работы этого прибора, по сравнению с другими видами бытовых нагревателей.

На фото показан корпус масляного радиатора в разрезе.

Совет!
Масляные радиаторы с одинаковой интенсивностью излучают тепло во всех направлениях, поэтому для максимальной теплоотдачи, их не рекомендуется устанавливать за предметами мебели, а также в нишах, простенках, и прочих местах с ограниченным пространством.

Электрические конвекторы

Нагреватели конвективного типа представляют собой закрытую коробчатую конструкцию из листовой штампованной стали или алюминия, внутри которой установлен нагревательный элемент. В нижней части корпуса расположены щелевые отверстия для поступления холодного воздуха, а в верхней части – такие же отверстия для выхода разогретого воздуха.

После включения ТЭНа, воздух внутри закрытого корпуса нагревается, устремляется вверх, и выходит через верхние щелевые отверстия. Внутри корпуса создается небольшое разрежение, поэтому на смену разогретому воздуху, через нижние щелевые отверстия внутрь попадает охлажденный воздух, который при нагревании также устремляется вверх.

Таким образом, создается естественная циркуляция воздушных масс в помещении, которые сменяя друг друга, проходят через нагревательный элемент, и постепенно разогреваются до нужной температуры.

Внутреннее устройство конвектора.

Среди главных отличительных особенностей электрических конвекторов, можно выделить следующие потребительские качества.

  1. Большой выбор моделей, с различной потребляемой мощностью дает возможность подобрать подходящее устройство для любых размеров отапливаемого помещения.
  2. Быстрый нагрев помещения и высокий КПД позволяет использовать подобные устройства как в качестве основной, так и в качестве вспомогательной системы отопления.
  3. Отсутствие наружных сильно разогретых частей, небольшие габаритные размеры, и эстетичный внешний вид позволяют устанавливать подобные устройства без какой либо дополнительной защитно-декоративной отделки.
  4. Открытый нагревательный элемент в большей степени подвержен износу, чем закрытый, и со временем его эффективность работы снижается, поэтому инструкция по эксплуатации конвекторов требует его периодической замены.

Правильная установка настенного конвектора.

Совет!
Учитывая специфику работы этого прибора, наиболее оптимально его устанавливать под подоконником так, чтобы его нижний край находился на высоте от 50 до 150 мм от пола.
Таким образом, создается естественная тепловая завеса, которая позволяет отсекать охлажденный воздух, движущийся от окна.

Инфракрасные обогреватели

Этот вид бытовых электронагревателей принципиально отличается от того, что все привыкли называть электрическая батарея отопления, как по внешнему виду, так и по принципу передачи тепловой энергии. В процессе работы он не нагревает окружающий воздух, а его действие основано на излучении высокочастотных волн инфракрасного спектра, которые вызывают нагревание окружающих предметов.

В свою очередь, по принципу действия излучателя, все подобные устройства также делятся на несколько видов:

  1. Высокотемпературные излучатели представляют собой трубку из жаростойкого кварцевого стекла, с расположенной внутри электрической спиралью или галогенной лампой, которая разогревается до очень высокой температуры. Сзади трубки устанавливается дефлектор из полированного алюминия или нержавеющей стали, который отражает, и направляет весь поток излучения в сторону помещения.

Нагреватель с высокотемпературным инфракрасным излучателем.

  1. Низкотемпературные обогреватели изготавливаются в виде тонкой панели из стекла или керамических материалов, внутри которой расположены инфракрасные излучатели. Поверхность панели разогревается до температуры не более +80°, что позволяет ее монтировать на стены или потолок в помещении.
  2. Пленочные излучатели представляют собой тонкую гибкую плёнку из полимерных материалов, на которую нанесено специальное полупроводниковое покрытие. Благодаря компактным размерам, такое устройство может быть встроено в предметы мебели, или детали декоративной отделки интерьера.

Главной особенностью всех инфракрасных излучателей является то, что они могут нагревать только те предметы, которые находятся в зоне прямой видимости, поэтому чтобы обеспечить полноценный обогрев жилья, нужно грамотно разместить инфракрасные излучатели, с учетом расположения предметов мебели, и прочих «мертвых зон» в помещении.

Панельные инфракрасные нагреватели малой мощности.

Заключение

Напоследок следует отметить, что для правильного выбора бытовых электрических батарей, необходимо, прежде всего, рассчитать общий объем каждого отапливаемого помещения и, исходя из этого значения, подбирать оптимальную потребляемую мощность нагревательного прибора отдельно для каждой комнаты.

Дополнительную информацию по этому вопросу можно получить, посмотрев видео в конце этой статьи, или почитав похожие материалы на нашем сайте.

Электрические батареи отопления. В чем их преимущество.

Как поддержать в доме комфортную температуру с наступлением холодов, в то время когда еще центральная система отопления не работает.
Выход есть – это альтернативные источники отопления.

В этом случае специалисты советуют установить электрические батареи отопления, которые прекрасно подойдут для квартиры и для дачи. Использование электробатарей возможно как в качестве основного отопления, так и в качестве альтернативного источника тепла.
Что же такое электробатареи? И в чем их преимущество?
Электробатареи – это такие нагревательные приборы, которые отдают в атмосферу тепло благодаря лучистой энергии. При этом в помещении прогревается не воздух, а предметы, пол, стены, мебель, поэтому в доме создается нормальный микроклимат. Батареи работают только от электричества и бывают переносными и стационарными. Переносные батареи лучше всего подходят для дач, где нет центральной системы отопления.

Преимущества обогрева зданий электрическими радиаторами:

• электрические батареи отличает долгий срок работы, это достигается путем изготовления батарей из инертных металлов. К

примеру: антикоррозийная сталь, алюминий.… К тому же перепады давления в системе не оказывают на оборудование никакого воздействия;
• привлекательна и низкая цена самих обогревателей, а также в отличие от других источников тепла и сама их установка;
• электробатарея обеспечивает необходимый режим температуры в доме, независимо от стационарного отопления, что особо ценно в холодное время;
• в данных батареях теплоносителями являются масло или, что значительно реже, вода. Масло лишает обогревательные элементы коррозии, что в разы увеличивает срок их эксплуатации;
• электрические радиаторы безопасны в работе.
• современным электрическим нагревательным приборам совершенно не нужен постоянный контроль. Автоматика реагирует на изменение температуры и вносит корректировку в работу нагревателя, чтобы микроклимат в помещении поддерживался в оптимальном режиме.

Мифы об электробатареях.

Миф первый.
Среди наших потребителей бытует мнение, что данные приборы потребляют довольно много электроэнергии, которая стоит дорого.
Но при изготовлении современных электронагревателей используются энергосберегающие технологии. К тому же автоматика не позволит батарее работать больше положенного и это также позволит уменьшить плату при эксплуатации.
Миф второй.
Электронагреватели пересушивают воздух, а это отрицательно сказывается на человеческом организме. Но это возможно только в случае использования приборов с открытым нагревателем. А современные электробатареи закрытые и поэтому на влажность оказывают небольшое влияние. Данные нагреватели нагревают находящиеся предметы, в них тоже имеется влага, которая постепенно покидая стены и мебель, тем самым компенсирует в помещении её недостаток. Что позволяет в свою очередь мебели не гнить и покрываться плесенью. А на обогрев помещения тратится меньше энергии так, как при низком содержании в стенах влаги теплопроводность их уменьшается.
Данные электрические приборы имеют секционную конструкцию, что позволяет очень просто рассчитывать в том или ином индивидуальном случае их требуемую мощность. Расчеты производятся аналогично стационарным электронагревательным приборам.

Особенности энергосберегающих электрических батарей отопления

Электрические отопительные батареи свою нишу на рынке обогревательных приборов уже заняли. Среди определенной категории потребителей они очень даже популярны. Ведь часто топить коттеджи и частные дома приходится электричеством. И в этом плане им равных нет.

Но есть среди электрических отопительных радиаторов категория, к которой относятся энергосберегающие конвекторы. Чем же они отличаются от обычных отопительных приборов, и в чем заключается принцип энергосбережения? Для того чтобы это понять, необходимо провести сравнение двух групп: обычных электрических радиаторов отопления и энергосберегающих.

Сравнительный анализ

Сравнивать придется по двум позициям:

  • конструктивные особенности;
  • теплотехнические свойства.

Конструктивные особенности

В принципе по внешнему виду отличить их друг от друга сложно, если не знать размерные показатели двух приборов. Особое внимание необходимо уделить толщине агрегата. Если обычный конвектор от разных производителей имеет толщину от 70 до 100 мм, то энергосберегающий от 30 до 45 мм.

Но при этом мощность радиаторов практически друг от друга не отличается. Все дело в конструкции. Все электрические радиаторы отопления имеют металлический корпус с прорезями снизу и сверху, через которые курсирует воздух, ТЭН в качестве нагревательного элемента и ребра, увеличивающие плоскость нагрева. И чем больше ребер установлено, тем выше теплоотдача. Так вот в энергосберегающих батареях увеличено количество ребер.

Теплотехнические свойства

Понятно, что мощность самого конвектора зависит от мощности установленного ТЭНа. Здесь взаимосвязь прямо пропорциональная. Но это еще не все. Существуют определенные материалы, которые помогают увеличить теплопроводность и теплоотдачу элемента.

К примеру, корпус у энергосберегающих конвекторов выполнен из алюминия, у которого теплоотдача больше, чем у стали или чугуна. Трубка ТЭНа изготавливается из меди, у которой теплопроводность выше даже, чем у алюминия. То есть при небольшой мощности нагревательного элемента можно добиться повышения теплоотдачи. А это явная экономия.

