Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

"transport" prądu z punktu A do punktu B - najkorzystniejszy wariant: bateria? akumulator?

Olszewski1122 02 Nov 2022 12:16 201 16
  • #1
    Olszewski1122
    Level 3  
    Witam.
    Zależy mi "przenoszeniu" prądu z punktu A do punktu B, ale chciałbym na wszystko spojrzeć od strony finansowej - co i w jakim stopniu się opłaca ( Długość ładowania, gabaryty magazynu nie grają roli)
    Założenia:
    Prąd "pobieramy" z gniazdka A, transportujemy w dowolne inne miejsce oddalone od X km (tak więc przedłużacz odpada ;P) i nim ładujemy sprzęt: głównie telefony, laptopy, ale gdyby można było podłączyć kontakt i np. podłączyć czajnik bezprzewodowy byłoby super.

    No i teraz najważniejsze: FINANSE.
    Założenie jest takie: prąd z punktu A jest BEZPŁATNY. Pomijamy wszelkie koszty czasowe/wysiłkowe (czyli np. konieczność długiego ładowania, transportu, etc.) i skupiamy się na kosztach zakupu/eksploatacji "magazynu" prądu, jego możliwościach (głównie ile "prądu" mieści ;) i żywotności.

    Czytałem trochę i przychodzą mi do głowy takie rozwiązania:

    1) akumulator AGM - chyba najlepsza opcja, weźmy np. takiego Green Cell AGM VRLA 12V 65Ah:
    a) KOSZT ZAKUPU: 580zł
    b) WARTOŚĆ MAGAZYNOWANEGO PRĄDU W ZŁ*: do obliczenia
    c) ŻYWOTNOŚĆ: brak danych
    d) INNE INFORMACJE: trzeba dokupić coś, co pozwoli bezpośrednio ładować z tego urządzenia USB lub na kontakt - przetwornica?

    2) pojemny powerbank - opcja wygodna ale chyba najmniej opłacalna, załóżmy BASEUS POWER BANK 30000MAH 3XUSB USB-C PD 15W 3A
    a) KOSZT ZAKUPU: 225zł
    b) WARTOŚĆ MAGAZYNOWANEGO PRĄDU W ZŁ*: do obliczenia (jednorazoow prawdopodobnie ok 1zł)
    c) ŻYWOTNOŚĆ: brak danych, ok 500 cykli
    d) INNE INFORMACJE:pojemność sukcesywnie spada, magazynuje mało prądu.

    *.Jako wartość prądu w zł przyjmijmy 0,4295 zł/kWh - czyli taryfę G11 w PGE.
  • #2
    freebsd
    Level 41  
    Olszewski1122 wrote:
    pojemny powerbank - opcja wygodna ale chyba najmniej opłacalna, załóżmy BASEUS POWER BANK 30000MAH 3XUSB USB-C PD 15W 3A
    Sprawdź, jaki jest czas ładowania i czy odpowiada on Tobie.

