Specifik energi

Specifik energi er defineret som energi pr masseenhed: J/kg eller i SI enhed: m2/s2.

Specifik energi typer

[redigér | rediger kildetekst]

Der er to hovedtyper af specifik energi: Feltstyrke og bevægelsesstyrke.

Måleenheden for den specifikke energi der optages i et emne er Sievert og for den specifikke energi der afgives fra et emne er Gray. Specifik energi kan også være relateret til lynparametre og måles i kJ/Ω

Eksempler på specifik energi og energipriser for forskellige energibærere

[redigér | rediger kildetekst]

Formålet med tabellerne er, at kunne se specifik energi og hvad ca. energiprisen er for forskellige energibærere og energilagringsbærere – og hvor stor deres specifikke energi er.

Der er taget udgangspunkt i 1 kWt = 3,6 MJoule, fordi det er den energiportion man køber elektrisk energi i, fra elværkerne. Der eksemplificeres med hverdagsting, fremtidigt formentlig lovende og eksotiske – energibærere og energilagringsbærere.

Prisen for elektricitet via elnettet var ca. 1,75 kr/kWt i perioden 2005-2009.

Prisen for fjernvarme via fjernvarmenettet var ca. 0,3...1,77 kr/kWt i 2011.[1]

Energibærer Specifik energi
Joule/gram		 Masse i kg
for
1 kWt
=3,6 MJoule		 Energipris
i kroner
inkl. moms
per kWt		 Bemærkninger
El. alkaline-celle 540 6,7 1235 Alkaline celle AA 1,5V 2,7Ah 22 gram/celle.[2] Gættet pris: 5 kr/celle.
Fedt 39.000 0,092 ? Udviklet varme ved forbrænding
Sukker 17.000 0,212 ? Udviklet varme ved forbrænding
Brunkul (>60-75% C) 28.470 0,127 0,66 Udviklet varme ved forbrænding[3]
Antracit (>91,5% C) 35.300 0,102 ? Udviklet varme ved forbrænding
Benzin (87 oktan) 44.400 0,081 ? Udviklet varme ved forbrænding
Ætanol 31.300 0,115 ? Udviklet varme ved forbrænding
Hydrogen 121.000 0,030 ? Udviklet varme ved forbrænding
Fusion af hydrogen 2.600.000.000.000 0,000.000.001.4 ? Udviklet varme ved fusion.
50% Antistof + 50% stof 45.000.000.000.000 0,000.000.000.080 ? Halvdelen bliver til varme - og den anden halvdel af energien bliver til "nytteløse" neutrinoer.