Плюс ко всему ребра изготавливаются также из меди. Получается, что весь отопительный прибор – это единая конструкция, состоящая из материалов с высокой теплопроводностью. Заметим также, что, к примеру, алюминий обладает неплохой теплоемкостью – 0,92 кДж/кг К. Сравним ее теплоемкостью чугуна – 0,54 кДж/кг К.

То есть получается, что алюминий при снижении температуры остывает медленнее, чем чугун, а тем более в сравнении со сталью (0,5) или медью (0,4). А это большой плюс. Особенно когда выставляется режим экономии во время отсутствия людей в доме.

Обычные радиаторы электрического типа в комплектации поступают со стальным корпусом (чаще всего применяется нержавеющая сталь).

Дополнительные функции

Как и все электрические батареи отопления, энергосберегающие аналоги снабжаются блоком автоматики. Это несколько приборов, с помощью которых можно снизить потребление электроэнергии до 40%. Это первое.

Второе, правильно произведенная настройка температурного режима – это гарантия энергосбережения. Поэтому перед тем как приобретать сам электрический конвектор, необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками, плюс с предлагаемыми производителем опциями. Именно опции укажут, насколько эффективно работают батареи данного типа.

Расход потребляемого топлива

Когда дело касается экономии электроэнергии, потребителей в первую очередь волнует вопрос, в чем же состоит энергосбережение данного вида радиаторов отопления? Опять-таки придется сделать сравнение. Для этого сравним две марки устройств:

  • известная на российском рынке марка Коузи;
  • и не менее популярная Зилон (Zilon).

Первая модель – это энергосберегающая батарея, вторая – обычная.

Итак, в основе подбора мощности любого отопительного агрегата лежит сопоставление двух показателей: обогреваемой площади и тепловой отдачи. Так вот оптимальное соотношение – это 100 Вт тепла на один квадратный метр площади при условии, что высота потолков в доме будет 2,7-2,8 м.

Обычная модель

Изделия марки Зилон – это электрические отопительные приборы мощностью 2 кВт, с помощью которых можно обогреть помещения площадью 25 м². То есть, чтобы обогреть дом общей площадью 100 м² потребуется четыре конвектора с общим потреблением мощности 8 кВт.

Экономное устройство

Чтобы обогреть точно такой же дом, необходимо 13 энергосберегающих радиаторов марки Коузи мощностью по 0,25 кВт. В общей сложности потребляемая мощность составит всего 3,25 кВт. Это в два с половиной раза меньше. Но и это еще не все.

При включении электрических батарей Коузи приборы работают в режиме запуска, пока внутри дома не наберется нормальная комнатная температура, заданная вами на блоке автоматике. В это время потребляется номинальная мощность 3,25 кВт. После чего приборы входят в штатный режим с пониженным потреблением электроэнергии. Снижение доводится до 1,5 кВт. Вот вам еще экономия в 2,5 раза.

Энергосберегающий радиатор Коузи

Итак, выше уже было упомянуто, что это одна из самых популярных марок. Производитель сегодня предлагает две позиции:

  • Коузи-М1 с размерами: ширина — 700 мм, высота — 580 мм, толщина — 30 мм;
  • Коузи-М2 с шириной 750 мм, высотой 500 мм, толщиной 30 мм.

Корпус прибора нагревается до +70 °C, при этом выделяется 4 кВт тепловой энергии. Сравните потребление электроэнергии – 0,25 кВт и количество выделенной тепловой – 4 кВт. Разница существенная, вот почему такие радиаторы называются энергосберегающими.

Коэффициент полезного действия почти 100%. Эксплуатируются электрические батареи отопления данного типа без надзора. Здесь главное, правильно провести настройку температурного режима.

Кстати, невысокая температура поверхности корпуса дает возможность использовать приборы в дошкольных учреждениях.

Такие конвекторы могут соединяться в одну отопительную систему через единый контролирующий блок. Есть возможность провести каскадное подключение с использованием части конвекторов, если такая необходимость возникает. К примеру, включаются радиаторы через один, при этом происходит двойная экономия.

Достоинства энергосберегающих моделей

К преимуществам конвектора отопления данного типа можно отнести небольшие габаритные размеры и малый вес – до 10 кг. Простоту установки и удобство в эксплуатации. Температура выставляется при помощи механического терморегулятора, который соединен с электронными термостатами. Выведенный на стену температурный датчик позволяет точно контролировать температурный режим внутри помещений, который будет регулироваться электронным блоком.

В настоящее время производитель предлагает опцию, которую вам установят по желанию. Это устройство GSM, позволяющее контролировать прибор по сотовому телефону. Большое разнообразие цветового оформления, плюс великолепный дизайн.

Аккумуляторы для гибридных автомобилей и электромобилей

В большинстве подключаемых к электросети гибридов и полностью электрических транспортных средств используются подобные литий-ионные батареи.

Системы накопления энергии, обычно аккумуляторы, необходимы для гибридных электромобилей (HEV), гибридных электромобилей (PHEV) и полностью электрических транспортных средств (EV).

Типы систем хранения энергии

Следующие системы накопления энергии используются в автомобилях HEV, PHEV и электромобилях.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи в настоящее время используются в большинстве портативных бытовых электронных устройств, таких как сотовые телефоны и ноутбуки, из-за их высокой энергии на единицу массы по сравнению с другими системами хранения электроэнергии.Они также обладают высоким удельным весом, высокой энергоэффективностью, хорошими высокотемпературными характеристиками и низким саморазрядом. Большинство компонентов литий-ионных аккумуляторов можно переработать, но стоимость рекуперации материалов остается проблемой для отрасли. Министерство энергетики США также поддерживает Премию за переработку литий-ионных аккумуляторов, чтобы найти решения для сбора, сортировки, хранения и транспортировки использованных и выброшенных литий-ионных аккумуляторов для последующей переработки и восстановления материалов.В большинстве современных PHEV и электромобилей используются литий-ионные батареи, хотя точный химический состав часто отличается от химического состава батарей для бытовой электроники. Продолжаются исследования и разработки, направленные на снижение их относительно высокой стоимости, продление их срока службы и решение проблем безопасности в отношении перегрева.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, предлагают разумную удельную энергию и удельные мощности.Никель-металлогидридные батареи имеют гораздо более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные, и безопасны и устойчивы к неправильному обращению. Эти батареи широко используются в HEV. Основными проблемами никель-металлгидридных батарей являются их высокая стоимость, высокий саморазряд и тепловыделение при высоких температурах, а также необходимость контролировать потери водорода.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы

могут быть разработаны с учетом высокой мощности, а также недорогими, безопасными и надежными. Однако низкая удельная энергия, плохие характеристики при низких температурах, а также короткий календарный и циклический срок службы препятствуют их использованию.В настоящее время разрабатываются современные высокомощные свинцово-кислотные батареи, но эти батареи используются только в коммерчески доступных транспортных средствах с электрическим приводом для вспомогательных нагрузок.

Суперконденсаторы

Ультраконденсаторы хранят энергию в поляризованной жидкости между электродом и электролитом. Емкость накопления энергии увеличивается с увеличением площади поверхности жидкости. Ультраконденсаторы могут обеспечить транспортным средствам дополнительную мощность во время разгона и подъема на холм, а также помочь восстановить энергию торможения.Они также могут быть полезны в качестве вторичных накопителей энергии в транспортных средствах с электрическим приводом, поскольку помогают электрохимическим аккумуляторам выравнивать мощность нагрузки.

Утилизация аккумуляторов

Транспортные средства с электрическим приводом являются относительно новыми для автомобильного рынка США, поэтому лишь небольшое количество из них подошло к концу своего срока службы. В результате доступно небольшое количество бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей, что ограничивает масштабы инфраструктуры по переработке аккумуляторов. Поскольку электромобили становятся все более распространенными, рынок утилизации аккумуляторов может расшириться.

Широко распространенная переработка аккумуляторов предотвратит попадание опасных материалов в поток отходов как в конце срока службы аккумулятора, так и во время его производства. В настоящее время ведется работа по разработке процессов утилизации аккумуляторов, которые минимизируют воздействие на жизненный цикл литий-ионных и других типов аккумуляторов в транспортных средствах. Но не все процессы переработки одинаковы:

  • Плавка : В процессе плавки восстанавливаются основные элементы или соли. Эти процессы в настоящее время используются в больших масштабах и могут работать с различными типами батарей, включая литий-ионные и никель-металлгидридные.Плавка происходит при высоких температурах, и органические материалы, включая электролит и угольные аноды, сжигаются в качестве топлива или восстановителя. Ценные металлы извлекаются и отправляются на аффинаж, чтобы продукт был пригоден для любого использования. Остальные материалы, в том числе литий, содержатся в шлаке, который теперь используется в качестве добавки в бетон.
  • Прямое восстановление : С другой стороны, некоторые процессы переработки напрямую восстанавливают материалы, пригодные для аккумуляторов. Компоненты разделяются различными физическими и химическими процессами, и все активные материалы и металлы могут быть восстановлены.Прямое восстановление — это низкотемпературный процесс с минимальными энергозатратами.
  • Промежуточные процессы : Третий тип процесса находится между двумя крайностями. В таких процессах можно использовать несколько типов батарей, в отличие от прямого восстановления, но извлекать материалы дальше по производственной цепочке, чем при плавке.

Разделение различных материалов аккумуляторных батарей часто является камнем преткновения при извлечении ценных материалов. Таким образом, конструкция аккумуляторной батареи, учитывающая разборку и переработку, важна для успеха электромобилей с точки зрения устойчивости.Стандартизация батарей, материалов и конструкции элементов также упростит переработку и сделает ее более рентабельной.