    Olszewski1122 wrote:
    ale gdyby można było podłączyć kontakt i np. podłączyć czajnik bezprzewodowy byłoby super.
    Te wymaganie spełni np. takie urządzenie: Goal Zero Yeti 6000X, o ile czajnik będzie odpowiednio dobrany z tych słabszych.
  • #3
    LEDówki
    Level 38  
    Założenia:
    zasilanie bateryjne na jakimś za..iu bez dostępu do sieci.
    Zasilanie odbiorników typu telefon, laptop, czajnik elektryczny.
    Odbiorniki typu telefon i laptop mają własne baterie akumulatorów, które czasem trzeba naładować, ale umożliwiają pracę przy zasilaniu przez zasilacza (błędnie nazywany ładowarką, ale co tam, teraz można sobie dowolnie wszystko nazywać).
    Czajnik elektryczny - największy odbiornik w tym zestawieniu. Moc 2kW, napięcie zasilania 230V. Do zasilania tego potrzebna jest przetwornica podwyższająca napięcie baterii akumulatorów do wartości napięcia sieciowego i przekształcająca prąd stały w prąd przemienny.
    Dysponując źródłem napięcia 230V 50Hz można zasilać co się tylko ma przystosowanego do takiego zasilania, ale kosztem niższej sprawności, czyli krótszej pracy baterii.
    Pozostałe odbiorniki mogą być zasilane przetwornicami 12V/5V mylnie nazywanymi ładowarkami samochodowymi. W tym wypadku sprawność przetwarzania energii będzie trochę większa niż w przypadku wykorzystania przetwornicy 12/230V.
    Bateria akumulatorów AGM. AGM to wariant akumulatora kwasowo ołowiowego, w którym elektrolit jest uwięziony w macie szklanej. Wady takie jak akumulatora kwasowo ołowiowego plus jakieś swoje wynikające z budowy akumulatorów. Powinien być kupowany wariant do głębokiego rozładowania. Zwykły szybko utraci 20% pojemności i będzie się nadawał do wymiany. Ilość cykli ładowania (liczymy pełne ładowanie jako cykl. Jeśli rozładowano 20% i było ładowanie, to liczymy, że była 1/5 cyklu. Żywotność takich akumulatorów jest słaba. Akumulatory rozładowane zasiarczają się trwale i po rozładowaniu należy je niezwłocznie ładować.
    Akumulatory litowo jonowe. Mniejsze, lżejsze, droższe niż akumulatory kwasowo ołowiowe. Nadają się bardziej do przewożenia niż ołowiane. Wady - wrażliwe na wysoką temperaturę jak i na niską. W skutek nieprawidłowej eksploatacji mogą się zapalić.
    Wytrzymują więcej cykli ładowania niż akumulatory kwasowe.
    Akumulatory LiFePO4 - najtrwalsze w tym zestawieniu, nie wymagają wyrafinowanych zabezpieczeń i nie są tak wybuchowe jak litowo jonowe.
    Pojemność baterii akumulatorów należy dobrać do ilości energii pobieranej przez odbiorniki (Wh - watogodziny).
    Powerbank to zasilacz bateryjny przystosowany do zasilania telefonów napięciem 5V wyposażony w stabilizator napięcia 5V oraz ładowarkę ładującą baterię zasilacza. Jest też jakieś zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem i przeładowaniem baterii akumulatorów.
    Sprawność ładowania akumulatorów litowo jonowych jest większa niż kwasowo ołowiowych.
  • #4
    Olszewski1122
    Level 3  
    freebsd wrote:
    Sprawdź, jaki jest czas ładowania i czy odpowiada on Tobie.

    Powerbank o takiej pojemności właśnie posiadam i korzystam. A chciałem się skupić na kwestiach FINANSOWYCH bo chciałbym wiedzieć ile taki powerbank prądu przechowuje jednorazowo w przeliczeniu na złotóweczki (podałem taryfę) - z informacji uzyskanych w internecie wychodzi, że będzie to bardziej kwestia 1zł niż 5zł. Zakładając więc spadki - załóżmy, że żywotność takiego powerbanka to 300 ładowań w 100% po 1zł. Czyli płacę jednorazowo 225zł płacę by na przestrzeni lat zaoszczędzić 75zł na prądzie.

    Myślałem dlatego o czymś większym. Tylko podstawowe pytanie jak przeliczyć pojemność power banku/akumulatora AGM na wartość magazynowanego prądu w złotówkach zakładając stawkę 0,4295 zł/kWh. Brać jakieś spadki pod uwagę, inne czynniki? Proszę tutaj o pomoc.
  • Helpful post
    #5
    LEDówki
    Level 38  
    Moc - P=U*I. Energia Q=U*I*t. Link. Dalej to już tylko przeliczenie kosztów.
  • #6
    lopr_pol
    Level 29  
    Kupić agregat ~1kW chyba będzie najtaniej :)
    Jak chcesz herbatki to kuchenka gazowa turystyczna + czajnik = najtaniej.
  • Helpful post
    #7
    freebsd
    Level 41  
    Olszewski1122 wrote:
    Myślałem dlatego o czymś większym.
    Osoby budujące magazyn energii elektrycznej często wykorzystują używane akumulatory od samochodów elektrycznych.