Energilagringsbærer Specifik energi
Joule/gram		 Masse i kg
for
1 kWt
=3,6 MJoule		 Energilagringspris
i kroner
inkl. moms
per kWt
fc=fulde cykler
@=ved		 Bemærkninger
El. LSD-NiMH-akkumulator 352 10,2 32 kr@300fc
16 kr@600fc		 Panasonic Infinium 1,2V 2,2Ah 27 gram/celle 25kr/celle antag. 300-600 fulde cykler
El. bly-syre-akkumulator 130 27,7 6,5 kr@75fc 12V 60Ah 20 kg? 350kr antag. 75 fulde cykler[4].
El. bly-syre-akkumulator 139 26 4,57 kr@450fc Trojan 24-GEL 12V 77Ah 24 kg 1900kr antag. 450 fulde cykler[5].
El. bly-syre-akkumulator 69 (ved 50% cykel) 52 (ved 50% cykel) 4,1 kr@1000 50% cykel Trojan 24-GEL 12V 77Ah 24 kg 1900kr antag. 1000 50% cykler[6].
El. Lithium-ion-akkumulator 417 8,6 19 kr@600fc Lithium-ion 2,8 kg 36V 9Ah 3.599kr antag. 600 fulde cykler[7] Bemærk: kapaciteten falder ca. 20%/år og tabellens beregnede størrelser er for dag nul.[8]
El. LiFePO4-akkumulator 216 16,7 3 kr@3.000fc 12,5 kg 12V 60Ah (876 euro)*(7,5kr/euro)=6570kr antag. 3.000 fulde cykler[9] Indbygget BMS som overvåger afladning og balancerer celler ved opladning.
El. LiFePO4-akkumulator 257 14 1,67 kr@7.500fc A123 Systems ALM-12V7-B opbygget af ANR26650M1A, M1 celler (4S2P); 0,85 kg 13,2V 4,6Ah $136 (ca.=762kr, $1=5,6kr) antag. >7.500 fulde cykler.[10] Indbygget BMS som overvåger og evt. afbryder under afladning - og balancerer celler under opladning. Max. 4 ALM-12V7-B må sættes i serie - og der er forholdsregler ved parallel-/serie-forbindelse og op-/af-ladning.
El. LiFePO4-akkumulator 379 9,5 19 kr@1.000fc
ca.7 kr@3.000fc		 A123 Systems ANR26650M1A, M1 celle 70 g 3,2V 2,3Ah 141kr antag. >1.000 fulde cykler.[11]
Omvendt osmose (udvinde ferskvand fra saltvand) og saltkraft 0,6 6.000 ? Regner med 50% virkningsgrad ved omvendt osmose og 50% virkningsgrad ved saltkraft. Det anvendte saltvand er 3,3% (vesterhavssaltvand lignende). Se Global oversigt over saltholdighed
Anvendte formler i tabeller – for batterier og akkumulatorer
kapacitet-i-As = kapacitet-i-Ah * (3.600 sekunder/h), h(our)=time=t=h.
batterienergi-per-cykel = batteri-spænding * kapacitet-i-As
specifik-energi = batterienergi-per-cykel / batterivægt-i-gram
Joule-per-kWt = (3.600.000 joule) = (1 kWt) * (1000 enheder/kilo) * 3600 sekunder/t
masse-for-én-kWt = Joule-per-kWt / specifik-energi
batteri-energi-hele-levetid = batterienergi-per-cykel * levetid-fulde-cykler
antal-batterier-per-kWt = Joule-per-kWt / batteri-energi-hele-levetid
pris-per-kWt = batteri-pris * antal-batterier-per-kWt
Eksempel for batterier og akkumulatorer
batterivægt-i-gram = 12.000 gram = 12,5kg * (1000 enheder/kilo)
batteri-spænding = 12V
kapacitet-i-Ah = 60Ah
batteri-pris = (876 euro)*(7,5kr/euro) = 6570 kr
levetid-fulde-cykler = 3.000 fulde afladecykler, forkortet fc.
kapacitet-i-As = (216.000 As) = (60Ah) * (3.600 sekunder/h)
batterienergi-per-cykel = (2.592.000 joule) = (12V) * (216.000 As)
specifik-energi = (216 joule/gram) = (2.592.000 joule) / (12.000 gram)
masse-for-én-kWt ca.= (16,7 kg) ca.= Joule-per-kWt / (216 joule/gram)
batteri-energi-hele-levetid = (7.776.000.000 joule) = (2.592.000 joule) * (3.000 fc)
antal-batterier-per-kWt = (4,63*10^-4) = Joule-per-kWt / (7.776.000.000 joule)
pris-per-kWt ca.= (3,04 kr/kWt) ca.= (6570 kr) * (4,63*10^-4)

Kilder/referencer

[redigér | rediger kildetekst]
  1. ^ 4. jan. 2011, dr.dk: Se din 2010-fjernvarmepris her
  2. ^ "Updated 19-8-2005, Rechargeable & non-rechargeable cells - comparisons". Arkiveret fra originalen 11. januar 2013. Hentet 11. maj 2014.
  3. ^ lhfoder.dk: Briketter 25kg brunkul
  4. ^ 2009: electricrider.com: Batteries for electric bikes, mobility scooters, UPS, many other uses Arkiveret 2. september 2011 hos Wayback Machine Citat: "...The cycle life of sealed lead-acid is directly related to the depth of discharge. The typical number of discharge/charge cycles at 25 °C (77 °F) with respect to the depth of discharge is...50 - 100 cycles with 100% depth of discharge (full discharge)..."
  5. ^ 2012: elfrasolen.dk: Trojan 12V GEL batterier til solcelleanlæg, telekom Arkiveret 20. april 2012 hos Wayback Machine Citat: "...[aflæst 450 fulde cykler]...Trojan 24-GEL..."
  6. ^ 2012: elfrasolen.dk: Trojan 12V GEL batterier til solcelleanlæg, telekom Arkiveret 20. april 2012 hos Wayback Machine Citat: "...1000 stk. 50% dybdeafladninger...Trojan 24-GEL..."
  7. ^ fantombike.dk: Batteri Litium 36V, 9AH til Marathon (Webside ikke længere tilgængelig)
  8. ^ How to prolong lithium-based batteries Arkiveret 9. juni 2007 hos Wayback Machine Citat: "...The speed by which lithium-ion ages is governed by temperature and state-of-charge. Figure 1 illustrates the capacity loss as a function of these two parameters...
    25 °C...[100% State of charge]...80% after 1 year
    40 °C...[100% State of charge]...65% after 1 year ..."
  9. ^ 2009: www.lifebatt.eu, www.lifebatt.com: Sandia report Arkiveret 16. marts 2012 hos Wayback Machine
  10. ^ Sælges pt (2012) kun i USA og Canada: buya123batteries.com: ALM Lead Acid Replacement Batteries, Userguide
  11. ^ http://a123systems.textdriven.com/product/pdf/1/ANR26650M1A_Datasheet_APRIL_2009.pdf

Se også

[redigér | rediger kildetekst]