См. Отчет: «Технико-экономическая целесообразность использования отработанных аккумуляторов электромобилей в стационарных установках».

Дополнительная информация

Узнайте больше о исследованиях и разработках аккумуляторов на страницах Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, посвященных хранению энергии, и на странице Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.

как мир будет производить достаточно?

Эра электромобилей приближается.Ранее в этом году американский автомобильный гигант General Motors объявил, что он намерен прекратить продажу бензиновых и дизельных моделей к 2035 году. Audi, базирующаяся в Германии, планирует прекратить производство таких автомобилей к 2033 году. Многие другие автомобильные транснациональные корпорации выпустили аналогичные дорожные карты. . Внезапно попытки крупных автопроизводителей электрифицировать свои автопарки превратились в спешку к выходу.

Электрификация личной мобильности набирает обороты, о чем несколько лет назад не могли и мечтать даже самые ярые ее сторонники.Во многих странах постановление правительства ускорит изменения. Но даже без новой политики или правил половина мировых продаж легковых автомобилей в 2035 году будет приходиться на электроэнергию, по данным консалтинговой компании BloombergNEF (BNEF) в Лондоне.

Это масштабное промышленное преобразование знаменует собой «переход от топливоемкой к материалоемкой энергетической системе», как заявило Международное энергетическое агентство (МЭА) в мае. 1 . В ближайшие десятилетия сотни миллионов транспортных средств выйдут на дороги с массивными батареями внутри (см. «Переход на электричество»).И каждая из этих батарей будет содержать десятки килограммов материалов, которые еще предстоит добыть.

Источник: исх. 2

Предвидя мир, в котором будут преобладать электромобили, материаловеды работают над двумя большими проблемами. Один из них — как сократить количество металлов в батареях, которые являются дефицитными, дорогими или проблематичными, поскольку их добыча сопряжена с серьезными экологическими и социальными издержками. Другой — улучшить переработку аккумуляторов, чтобы ценные металлы в отработанных автомобильных аккумуляторах можно было эффективно повторно использовать.«Вторичная переработка будет играть ключевую роль в этом процессе», — говорит Кваси Ампофо, горный инженер, ведущий аналитик BNEF по металлургии и добыче полезных ископаемых.

Производители аккумуляторов и автомобилей уже тратят миллиарды долларов на снижение затрат на производство и переработку аккумуляторов электромобилей (EV) — отчасти благодаря государственным стимулам и ожиданию предстоящих нормативных актов. Национальные спонсоры исследований также основали центры по изучению более эффективных способов производства и переработки батарей. Поскольку добыча металлов в большинстве случаев все еще обходится дешевле, чем их переработка, ключевая цель состоит в разработке процессов извлечения ценных металлов с достаточно низкой стоимостью, чтобы конкурировать с только что добытыми металлами.«Больше всего говорят о деньгах», — говорит Джеффри Спангенбергер, инженер-химик из Аргоннской национальной лаборатории в Лемонте, штат Иллинойс, который руководит финансируемой США инициативой по переработке литий-ионных аккумуляторов под названием ReCell.

Литиевое будущее

Первой задачей исследователей является сокращение количества металлов, которые необходимо добывать для аккумуляторов электромобилей. Количество различается в зависимости от типа аккумулятора и модели автомобиля, но один автомобильный литий-ионный аккумулятор (типа, известного как NMC532) может содержать около 8 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца и 14 кг кобальт, согласно данным Аргоннской национальной лаборатории.

Аналитики не ожидают в ближайшее время отказа от литий-ионных батарей: их стоимость упала настолько резко, что они, вероятно, станут доминирующей технологией в обозримом будущем. Сейчас они в 30 раз дешевле, чем тогда, когда они впервые вышли на рынок в качестве небольших портативных батарей в начале 1990-х годов, даже несмотря на то, что их характеристики улучшились. BNEF прогнозирует, что стоимость литий-ионных аккумуляторных батарей для электромобилей к 2023 году упадет ниже 100 долларов США за киловатт-час, что примерно на 20% ниже, чем сегодня (см. «Резкое снижение стоимости аккумуляторов»).В результате электромобили, которые по-прежнему дороже обычных, должны достичь паритета цен к середине 2020-х годов. (По некоторым оценкам, электромобили уже дешевле, чем автомобили с бензиновым двигателем в течение всего срока их службы, благодаря меньшей стоимости питания и обслуживания.)

Для производства электричества литий-ионные батареи перемещают ионы лития из одного слоя, называемого анодом, в другой, катод. Они разделены еще одним слоем — электролитом. Катоды — это главный ограничивающий фактор в характеристиках аккумуляторов, и именно в них находятся самые ценные металлы.

Катод типичного литий-ионного аккумуляторного элемента представляет собой тонкий слой слизи, содержащей микрокристаллы, которые часто похожи по структуре на минералы, встречающиеся в естественной коре или мантии Земли, такие как оливины или шпинели. Кристаллы соединяют отрицательно заряженный кислород с положительно заряженным литием и различными другими металлами — в большинстве электромобилей это смесь никеля, марганца и кобальта. Перезарядка батареи вырывает ионы лития из этих кристаллов оксида и притягивает ионы к аноду на основе графита, где они хранятся, зажатые между слоями атомов углерода (см. «Электрическое сердце»).

Источник: адаптировано из G. Harper et al. Natur e 575 , 75–86 (2019) и G. Offer et al. Природа 582 , 485–487 (2020).

Литий сам по себе не в дефиците. В июньском отчете BNEF 2 было подсчитано, что текущие запасы этого металла — 21 миллион тонн, по данным Геологической службы США — достаточны для перехода на электромобили до середины века. И запасы — это податливая концепция, потому что они представляют собой количество ресурса, который может быть экономически выгодно извлечен при текущих ценах и с учетом текущих технологий и нормативных требований.Для большинства материалов, если спрос возрастет, в конечном итоге тоже появятся запасы.

По словам Ампофо, по мере того, как автомобили электрифицируются, проблема заключается в увеличении производства лития для удовлетворения спроса. «В период с 2020 по 2030 год он вырастет примерно в семь раз».

Это может привести к временному дефициту и резким колебаниям цен, говорит он. Но икота на рынке не изменит картину в долгосрочной перспективе. «По мере наращивания производственных мощностей этот дефицит, вероятно, исчезнет сам», — говорит Хареш Камат, специалист по хранению энергии в Исследовательском институте электроэнергетики в Пало-Альто, Калифорния.

Солевые месторождения на заводе по производству лития на солончаках Уюни в Потоси, Боливия Фото: Карлос Бесерра / Bloomberg / Getty

Увеличение добычи лития несет в себе собственные проблемы для окружающей среды: существующие формы добычи требуют большого количества энергии (для лития, извлекаемого из породы) или воды (для извлечения из рассолов). Но более современные методы извлечения лития из геотермальной воды с использованием геотермальной энергии для управления процессом считаются более безопасными.И, несмотря на этот ущерб окружающей среде, добыча лития поможет заменить разрушительную добычу ископаемого топлива.

Исследователей больше беспокоит кобальт, который является наиболее ценным ингредиентом современных аккумуляторов электромобилей. Две трети мировых запасов добываются в Демократической Республике Конго. Активисты-правозащитники выразили обеспокоенность по поводу условий там, в частности по поводу детского труда и вреда для здоровья рабочих; как и другие тяжелые металлы, кобальт токсичен при неправильном обращении.Можно использовать альтернативные источники, такие как богатые металлами «конкреции», обнаруженные на морском дне, но они представляют свою собственную опасность для окружающей среды. Никель, еще один важный компонент аккумуляторов электромобилей, также может столкнуться с нехваткой 3 .

Управление металлами

Чтобы решить проблемы с сырьем, ряд лабораторий экспериментировали с катодами с низким содержанием кобальта или без кобальта. Но материалы катода должны быть тщательно спроектированы так, чтобы их кристаллические структуры не разрушались, даже если более половины ионов лития удаляется во время зарядки.А полный отказ от кобальта часто снижает удельную энергию батареи, говорит ученый-материаловед Арумугам Мантирам из Техасского университета в Остине, потому что он изменяет кристаллическую структуру катода и то, насколько прочно он может связывать литий.

Мантирам принадлежит к числу исследователей, решивших эту проблему — по крайней мере, в лаборатории — путем демонстрации того, что кобальт можно удалить с катодов без ущерба для рабочих характеристик. 4 . «Материал, не содержащий кобальта, о котором мы сообщаем, имеет ту же кристаллическую структуру, что и оксид лития-кобальта, и, следовательно, такую ​​же плотность энергии» или даже лучше, — говорит Мантирам.Его команда добилась этого, отрегулировав способ производства катодов и добавив небольшие количества других металлов, сохранив при этом кристаллическую структуру оксида кобальта катода. Мантирам говорит, что внедрение этого процесса на существующих заводах должно быть несложным, и основал новую фирму под названием TexPower, чтобы попытаться вывести ее на рынок в течение следующих двух лет. Другие лаборатории по всему миру работают над безкобальтовыми батареями: в частности, новаторский производитель электромобилей Tesla, базирующийся в Пало-Альто, Калифорния, заявил, что планирует исключить металл из своих аккумуляторов в ближайшие несколько лет.