    Olszewski1122 wrote:
    Tylko podstawowe pytanie jak przeliczyć pojemność power banku/akumulatora AGM na wartość magazynowanego prądu w złotówkach zakładając stawkę 0,4295 zł/kWh.

    napięcie x pojemność ogniwa = energia
    Czyli:
    12 V x 100 Ah = 1200 Wh - to daje podstawy do porównań akumulatorów.
    Realnie należy jednak uwzględnić jeszcze straty np. na rozładowaniu iprę przetwornic, czyli zasilanie urządzeń z akumulatora.
    "transport" prądu z punktu A do punktu B - najkorzystniejszy wariant: bateria? akumulator?
  • #8
    Olszewski1122
    Level 3  
    freebsd wrote:

    "transport" prądu z punktu A do punktu B - najkorzystniejszy wariant: bateria? akumulator?

    Na grafice ten ostatni akumulator ma 1300 Wh. Jeśli koszt prądu wynosi 0,4295 zł/kWh to 1kWh ma 1000Wh ro naładowanie takiego akumulatora wielgachnego kosztuje (sam prąd) niecały 1zł???? Muszę źle to obliczać...

    Zastanawiam się czemu nikt nie wspomniał o bateriach AGM, tylko akumulatory. AGM to chyba bezpieczniejsza technologia?
  • Helpful post
    #9
    LightOfWinter
    Level 35  
    Olszewski1122 wrote:

    Założenie jest takie: prąd z punktu A jest BEZPŁATNY. Pomijamy wszelkie koszty czasowe/wysiłkowe (czyli np. konieczność długiego ładowania, transportu, etc.)


    Witam,

    Kilka pomysłów:

    1.
    Jeśli prąd jest bezpłatny możemy rozważyć postawienie linii mikrofalowej - o ile 2 punkty się widzą powinno dać się przesłać energię. Strat nie liczę bo energia w punkcie A jest za 0 PLN więc straty też będą pomijalne z punktu widzenia ekonomicznego ;)


    2. Przenoszenie energii w formie skroplonego metanu lub wodoru.
    Czyli użycie energii elektrycznej do produkcji paliw chemicznych.
    Przykładowy system: Homebiogas

    3. Użycie baterii mechanicznej - " flying wheel"
    Baterię ładujemy w punkcie A i transportujemy do punktu B. Kłopotliwe ze względu na ciężar a bateria jest kosztowna.

    4. W punkcie B stawiamy panel/e fotowoltaiczne i też mamy tam darmową energię jeśli świeci słońce.
  • #10
    Olszewski1122
    Level 3  
    LightOfWinter wrote:

    Witam,

    Kilka pomysłów:
    (...)

    Oj, za ambitnie jak dla mnie :D. Prosze zrozumieć, ja z obliczeniami mam problem (najwyraźniej) prosze zerknąć mój post wyżej, a c dopiero takie instalacje robić ;). Szukam gotowych rozwiązań lub czegoś w miarę prostego do zbudowania, ale najpierw muszę wiedzieć czy to jest gra warta świeczki :)
  • #11
    Mateusz_konstruktor
    Level 29  
    Obrazowo rzecz ujmując.
    Ładowanie telefonu-ładowanie laptopa-używanie czajnika elektrycznego daje nam porównanie w ilości potrzebnej energii wynoszące kilka-kilkanaście-kilkadziesiąt.
  • #12
    Olszewski1122
    Level 3  
    Mateusz_konstruktor wrote:
    Obrazowo rzecz ujmując.
    Ładowanie telefonu-ładowanie laptopa-używanie czajnika elektrycznego daje nam porównanie w ilości potrzebnej energii wynoszące kilka-kilkanaście-kilkadziesiąt.