Сунь Ян-Кук из Университета Ханян в Сеуле, Южная Корея, — еще один ученый-материаловед, добившийся аналогичных показателей в работе с бескобальтовыми катодами. Sun говорит, что при создании новых катодов могут остаться некоторые технические проблемы, потому что процесс основан на переработке богатых никелем руд, для чего может потребоваться дорогая атмосфера чистого кислорода. Но многие исследователи теперь считают проблему кобальта практически решенной. Мантирам и Сан «показали, что можно делать действительно хорошие материалы без кобальта, и [они] работают очень хорошо», — говорит Джефф Дан, химик из Университета Далхаузи в Галифаксе, Канада.

Рабочие добывают кобальт возле шахты между Лубумбаши и Колвези в Демократической Республике Конго Фото: Федерико Скоппа / AFP / Getty

Никель, хотя и не такой дорогой, как кобальт, тоже не дешев. Исследователи тоже хотят его удалить. «Мы решили проблему нехватки кобальта, но из-за того, что мы так быстро масштабируемся, мы идем прямо к проблеме никеля», — говорит Гербранд Седер, ученый-материаловед из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Беркли, Калифорния.Но удаление как кобальта, так и никеля потребует перехода на совершенно другие кристаллические структуры катодных материалов.

Один из подходов — использовать материалы, называемые неупорядоченными каменными солями. Они получили свое название из-за своей кубической кристаллической структуры, которая похожа на структуру хлорида натрия, где кислород играет роль хлора, а смесь тяжелых металлов заменяет натрий. За последнее десятилетие команда Седера и другие группы показали, что определенные богатые литием каменные соли позволяют литию легко входить и выходить, что является важным свойством для повторной зарядки. 5 .Но, в отличие от обычных катодных материалов, неупорядоченные каменные соли не требуют, чтобы кобальт или никель оставались стабильными во время этого процесса. В частности, они могут быть сделаны из марганца, который дешев и в большом количестве, говорит Седер.

Утилизация лучше

Если батареи будут производиться без кобальта, исследователи столкнутся с непредвиденными последствиями. Металл является основным фактором, который делает переработку аккумуляторов экономичной, поскольку добыча других материалов, особенно лития, в настоящее время обходится дешевле, чем переработка.

На типичном заводе по переработке аккумуляторы сначала измельчаются, в результате чего элементы превращаются в порошкообразную смесь всех используемых материалов. Затем эта смесь распадается на элементарные составляющие либо путем сжижения в плавильном заводе (пирометаллургия), либо путем растворения в кислоте (гидрометаллургия). Наконец, металлы осаждаются из раствора в виде солей.

Механический измельчитель батарейных модулей, показанный на этом фото, на заводе по переработке отходов в Дузенфельде в Германии Фото: Вольфрам Шролл / Duesenfeld

Исследования были сосредоточены на улучшении процесса, чтобы сделать переработанный литий экономически привлекательным.Подавляющее большинство литий-ионных аккумуляторов производится в Китае, Японии и Южной Корее; соответственно, возможности рециркуляции там растут быстрее всего. Например, расположенная в Фошане компания Guangdong Brunp — дочерняя компания CATL, крупнейшего в Китае производителя литий-ионных элементов — может перерабатывать 120 000 тонн батарей в год, по словам представителя компании. Это эквивалент того, что будет использоваться в более чем 200 000 автомобилей, и компания способна восстановить большую часть лития, кобальта и никеля. Политика правительства способствует этому: в Китае уже есть финансовые и нормативные стимулы для компаний, производящих аккумуляторные батареи, которые получают материалы у компаний по переработке, а не импортируют только что добытые, — говорит Ханс Эрик Мелин, управляющий директор консалтинговой компании Circular Energy Storage в Лондоне.

Европейская комиссия предложила строгие требования по переработке аккумуляторов, которые могут быть введены поэтапно с 2023 года — хотя перспективы этого блока по развитию отечественной индустрии переработки являются неопределенными. 6 . Администрация президента США Джо Байдена, тем временем, хочет потратить миллиарды долларов на развитие отечественной индустрии производства аккумуляторов для электромобилей и поддержку утилизации, но еще не предложила правила, выходящие за рамки существующего законодательства, классифицирующие аккумуляторы как опасные отходы, которые необходимо безопасно утилизировать. .Некоторые начинающие компании в Северной Америке заявляют, что они уже могут извлекать большую часть металлов из аккумуляторных батарей, включая литий, по затратам, которые конкурентоспособны с затратами на их добычу, хотя аналитики говорят, что на данном этапе общая экономическая выгода только потому, что кобальт.

Измельченный аккумуляторный порошок, или «черная масса», очищается от пластин на предприятии по переработке аккумуляторов Li-Cycle в Кингстоне, Онтарио, Канада. Фото: Christinne Muschi / Bloomberg / Getty

Более радикальный подход состоит в том, чтобы повторно использовать катодные кристаллы, а не разрушать их структуру, как это делают гидро- и пирометаллургия.ReCell, совместное предприятие стоимостью 15 миллионов долларов США, которым управляет Спангенбергер, включает три национальных лаборатории, три университета и множество игроков отрасли. Он разрабатывает методы, которые позволят переработчикам извлекать катодные кристаллы и перепродавать их. Одним из важных шагов после того, как батареи были измельчены, является отделение катодных материалов от остальных с помощью тепла, химикатов или других методов. «Причина, по которой мы с таким энтузиазмом относимся к сохранению кристаллической структуры, заключается в том, что для ее создания потребовалось много энергии и ноу-хау.В этом заключается большая ценность », — говорит Линда Гейнс, физико-химик из Аргонна и главный аналитик ReCell.

Эти методы обработки работают с различными кристаллическими структурами и составами, говорит Гейнс. Но если центр переработки получает поток отходов, который включает в себя многие типы батарей, различные типы катодного материала в конечном итоге попадут в котел для переработки. Это может усложнить попытки выделить различные типы катодных кристаллов. Хотя процессы, разработанные ReCell, позволяют легко отделить никель, марганец и кобальт от других типов ячеек, например, тех, которые используют фосфат лития-железа, им будет трудно разделить два типа, которые оба содержат кобальт и никель, но в разных пропорции.По этой и другим причинам, для аккумуляторов будет крайне важно иметь какой-то стандартизированный штрих-код, который сообщает переработчикам, что находится внутри, говорит Спангенбергер.

Рабочий автомобильной фирмы Renault готовится разобрать аккумулятор. Компания заявляет, что перерабатывает все свои аккумуляторы для электромобилей — на данный момент всего пару сотен в год Фото: Оливье Геррен, Photothèque Veolia

Еще одно потенциальное препятствие заключается в том, что химический состав катодов постоянно развивается.Катоды, которые производители будут использовать через 10–15 лет — в конце жизненного цикла современных автомобилей — вполне могут отличаться от нынешних. Самый эффективный способ получить материалы — это для производителя собрать свои собственные батареи в конце жизненного цикла. И батареи должны разрабатываться с нуля так, чтобы их было легче разбирать, добавляет Гейнс.

Специалист по материалам Эндрю Эбботт из Университета Лестера, Великобритания, утверждает, что переработка будет намного более прибыльной, если она пропускает стадию измельчения и напрямую разбирает клетки.Он и его сотрудники разработали метод разделения катодных материалов с помощью ультразвука 7 . Это лучше всего работает в аккумуляторных элементах, которые упакованы плоско, а не свернуты (как обычные «цилиндрические» элементы), и, добавляет Эбботт, может сделать переработанные материалы намного дешевле, чем первичные добытые металлы. Он участвует в правительственной программе Великобритании по исследованию устойчивости батарей под названием ReLiB стоимостью 14 миллионов фунтов стерлингов (19 миллионов долларов США).

Увеличьте объем

Какие бы процессы переработки не стали стандартными, поможет масштабирование.По словам Мелина, хотя в сообщениях СМИ надвигающийся поток отработанных батарей склонен описывать как надвигающийся кризис, аналитики видят в этом большие возможности. Как только у миллионов больших батарей закончится срок службы, появится эффект масштаба, который сделает переработку более эффективной, а экономическое обоснование этого — более привлекательной.

Трубопровод для производства электромобилей на заводе Nio в Хэфэе, Китай Фото: Цилай Шен / Bloomberg / Getty

Аналитики говорят, что пример свинцово-кислотных аккумуляторов — тех, которые запускают бензиновые автомобили — дает повод для оптимизма.Поскольку свинец токсичен, эти батареи классифицируются как опасные отходы и подлежат безопасной утилизации. Но вместо этого была создана эффективная промышленность, в которой их перерабатывают, даже несмотря на то, что свинец дешев. «Более 98% свинцово-кислотных аккумуляторов восстанавливаются и перерабатываются», — говорит Камат. «Ценность свинцово-кислотного аккумулятора даже ниже, чем у литий-ионного аккумулятора. Но из-за объема в любом случае есть смысл утилизировать », — говорит Мелин.

Может пройти некоторое время, прежде чем рынок литий-ионных аккумуляторов достигнет своего полного размера, отчасти потому, что эти аккумуляторы стали исключительно долговечными: нынешние автомобильные аккумуляторы могут прослужить до 20 лет, говорит Камат.В типичном электромобиле, продаваемом сегодня, аккумуляторная батарея переживет автомобиль, в который он был встроен, говорит Мелин.

Это означает, что когда старые электромобили отправляются на металлолом, аккумуляторы часто не выбрасывают и не перерабатывают. Вместо этого их вынимают и повторно используют для менее требовательных приложений, таких как стационарные накопители энергии или приводы лодок. После десяти лет использования автомобильный аккумулятор, такой как Nissan Leaf, который первоначально имел 50 киловатт-часов, потеряет максимум 20% своей емкости.