    Domyślam się, ale chciałbym jeszcze się dowiedzieć jakiej wartości prąd pomieści taki magazyn (w zależności od opcji: powerbank, akumulator...) przy cenie 0,4295 zł/kWh. Czyli ile w takim "magazynie" kWh się mieści. Co do tego ile jaki sprzęt jest energożerny to mam przełożenie na baterię w telefonie/powerbank bo używałem na codzień, ale nigdy nic nie ładowałem akumulatorem/inną baterią.
  • Helpful post
    #13
    Mateusz_konstruktor
    Level 29  
    Chodzi mi o to, że dla czajnika lub żelazka realizacja takiego pomysłu jest z góry praktycznie zdana na niepowodzenie.
    Jednocześnie na początek musisz też określić jakiej maksymalnej wielkości i ciężaru mogą być te akumulatory, gdyż cena akumulatorów w przeliczeniu na jednostkę pojemności nie jest stała w obrębie wszystkich dostępnych akumulatorów i tu pośrednio mogą wyniknąć dodatkowe różnice.
  • #14
    LEDówki
    Level 38  
    Czyli ołów najcięższy, litowo jonowe lub litowo fosforo żelazowe najlżejsze przy takiej samej ilości zgromadzonej energii.
  • #15
    stachu_l
    Level 33  
    Olszewski1122 wrote:
    Na grafice ten ostatni akumulator ma 1300 Wh. Jeśli koszt prądu wynosi 0,4295 zł/kWh to 1kWh ma 1000Wh ro naładowanie takiego akumulatora wielgachnego kosztuje (sam prąd) niecały 1zł???? Muszę źle to obliczać...
    Generalnie dobrze liczysz bo takie są pojemności akumulatorów.
    Z punktu widzenia podstawowej chemii ogniwa to akumulator kwasowy ołowiowy z ciekłym elektrolitem, AGM i ŻEL(GEL) to w zasadzie to samo ale pewne różnice konstrukcyjne wpływają na różnice w parametrach eksploatacyjnych. Nawet te kwasowe są różne - typowe samochodowe czyli rozruchowe mające duży prąd rozruchowy ale fatalne w pracy cyklicznej i głębokich rozładowaniach, drugi biegun akumulatory trakcyjne do pracy cyklicznej o pancernych płytach z mniejszym prądem rozruchowym (w stosunku do swojej pojemności) ale wytrzymujące codzienne rozładowanie i ładowanie w wózkach widłowych czy transportowych.
    Taki przykładowy AGM raczej nie powinien być obciążany prądem większym niż 1C czyli liczbowo odpowiadającym pojemności (100A dla 100Ah). Przy takim prądzie popracuje ok 1/2 godziny czyli zniknie 1/2 jego pojemności bo 1C to powinien być prąd godzinny.
    Przy ładowaniu trzeba wpakować więcej prądu niż to wynika z pojemności - prądem 10-ci godzinnym ładujemy około 14 godzin choc pod koniec ten prąd się zmniejsza jak napięcie akumulatora osiąga napięcie zakończenia ładowania.
    Jak masz czajnik 1000W to przynajmniej te 100Ah musisz mieć podłączone do przetwornicy bo inaczej szybko zajedziesz ten akumulator.
    AGM 100Ah to ok 32kg - dokładne dane w kartach producentów.
    Może jednak pomyśl o odpuszczeniu czajnika.
    Zobacz instalacje w przyczepach kempingowych - lodówka 230V (na postoju gdzie masz zasilanie)/12V (raczej tylko w czasie jazdy bo to pobiera ok 10A przy 12V)/gaz (na postoju bez zasilania z sieci energetycznej). Ogrzewanie i kuchnia gazowa choc w stylu angielskim to jeszcze mikrofala i piekarnik ale może maja tylko kempingi z zasilaniem. W stylu USA to jeszcze klimatyzacja i potrzebne bezpieczniki 32A na kempingu :-).
  • #16
    LEDówki
    Level 38  
    ładowanie baterii laptopa czy akumulatora w telefonie to niewydajny energetycznie proces przekazywania energii z jednej baterii akumulatorów do drugiej (laptop) lub do akumulatora (telefon). Lepiej zasilać te urządzenia z zasilacza bateryjnego (powerbank) lub baterii akumulatorów (taki uproszcozny powerbank, w którym mamy baterię zasilającą i przetwornice lub stabilizatory dopasowujące napięcie baterii do wymaganych 5V dla telefonu czy ok. 20V dla laptopa.
    Czajnik albo taki na 12V, albo taki na 230V z przetwornicą pogarszającą sprawność układu.
    Zakładając, że do nagrzania wody potrzebujesz 5 minut, to 2kW w czasie 12 minut dają zużycie energii Q=P*t=2000W*1/12h=166,66Wh. Dla napięcia 12V będzie to pobór prądu Q=P*t, Q=U*I*t, I=Q/U*t, I=166,66VAh/12V*1/12h=166,66A.
    Można to policzyć bez watogodzin. P=U*I, 2000VA=12V*I, I=2000VA/12V=166,66A. To jest policzone bez uwzględnienia sprawności przetwornicy.
    Masz obliczone 166,66Wh, więc już się orientujesz ile kosztuje zagotowanie wody na herbatę. Przykładu nie trzymaj się kurczowo, bo nie wiem ile tej wody na raz gotujesz. Ewentualnie możesz sobie policzyć ile kosztuje minuta grzania takiego czajnika.
    Sprawność energetyczna ładowania akumulatorów litowo jonowych jest rzędu 80-90%. Akumulatorów kwasowych jest niższa, więc kosz grzania wody będzie trochę większy.
  • #17
    jarek_lnx
    Level 43  
    Olszewski1122 wrote:
    2) pojemny powerbank - opcja wygodna ale chyba najmniej opłacalna, załóżmy BASEUS POWER BANK 30000MAH 3XUSB USB-C PD 15W 3A