Другой майский отчет МЭА, организации, известной своими исторически осторожными прогнозами, включал дорожную карту 8 по достижению глобальных нулевых выбросов к середине века, которая включает переход на электрический транспорт в качестве краеугольного камня. Уверенность в том, что это достижимо, отражает растущий консенсус среди политиков, исследователей и производителей в отношении того, что проблемы электрификации автомобилей теперь полностью решаемы — и что если мы хотим иметь хоть какую-то надежду удержать изменение климата на управляемом уровне, нельзя терять время. .

Но некоторые исследователи жалуются, что электромобили, кажется, соответствуют невыполнимым стандартам с точки зрения воздействия их батарей на окружающую среду. «Было бы неудачно и контрпродуктивно отказываться от хорошего решения, настаивая на идеальном решении», — говорит Камат. «Это, конечно, не означает, что мы не должны активно работать над вопросом утилизации батарей».

миллионов аккумуляторов электромобилей выйдут из эксплуатации в следующем десятилетии. Что происходит с ними? | Окружающая среда

В богатых странах ожидается цунами электромобилей, поскольку автомобильные компании и правительства обещают увеличить их количество — по прогнозам, к 2030 году будет 145 метров дорог.Но хотя электромобили могут сыграть важную роль в сокращении выбросов, они также содержат потенциальную экологическую бомбу замедленного действия: их батареи.

По одной из оценок, до 2030 года ожидается вывод из эксплуатации более 12 миллионов тонн литий-ионных батарей.

Не только эти батареи требуют большого количества сырья, в том числе лития, никеля и кобальта, добыча которого имеет климатические условия. , воздействие на окружающую среду и права человека — они также угрожают оставить гору электронных отходов, когда достигнут конца своей жизни.

По мере того, как автомобильная промышленность начинает трансформироваться, по мнению экспертов, настало время спланировать, что произойдет с батареями по окончании их срока службы, чтобы уменьшить зависимость от добычи полезных ископаемых и сохранить материалы в обращении.

Вторая жизнь

Сотни миллионов долларов текут в стартапы и исследовательские центры по переработке отходов, чтобы выяснить, как разобрать разряженные батареи и извлечь ценные металлы в больших масштабах.

Но если мы хотим добиться большего с имеющимися у нас материалами, вторичная переработка не должна быть первым решением, — сказал Джеймс Пеннингтон, возглавляющий программу экономики замкнутого цикла Всемирного экономического форума.«Лучшее, что можно сделать вначале, — это продлить срок эксплуатации оборудования», — сказал он.

«В конце первого использования в электромобилях остается много емкости [батареи]», — сказала Джессика Рихтер, изучающая экологическую политику в Университете Лунда. Эти батареи могут больше не работать на транспортных средствах, но они могут иметь вторую жизнь, накапливая избыточную энергию, генерируемую солнечными или ветряными электростанциями.

Несколько компаний проводят испытания. Энергетическая компания Enel Group использует 90 аккумуляторов, снятых с производства автомобилей Nissan Leaf, в хранилище энергии в Мелилье, Испания, которое изолировано от национальной сети Испании.В Великобритании энергетическая компания Powervault в партнерстве с Renault оснастила бытовые системы накопления энергии устаревшими батареями.

Сотрудник устанавливает литий-ионный аккумулятор в систему тестирования в офисе Powervault в Лондоне. Фотография: Саймон Доусон / Bloomberg через Getty Images

Установление потока литий-ионных батарей от первой жизни в электромобилях до второй жизни в стационарных накопителях энергии даст еще один бонус: вытеснение токсичных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Только около 60% свинцово-кислотных аккумуляторов используются в автомобилях, сказал Ричард Фуллер, возглавляющий некоммерческую организацию Pure Earth, еще 20% используются для хранения избыточной солнечной энергии, особенно в африканских странах.

Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно служат всего около двух лет в более теплом климате, сказал Фуллер, поскольку из-за тепла они быстрее разлагаются, а это означает, что их нужно часто перерабатывать. Однако в Африке есть несколько предприятий, которые могут безопасно это сделать.

Вместо этого эти батареи часто треснуты и плавятся на заднем дворе. Процесс подвергает переработчиков и их окружение воздействию свинца, мощного нейротоксина, безопасный уровень которого неизвестен и который может повредить развитию мозга у детей.

Литий-ионные батареи могут стать менее токсичной и долговечной альтернативой для хранения энергии, сказал Фуллер.

Гонка за переработку

«Когда батарея действительно исчерпала свой ресурс, пора утилизировать ее», — сказал Пеннингтон.

Утилизация литий-ионных аккумуляторов имеет большой импульс. В своем отчете о воздействии, опубликованном в августе, Tesla объявила, что начала строительство мощностей по переработке отработанных батарей на своей фабрике Gigafactory в Неваде.

Nearby Redwood Materials, основанная бывшим техническим директором Tesla Дж. Б. Штраубелем, которая работает в Карсон-Сити, штат Невада, в июле привлекла более 700 млн долларов и планирует расширить свою деятельность. Завод принимает разряженные батареи, извлекает ценные материалы, такие как медь и кобальт, а затем отправляет очищенные металлы обратно в цепочку поставок аккумуляторов.

Тем не менее, поскольку вторичная переработка становится все более распространенной, серьезные технические проблемы остаются.

Одна из них — это сложные конструкции, которые должны пройти переработчики, чтобы добраться до ценных компонентов.Литий-ионные батареи редко разрабатываются с учетом возможности вторичной переработки, сказал Карлтон Камминс, соучредитель Aceleron, британского стартапа по производству аккумуляторов. «Вот почему перерабатывающая компания борется. Они хотят выполнять свою работу, но они знакомятся с продуктом только тогда, когда он достигает их двери ».

Cummins и соучредитель Амрит Чандан устранили один недостаток конструкции: способ соединения компонентов. По словам Камминс, большинство компонентов свариваются друг с другом, что хорошо для электрического соединения, но плохо для вторичной переработки.

Батареи Aceleron соединяют компоненты с помощью зажимов, которые сжимают металлические контакты вместе. Эти соединения можно разжать и снять крепеж, что позволяет полностью разобрать или удалить и заменить отдельные неисправные компоненты.

Более простая разборка также может помочь снизить угрозу безопасности. Неправильное обращение с литий-ионными батареями может привести к пожару и взрыву. «Если мы разобьем его на части, я гарантирую, что это никому не повредит», — сказал Камминс.

Изменение системы

Успех не гарантируется, даже если технические проблемы будут решены. История показывает, насколько сложно может быть создание хорошо функционирующих предприятий по переработке вторсырья.

Свинцово-кислотные аккумуляторы, например, подвергаются частой переработке, отчасти из-за требований законодательства — до 99% свинца в автомобильных аккумуляторах перерабатывается. Но когда они попадают на ненадлежащие предприятия по переработке, у них есть токсичная цена. Отработанные батареи часто попадают в переработчики на заднем дворе , потому что они могут заплатить за них больше, чем официальные переработчики, которым приходится покрывать более высокие эксплуатационные расходы.

Литий-ионные аккумуляторы могут быть менее токсичными, но их все равно придется сдавать на предприятиях, где их можно безопасно переработать. «Продукция имеет тенденцию течь по пути наименьшего сопротивления, поэтому вы должны сделать путь, который проходит по формальным каналам, менее устойчивым», — сказал Пеннингтон.

Законодательство может помочь. В то время как США еще не внедрили федеральную политику, предписывающую утилизацию литий-ионных аккумуляторов, ЕС и Китай уже требуют, чтобы производители аккумуляторов платили за установку систем сбора и переработки.Эти средства могут помочь субсидировать официальных переработчиков, чтобы повысить их конкурентоспособность, сказал Пеннингтон.

В декабре прошлого года ЕС также предложил радикальные изменения в правилах использования батарей, большая часть которых касается литий-ионных батарей. К ним относятся целевые уровни 70% для сбора аккумуляторов, 95% восстановления для кобальта, меди, свинца и никеля и 70% для лития, а также обязательные минимальные уровни переработанного содержимого в новых аккумуляторах к 2030 году — чтобы обеспечить наличие рынков для переработчиков. и защитите их от неустойчивых цен на сырьевые товары или изменения химического состава батарей.

«Они еще не в окончательной форме, но существующие предложения амбициозны», — сказал Рихтер.

Данные также могут помочь. ЕС и Global Battery Alliance (GBA), государственно-частное сотрудничество, работают над версиями цифрового «паспорта» — электронной записи для батареи, которая будет содержать информацию обо всем ее жизненном цикле.

«Мы думаем о QR-коде или устройстве обнаружения [радиочастотной идентификации]», — говорит Торстен Фройнд, возглавляющий инициативу GBA по паспорту батарей.Он может сообщать о состоянии и оставшейся емкости аккумулятора, помогая производителям транспортных средств направлять его для повторного использования или на предприятия по переработке. Данные о материалах могут помочь переработчикам сориентироваться в бесчисленных химических составах литий-ионных батарей. А когда переработка станет более распространенной, в паспорте также будет указано количество переработанного содержимого в новых батареях.

По мере того, как автомобильная промышленность начинает трансформироваться, настало время заняться этими проблемами, сказала Майя Бен Дрор, ведущий специалист по городской мобильности на Всемирном экономическом форуме.Деньги, вливаемые в сектор, предлагают «возможность гарантировать, что эти инвестиции будут вкладываться в устойчивые новые экосистемы, а не только в новый тип автомобилей», — сказала она.

Также стоит отметить, что экологичный транспорт выходит за рамки электромобилей, — сказал Рихтер. По ее словам, нельзя упускать из виду пешие прогулки, езду на велосипеде или общественный транспорт. «Важно помнить, что мы можем иметь устойчивый продукт в неустойчивой системе».