    Jak czytam 30000MAH to aż mnie w oczy szczypie, 30'000mAh to po prostu 30Ah, co przy napięciu 3,6V daje 3.6V*30Ah=108Wh=0,108kWh
    0,108kWh*0,4295 zł/kWh=4,6gr



    Ponieważ producenci podają pojemność wewnętrznego akumulatora bez uwzględnienia strat w przetwornicy, trzeba liczyć że dostaniesz 80% z tego 3,7gr.
    Żeby powerbank się zwrócił musiał byś go użyć ponad 6000 razy podczas kiedy deklarowana trwałość to 500 cykli, te 500cykli producent określił, przy jakimś tam, sobie tylko znanym, spadku pojemności, więc tak naprawdę, nie wiemy co to znaczy.

    .
    Quote:
    ..nim ładujemy sprzęt: głównie telefony, laptopy, ale gdyby można było podłączyć kontakt i np. podłączyć czajnik bezprzewodowy byłoby super.

    Zasilanie tak energochłonnego procesu jak grzanie wody z akumulatora to bezsens, znacznie podnosi koszt przedsięwzięcia, palniki turystyczne są małe lekkie tanie.

    Obiektywnie, ilość energii potrzebna do naładowania telefonu, jest bardzo niewielka, po prostu producenci ustalili że telefon nie może być gruby i ciężki, dlatego ma mały akumulator i trzeba często ładować.
    Mógłbym zainstalować kilka gniazdek USB na zewnątrz mieszkania - darmowy prąd dla wszystkich, żeby sąsiedzi, w potrzebie, mogli ładować telefony, a i tak na rachunku bym tego nie zobaczył.