Объяснитель: Как твердотельные батареи улучшат электромобили?

Мужчина проходит мимо логотипа Toyota на Токийском автосалоне в Токио, Япония, 24 октября 2019 года.REUTERS / Edgar Su / File Photo

ТОКИО / СИНГАПУР, 7 сентября (Reuters) — Твердотельные батареи могут изменить правила игры для электромобилей (электромобилей), поскольку они накапливают больше энергии, заряжаются быстрее и обеспечивают большую безопасность, чем жидкие литий-ионные батареи , помогая ускорить отказ от автомобилей, работающих на ископаемом топливе.

чем они отличаются от жидких литий-ионных аккумуляторов?

В твердотельных батареях используются тонкие слои твердых электролитов, которые переносят ионы лития между электродами.

Литий-ионные (литий-ионные) батареи используют жидкие электролиты и имеют сепараторы, которые предотвращают контакт положительного электрода с отрицательным электродом. подробнее

В настоящее время твердотельные батареи используются в таких устройствах, как кардиостимуляторы и умные часы.

По мнению экспертов, массовое производство этих аккумуляторов для электромобилей займет от трех до пяти лет.

КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ТВЕРДЫХ АККУМУЛЯТОРОВ?

Они, вероятно, будут более безопасными и стабильными, чем жидкие литий-ионные батареи, в которых электролит летуч и воспламеняется при высоких температурах.Это делает электромобили, в которых используются литий-ионные аккумуляторы, более уязвимыми к пожарам и утечкам химических веществ.

Повышенная стабильность означает более быструю зарядку и снижает потребность в громоздком защитном оборудовании.

Они могут удерживать больше энергии, чем жидкие литий-ионные батареи, помогая ускорить переход с бензиновых автомобилей на электромобили, поскольку водителям не нужно будет так часто останавливаться, чтобы зарядить свои автомобили.

ПОЧЕМУ ТРУДНО ПРОИЗВОДИТЬ ТВЕРДЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ?

Автопроизводители и технологические компании производили твердотельные литий-ионные аккумуляторные батареи по одному в лаборатории, но пока не смогли масштабировать их до массового производства.

Трудно сконструировать твердый электролит, который был бы стабильным, химически инертным и все же хорошо проводил бы ионы между электродами. Они дороги в изготовлении и склонны к растрескиванию из-за хрупкости электролитов, когда они расширяются и сжимаются во время использования.

В настоящее время производство твердотельного элемента обходится примерно в восемь раз дороже, чем жидкий литий-ионный аккумулятор, считают эксперты.

КТО ПЫТАЕТСЯ ИХ СДЕЛАТЬ?

Японская Toyota Motor Corp (7203.T) является одним из лидеров массового производства твердотельных батарей. Он заявил, что борется с их коротким сроком службы, но все еще намерен начать их производство к середине 2020-х годов. подробнее

В дополнение к собственным исследованиям Toyota, она объединилась с японской корпорацией Panasonic (6752.T) для разработки этих силовых агрегатов с их предприятием Prime Planet Energy & Solutions Inc.

Пройдя за ними по пятам, немецкий Volkswagen (VOWG_p.DE) инвестировал в поддерживаемую Биллом Гейтсом американскую компанию по производству аккумуляторов QuantumScape Corp (QS.N), который планирует представить свою батарею в 2024 году для электромобилей VW и, в конечном итоге, для других автопроизводителей.

VW заявляет, что аккумулятор будет предлагать на 30% больший запас хода, чем жидкий, и зарядится до 80% емкости за 12 минут, что составляет менее половины времени самой быстрой зарядки литий-ионных элементов, доступных сейчас.

Stellantis (STLA.MI), образованная в январе в результате слияния итало-американского автопроизводителя Fiat Chrysler и французской PSA, владеет предприятием под названием Automotive Cells Co с TotalEnergies (TTEF.PA) и партнерство с китайской Contemporary Amperex Technology Co Ltd (CATL) (300750.SZ). Stellantis намеревается представить твердотельные батареи к 2026 году. Подробнее

Ford Motor Co (FN) и BMW AG (BMWG.DE) инвестировали в стартап Solid Power, который заявляет, что его твердотельная технология может обеспечить на 50% больше удельной энергии чем нынешние литий-ионные батареи. Ford рассчитывает сократить расходы на аккумуляторные батареи на 40% к середине десятилетия. подробнее

Южнокорейская компания Hyundai Motor (005380.KS), инвестировавшая в стартап SolidEnergy Systems, планирует массовое производство твердотельных аккумуляторов в 2030 году.подробнее

Компания Samsung SDI Co Ltd (006400.KS), дочерняя компания Samsung Electronics Co Ltd (005930.KS), работает над разработкой твердотельных аккумуляторов.

Лидер рынка электромобилей Tesla Inc (TSLA.O) до сих пор не заявляла, что хочет разрабатывать или использовать твердотельные элементы в своих автомобилях.

Репортаж Саятани Гоша в Сингапуре и Тима Келли в Токио; Под редакцией Эдмунда Блэра

Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.

Что такое твердотельный аккумулятор для электромобиля?

Твердотельный аккумулятор — это перезаряжаемая система хранения энергии, аналогичная по общей структуре и принципу действия более знакомой литий-ионной батарее.Они отличаются тем, что литий-ионный аккумулятор содержит жидкий электролит, а твердотельный аккумулятор — как следует из названия — имеет твердый. Это позволяет твердотельным батареям быть легче, иметь большую плотность энергии, обеспечивать больший радиус действия и быстрее заряжаться. Задача сделать твердотельные батареи жизнеспособными — это разработка технологии, обычно используемой в небольших устройствах, и ее применение в крупномасштабных приложениях, таких как электромобили.

Какой тип батареи используется в электромобиле?

Первым серийным электромобилем стал EV1, выпущенный General Motors в 1996 году.Специально созданный электромобиль с нуля, 2-местное купе имело запас хода 78 миль, разгонялся до 50 миль в час за 6,3 секунды и требовал более 5 часов для полной зарядки. Его питал свинцово-кислотный аккумулятор.

Когда всего три года спустя было выпущено второе поколение EV1, его источник питания переключился на никель-металлогидридный аккумулятор, и запас хода почти удвоился до 142 миль.

В тот момент, когда выводился из обращения EV1, Tesla Motors вошла в автомобильную сферу со своим Tesla Roadster, первым серийным электромобилем с аккумуляторной батареей, в котором использовались литий-ионные батареи.Как говорится, остальное уже история.

Что такое литий-ионный аккумулятор и как он работает?

Литий-ионные батареи стали стандартом для питания многих устройств, от бытовой электроники, такой как мобильные телефоны и ноутбуки, до мобильных и транспортных средств, таких как велосипеды и автомобили.

В отличие от свинцово-кислотных и никель-металлогидридных батарей прошлого, литий-ионные батареи сконструированы с жидким электролитом для управления потоком энергии между катодом и анодом.Преимущества литий-ионной батареи включают более длительный срок службы батареи, лучшую производительность при различных температурах, пригодные для повторного использования компоненты и более высокую плотность энергии. Плотность энергии — это количество энергии, которое батарея может хранить на единицу веса. Проще говоря, чем выше плотность, тем выше выходная мощность.

Несмотря на множество преимуществ, у литий-ионных аккумуляторов есть недостатки. Несмотря на то, что он легче, чем старые аккумуляторные батареи, его жидкие внутренние части все же делают ионы лития довольно тяжелыми. Они также лучше работают в штабелируемых упаковках, что увеличивает их вес.Кроме того, электролиты легко воспламеняются, могут быть нестабильными при экстремальных температурах и в случае повреждения или неправильного заряда могут привести к взрывам или пожарам. Нет недостатка в новостях, охватывающих все, от сотовых телефонов до самолетов, которые загорелись из-за проблем с аккумулятором.

Что такое твердотельный аккумулятор и как он работает?

Благодаря устранению всплескивающего горючего жидкого электролита твердотельные батареи по умолчанию становятся более стабильными и компактными. Твердый электролит может состоять из любого количества повседневных материалов, таких как керамика и стекло.

Твердотельные батареи уже много лет используются в небольших устройствах, таких как кардиостимуляторы, а также в устройствах RFID и носимых устройствах. Меньшее количество кусочков означает, что меньше вещей может пойти не так. В дополнение к повышенной безопасности, размеру и стабильности твердотельные батареи в электромобилях также будут предлагать более быстрое время зарядки, больший диапазон перемещения и даже большую плотность энергии.

Твердотельные аккумуляторы могут быть заряжены на 80 процентов за 15 минут и меньше нагружаются после нескольких циклов зарядки.Литий-ионный аккумулятор начнет разряжаться и терять емкость после 1000 циклов. С другой стороны, твердотельная батарея сохранит 90 процентов своей емкости после 5000 циклов.

Когда в электромобилях будут использоваться твердотельные батареи?

Несмотря на все преимущества, увеличение производства до уровня, необходимого для использования в электромобилях, остается дорогостоящим мероприятием. Помните, что твердотельные батареи славятся умными часами и регулятором сердцебиения.

Затраты на разработку и производственные трудности являются ключевыми недостатками при производстве твердотельных батарей для массовых электромобилей.Но так же, как литий-ионные батареи стали более доступными, идея состоит в том, что и твердотельная версия тоже станет такой же. А автопроизводители вкладывают огромные средства в эту технологию, особенно с учетом стратегии бренда с нулевым уровнем выбросов и линейки автомобилей, предназначенных только для электромобилей.

BMW и Ford инвестируют 130 миллионов долларов в Solid Power, стартап по производству твердотельных батарей в Колорадо. Hyundai вкладывает 100 миллионов долларов в SolidEnergy Systems, дочернюю компанию Массачусетского технологического института.Toyota, которая сотрудничает с Panasonic, объявила, что в этом году дебютирует прототип внедорожника с твердотельной батареей. Также инвестируют General Motors и Volkswagen.

Краткое описание

Audi, Bentley, Dodge, Jaguar, Jeep, Land Rover, Lotus, Mazda, MINI, Nissan, Volvo — практически каждый автопроизводитель от A до V обнародовал свои планы электрификации и целевые даты по нулевым выбросам. Некоторые пошли еще дальше и объявили, что бензиновые и дизельные двигатели выйдут из своих модификаций к 2050 году.

Но электромобили должны быть прибыльными для автопроизводителей, доступными для потребителей и полностью заменять автомобили, оснащенные двигателем внутреннего сгорания (ДВС), за фунт за фунт. Тем не менее, даже с большим количеством вариантов электромобилей, чем когда-либо, автомобили с бензиновым двигателем продолжают доминировать на рынке. В конце концов, ископаемое топливо дешево, выбор транспортных средств по-прежнему велик, а дозаправка занимает считанные минуты.

Тем не менее, привлекательность твердотельных батарей не вызывает сомнений, и их потенциал может заставить автопроизводителей сдержать свои производственные обещания.Электромобили уже соответствуют или превосходят своих коллег с ДВС в конструкторском отделе. Избавьтесь от беспокойства по поводу дальности действия, обеспечьте паритет цен и предложите привлекательную производительность, и, возможно, потребители искренне купятся в будущем, когда будут полностью электромобили.

Полное руководство по аккумуляторным батареям для электромобилей

Электрическая батарея — это в основном устройство, которое накапливает химическую энергию, которая преобразуется в электричество. Современная электрическая батарея была изобретена итальянским физиком Алессандро Вольта в 1800 году.Это замечательное изобретение позволило нам снабдить большую часть нашего современного мира передовыми устройствами, такими как ноутбуки, смартфоны, спутники и даже электромобили.

Потребители часто беспокоятся о сроке службы батареи, когда думают о покупке электромобиля (EV). Мысль о замене аккумуляторной батареи особенно пугает, учитывая, что средняя стоимость составляет 5000-15000 долларов, не считая затрат на рабочую силу.

В этой статье мы узнаем, как работают батареи и как поддерживать их оптимальную работу.

Содержание


Каков срок службы аккумуляторов электромобилей?


Аккумулятор в вашем электромобиле рассчитан на увеличенный срок службы. Однако аккумуляторы электромобилей постепенно начнут терять то количество энергии, которое они могут хранить с течением времени. Это явление называется «деградацией батареи» и может привести к снижению энергоемкости, дальности действия, мощности и общей эффективности.

К сожалению, деградацию батареи нелегко предсказать. Не все бренды работают одинаково, и каждый автомобиль отличается тем, как он управляется, заряжается и обслуживается.С другой стороны, современные аккумуляторы для электромобилей нередко служат более 10 лет, а некоторые из них могут выйти за рамки этого срока, прежде чем потребуется их замена. Средний владелец электромобиля продаст свою машину задолго до того, как ему понадобится заменить аккумулятор.

Важно отметить, что деградация батареи, как известно, ухудшается в нескольких сценариях:

  • Если аккумулятор электромобиля постоянно разряжается до нулевого диапазона, а затем регулярно заряжается от низкого до полного заряда
  • Если электромобиль батарея постоянно заряжается на уровне 3, также известном как быстрая зарядка постоянным током (DCFC)

Таким образом, некоторые автопроизводители предлагают ограничить DCFC и не делать его основным источником заряда.Например, Kia Motors предполагает: «Частое использование быстрой зарядки постоянным током может отрицательно сказаться на характеристиках и долговечности аккумулятора, и Kia рекомендует свести к минимуму использование быстрой зарядки постоянным током». Чтобы узнать больше о зарядке, посетите раздел «Зарядка электромобилей».

Факторы окружающей среды, такие как продолжительное воздействие экстремальных температур, влияют на характеристики батареи и могут привести к ее ухудшению. В частности, батареи не очень хорошо работают при температуре ниже 20 градусов по Фаренгейту.Когда очень холодно и вы используете автомобильный обогреватель, ваш запас хода может временно снизиться на 40%.

Для поддержания максимальной производительности аккумуляторной батареи рекомендуется поддерживать заряд электромобилей на уровне от 60% до 80%, минимизировать быструю зарядку и избегать экстремальных температур в течение длительных периодов времени.

Правда о деградации батареи


Разрушение батареи происходит не сразу. В среднем современные аккумуляторные батареи для электромобилей теряют около 1-2% своего запаса хода в год.Новые батареи для электромобилей рассчитаны на долговечность и прослужат дольше, чем автомобиль.

Что вам нужно знать

Благодаря литий-ионным батареям мы все можем подзаряжать все, от смартфонов и ноутбуков до новейших электромобилей. Ухудшение характеристик со временем означает, что аккумуляторная батарея со временем потеряет часть своей способности удерживать заряд. Есть несколько вещей, которые вам нужно знать о продлении срока службы аккумулятора, которые сохранят его в хорошем состоянии в течение длительного времени.Прежде всего, вы никогда не должны «перезаряжать» их.

Держа электромобиль заряженным, лучше всего заряжать его только до 80% емкости аккумулятора. Точно так же не разряжайте аккумулятор полностью до нуля, так как это может повредить его. Избыточная зарядка — это причина номер один, по которой аккумуляторные блоки разлагаются быстрее. Еще одна вещь, о которой следует помнить, — это то, что батареи электромобилей терпеть не могут замерзать. Электромобили лучше всего хранить в гараже в зимние месяцы, когда температура на улице ниже нуля.

Главный вывод, который мы хотим, чтобы вы вынесли из этой статьи, заключается в том, что о деградации батареи электромобиля действительно не о чем беспокоиться. Если мы посмотрим на батарею модели Tesla S, исследователи обнаружили, что проехать 500000 миль на оригинальной батарее не должно быть проблемой. Тот факт, что батарея разряжается, не означает, что она непригодна для вождения; он просто теряет часть своего диапазона и эффективности зарядки.

В сообщениях в блогах владельцы Tesla Model S отметили, что примерно 95% батареи сохраняет свою функцию батареи в течение первых 50 000 миль.Ухудшение заряда батареи на 5% может равняться радиусу действия 20 миль. Как ни странно, за следующие 100 000 миль батарея разрядилась еще на 5%. Таким образом, 150 000 миль привели в среднем к 10% общей деградации батареи. Как правило, вам не нужно думать о замене батареи, пока ее износ не достигнет 50-65%.

Что нас ждет

Новое поколение литий-ионных аккумуляторов для электромобилей не за горами, и их хватит на миллионы миль. Еще одно решение проблемы деградации батареи — это новая технология, известная как твердотельная батарея, которая, как сообщается, обладает огромной емкостью.Мы говорим об электромобилях с запасом хода более 1000 миль и временем перезарядки всего за пять минут.

Между тем, деградация аккумуляторов в современных аккумуляторных электромобилях — это не повод для беспокойства. Автопроизводители обычно предлагают гарантию на аккумуляторы сроком на восемь лет или 100 000 миль на новые автомобили. Кроме того, деградация батареи — очень медленный процесс, и весьма вероятно, что вы продадите или обменяете свой электромобиль задолго до того, как потеря функции батареи станет проблемой. Согласно недавнему опросу, средний владелец электромобиля замечает снижение заряда батареи только на 2% после трех лет вождения и снижение на 7% после шести лет в дороге.

Гарантии и исключения для электромобилей


Гарантии от автопроизводителей

Большинство автопроизводителей имеют гарантийный срок от 8 до 10 лет или 100 000 миль на свои аккумуляторы. Это связано с тем, что федеральное регулирование в США требует, чтобы аккумуляторные батареи электромобилей были покрыты как минимум в течение восьми лет.

Однако условия гарантии могут отличаться. Некоторые автопроизводители покрывают аккумуляторную батарею электромобиля только в случае полного отказа, в то время как автопроизводители, такие как Tesla, Nissan и Volkswagen, будут соблюдать гарантию, если процент емкости упадет ниже указанного порогового значения, обычно 60-70%, в течение гарантийного периода.

Перед покупкой любого автомобиля лучше проверить гарантийный талон мелким шрифтом. Например, Nissan Leaf имеет процентную гарантию примерно 75%; однако они используют свои собственные единицы измерения, представленные в виде «полос». Полная батарея Leaf имеет 12 полосок, а прилагаемая гарантия на батарею гарантирует ее на девять полосок заряда.

Исключения из гарантии

Ремонт аккумулятора может быть дорогостоящим, поэтому важно понимать исключения или условия, которые могут повлиять на гарантию аккумулятора электромобиля.

Некоторые исключения могут включать, но не ограничиваются:

  • Использование нестандартной зарядки
  • Любые повреждения, вызванные использованием или установкой неутвержденных деталей
  • Использование батареи в качестве стационарного источника питания
  • Любые повреждения вызвано открытием резервуара охлаждающей жидкости аккумулятора
  • Невозможность установки обновлений программного обеспечения или прошивки
  • Повреждения или сбои, вызванные ремонтом, выполненным несертифицированными техническими специалистами
  • Подъем автомобиля из-под аккумуляторной батареи вместо обозначенных точек подъема кузова
  • Невыполнение ремонт
  • Использование транспортного средства для буксировки и превышение предельной нагрузки
  • Обычное злоупотребление или небрежность

Гарантии на гибридные батареи

Гибридные автомобильные аккумуляторы аналогичны аккумуляторам электромобилей; они просто меньше.Поскольку бензиновый двигатель, электродвигатель и аккумулятор работают вместе в гибридах, если один из них не работает оптимально, это повлияет на другой.

Гибридные аккумуляторы обычно служат на протяжении всего срока службы автомобиля, а современные автомобили обычно проезжают от 100 000 до 150 000 миль или намного больше. Соответственно, автопроизводители обычно предлагают гарантию не менее 80 000 миль. В большинстве случаев вы можете рассчитывать на увеличение пробега более чем в два раза без проблем. Некоторые автопроизводители, такие как Hyundai, даже предлагают пожизненную гарантию.В результате, если вы владелец гибрида, вам, скорее всего, никогда не придется беспокоиться о замене аккумулятора.

Время работы от аккумулятора также зависит от времени — оно ухудшается, даже если вы не едете на машине на большие расстояния. Гибридные батареи рассчитаны на срок службы не менее 10 лет. На случай непредвиденных сбоев в настоящее время в отрасли стали стандартными повременные гарантии. Существует федеральный мандат на гарантии, охватывающие восемь лет автономной работы гибридных автомобилей, поэтому большинство автопроизводителей предлагают гарантии сроком на восемь лет и более.

Если вы столкнулись с проблемой замены аккумулятора на не гарантийном автомобиле, не стоит паниковать. Стоимость нового аккумуляторного блока продолжает снижаться. Некоторые техники могут даже установить одобренный использованный аккумулятор, утилизированный из разбитого автомобиля, что значительно снизит потенциальные затраты на ремонт.

Стоимость замены аккумуляторов электромобиля


Как упоминалось ранее, возможно, вам вообще не придется заменять аккумулятор электромобиля. Поскольку срок службы батареи в новых автомобилях продолжает улучшаться, вопрос о замене батареи становится все менее и менее важным.В 2019 году Tesla объявила, что работает над «батареей на миллион миль», которую, скорее всего, никогда не потребуется заменять.

Тем не менее, если у вас старый электромобиль, со временем может потребоваться замена аккумулятора.

Возникновение отказа батареи

Если ваша вышедшая из строя батарея находится на гарантии, вам следует отремонтировать или заменить ее в ремонтной мастерской, одобренной производителем. Если вы запрашиваете обслуживание у третьей стороны, не одобренной производителем, вы можете аннулировать гарантию и подвергнуть себя некачественной работе.

Если ваша батарея выйдет из строя вне гарантийных условий, некоторые дилеры и сервисные центры смогут отремонтировать или заменить ее за вас. Стоимость ремонта / замены батареи можно разделить на (1) стоимость самой сменной батареи и (2) стоимость установки.

Стоимость замены

По мере снижения стоимости батарей уменьшается и стоимость замены. Ключевым фактором, влияющим на стоимость батареи, является стоимость киловатт-часа, единицы энергии, хранящейся в батарее.Вообще говоря, эта стоимость находится в диапазоне от 100 до 300 долларов за киловатт-час, в зависимости от производителя. Недавно в 2020 году были заявлены следующие ценовые категории:

  • Nissan LEAF, аккумулятор на 40 кВтч, ~ 5500 долларов США, что эквивалентно ~ 137 долларов США / кВтч
  • Chevrolet Volt, аккумуляторная батарея 16 кВтч, ~ 4000 долларов США, что эквивалентно ~ 250 долларов США / кВтч
  • Chevrolet Bolt, батарея на 66 кВтч, ~ 16000 долларов США, что эквивалентно ~ 240 долларов США / кВтч
  • По слухам, Tesla будет производить свои литий-ионные батареи по цене 125 долларов США / кВтч

Затраты на установку покрывают затраты на рабочую силу и оборудование, необходимые для установки нового аккумулятор.С точки зрения рабочей силы, работа может занять 3-5 часов. В целом стоимость установки может составлять от 1000 до 5000 долларов.

Вторая жизнь

После того, как старый аккумулятор вынут из автомобиля, он обычно получает вторую жизнь. Несмотря на меньшую емкость, аккумулятор может служить полезной цели. Старые батареи используются в приложениях, которые не так требовательны, как питание автомобиля. Например, аккумулятор может использоваться для стационарного хранения, чтобы поддерживать электрическую сеть вашей местной коммунальной компании.

Давайте посмотрим, как аккумуляторы для электромобилей будут продолжать повышать ценность еще долгое время после их первоначального использования по назначению.

Загробная жизнь аккумуляторов для электромобилей


По мере того, как внедрение электромобилей продолжает набирать обороты, использованные аккумуляторы представляют собой серьезную угрозу для окружающей среды. Что нам делать со всеми выброшенными батареями? На данный момент есть два решения: их можно переработать или перепрофилировать.

Переработка должна осуществляться надлежащим образом, поскольку токсичные химические вещества внутри старых батарей могут привести к загрязнению воды и почвы.В рамках процесса рециркуляции их переплавляют для извлечения лития, кобальта и никеля. Однако это может быть дорогостоящим, поэтому перепрофилирование использованных батарей может быть более рентабельным. У многих аккумуляторов электромобилей все еще осталось до 70% их емкости, что означает, что их можно использовать для многих других потребностей в хранении энергии.

Автопроизводители изучают способы получения прибыли от использованных аккумуляторов. В Японии Nissan перепрофилировал батареи для питания уличных фонарей. В Париже у Renault есть аккумуляторы для лифтов.В Мичигане GM использует переработанные батареи от Chevy Volts для резервного копирования своего центра обработки данных. VW недавно открыл в Германии завод по переработке аккумуляторных батарей для электромобилей, который может перерабатывать 3600 аккумуляторных систем в год. Переоборудованные аккумуляторы для электромобилей также могут быть полезны для хранения солнечной энергии или для работы электрических велосипедов и других инструментов. Поиск новых способов превратить эти использованные батареи в производительные решения принесет пользу предприятиям, окружающей среде и потребителям.

Затем потратьте некоторое время на изучение всего, что нужно знать о зарядке электромобилей, прочитав наше полное руководство по зарядке электромобилей.

Аккумулятор — Energy Education

Рис. 1. 9-вольтовый аккумулятор. [1]

Батарея — это устройство, которое накапливает энергию, а затем разряжает ее, преобразовывая химическую энергию в электричество. Обычные батареи чаще всего производят электричество химическим путем с помощью одного или нескольких электрохимических элементов. [2] В аккумуляторах могут использоваться и использовались многие различные материалы, но наиболее распространенными типами аккумуляторов являются щелочные, литий-ионные, литий-полимерные и никель-металлогидридные.Батареи можно соединять друг с другом в последовательную или параллельную цепь.

Существует широкий выбор аккумуляторов, доступных для покупки, и эти разные типы аккумуляторов используются в разных устройствах. Большие батареи используются для запуска автомобилей, а батареи меньшего размера могут питать слуховые аппараты. В целом, батарейки чрезвычайно важны в повседневной жизни.

Ячейки

Элемент — это единое целое, которое каким-либо способом вырабатывает электричество. Вообще говоря, клетки генерируют энергию с помощью термического, химического или оптического процесса.

Типичная ячейка имеет два вывода (называемых электродами , ), погруженными в химикат (называемый электролитом ). Два электрода разделены пористой стенкой или перемычкой , которая позволяет электрическому заряду проходить с одной стороны на другую через электролит. Анод — отрицательный вывод — получает электроны, а катод — положительный вывод — теряет электроны. Этот обмен электронами позволяет развивать разность потенциалов или разность напряжений между двумя выводами, позволяя течь электричеству. [2]

В батарее может быть огромное количество ячеек, от одной ячейки в батарее AA до более 7100 ячеек в батарее Tesla Model S. [3]

Рис. 2. Схема в разрезе, показывающая анатомию щелочной батареи. [4]

Первичные элементы («сухие»)

В этих элементах химическое взаимодействие между электродами и электролитом вызывает необратимые изменения, то есть они не подлежат перезарядке . [2] Эти батареи предназначены для одноразового использования, что приводит к большему количеству отходов от использования этих батарей, поскольку они утилизируются через относительно короткий период времени.

Вторичные элементы («мокрые»)

Этот тип элемента (именуемый влажным из-за использования жидкого электролита) генерирует ток через вторичный элемент в направлении, противоположном направлению первого / нормального элемента. Это вызывает обратное химическое действие, которое эффективно восстанавливается, а это означает, что они перезаряжаемые, . [2] Эти батареи могут быть более дорогими в приобретении, но производят меньше отходов, поскольку их можно использовать несколько раз.

Емкость аккумулятора

Батареи часто оценивают по выходному напряжению и емкости.Емкость — это то, сколько времени хватит конкретной батареи в Ач (Ампер-часах) [2] :

Аккумулятора емкостью 1 Ач хватит на один час работы при 1 А.

Батареи можно также оценить по их энергоемкости. Это делается либо в ватт-часах, либо в киловатт-часах.

Батареи емкостью 1 кВтч хватит на один час при выработке 1 кВт электроэнергии.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Это моделирование исследует, как батареи работают в электрической цепи:

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg#/media/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд.Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 3, сек. 3.4, с. 89-94.
  3. ↑ Technology Metals Research. (Проверено 28 июля 2015 г.). Going Natural: The Solution of Tesla Graphite Problem [Online], доступно: http://www.techmetalsresearch.com/2014/03/going-natural-the-solution-to-teslas-graphite-problem/
  4. ↑ Гиперфизика. (Проверено 28 июля 2015 г.). Угольно-цинковые батареи [Онлайн], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/battery.html
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *