Energiespeicher bei tiefsten Temperaturen

[runner02]

Hallo Leute,

mich würde interessieren, ob es Energiespeicher gibt, die bei unter -30°C noch arbeiten.

Herkömmliche Akkus quittieren da schon lange den Dienst, auch Goldcaps werden da nicht mitspielen...

Wären eigentlich nur mehr Spulen&Kondensatoren über, oder??


Mfg

[Besserwessi]

Spulen als Energiespeicher gehen eigentlich nur bei Tiefen Temperaturen, denn brauchbar wird das nur mit Supraleitenden Spulen. Es könnte einige Akku Typen geben, die noch für niedrige Temperaturen bei dann relativ hohem Innenwiderstand gehen.

[runner02]

Die Energie einer Spule ist mit der Formel 1+2 * L* I^2 gegeben.

Wickel ich mir aber selbst eine Spule, dann weiß ich die Induktivität aber nicht....

Gibt es keine Formelm, die den Energiegehalt in Abhängigkeit der Wicklungen etc. definiert?


Bzw. gibt es eine kommerzielle Spule, die z.B. 0,5Wh speichern kann? Wie groß ist / wäre die??


Mfg

[Besserwessi]

Bei einer Spule ist die Energie im Magnetfeld gespeichert. Ohne Kern kann man das noch einigermaßen leicht berechnen, mit Kern wird es schon schwieriger, ist aber auch nicht merklich einfacher als die Induktivität zu berechnen.

Es gibt einige wenige Energiespeicher mit Supraleitenden Spulen, da kann man viel mehr als 1 Wh speichern:
http://de.wikipedia.org/wiki/Supraleitender_Magnetischer_Energiespeicher

[ManuelB]

Wie wäre es mit Schwungrad ;)
Gibt sogar USV-Anlagen damit.

MfG
Manu

[Felix G]

Die einfachste Lösung dürfte wohl ein thermisch möglichst gut isolierter - und ggf. beheizter - Akku sein.


Natürlich wäre ein Schwungrad oder eine supraleitende Spule auch denkbar, aber sowas dürfte ein ziemlich großes Loch im Geldbeutel hinterlassen (selber bauen kann man da vergessen). Das fällt dann in die Kategorie "cool but useless", denn Sinn machen derartige Energiespeicher erst ab einer bestimmten Größe.

[Klebwax]

Hallo Leute,

mich würde interessieren, ob es Energiespeicher gibt, die bei unter -30°C noch arbeiten.

Herkömmliche Akkus quittieren da schon lange den Dienst, auch Goldcaps werden da nicht mitspielen...


Akkus werden schon noch funtionieren, sonst würde in Alaska ja nie ein Auto gestartet werden können. Ihre Leistungswerte werden aber in den Keller gehen. Welche Akkutechnologie das am besten verträgt, weiß ich nicht.

Die Green Caps bei Conrad werden bis -40° spezifiziert. Die werden auch bei weniger noch gehen, nur wird dann die Kapazität außerhalb des garantierten Wertes sein.

Wenn man den Speicher überdimensioniert und möglicherweise etwas heizt, könnte man es schaffen.

MfG Klebwax

[Jakob L.]

Wenn eine Einweg-Batterie für deine Anwendung auch ok ist, dann probier mal die Lithium/Eisendisulfid Batterien (z.B. Energizer Ultimate Lithium).

Spulen lassen sich schlecht zum Speichern von Energie nutzen, da ständig ein Strom fliessen muss, damit die gespeicherte Energie erhalten wird. Wenn die Spule nicht komplett aus Supraleitern besteht, dann entstehen dabei so hohe Verluste, dass die Energie nach kurzer Zeit nahezu vollständig weg ist.

Beschreibe doch mal den Einsatzzweck und die Anforderungen an die gespeicherte Energiemenge und die benötigte Leistung.

[runner02]

Wie gesagt sind die Überlegungen theoretischer Natur...

Ich dachte da an kleine Mengen Energie, wie sie z.B. eine Wetterstation von Conrad etc. braucht.

die laufen ja heutzutage auf Batterien, gewöhnliche Akkus hielten die Temperaturen nicht aus...

[runner02]

Green Caps arbeiten bei -40°C!
Cool!!!

Der Energiegehalt von einem mit 2700F (größter) ist

Eel = 1/2 * C * U^2 -> 0,5*2700F*2,5^2 = 3375 Ws ---> 56,25 Minuten lang 1W ?!?!

Richtig??

[Verata]

Mein Tipp wäre eine Brennstoffzelle. Die funktioniert bis -218°C (dann gefriert der Sauerstoff).

[runner02]

Sauerstoff gefriert bei -180°C. Nee, du hast recht. Flüssig wird er bei -180

(und das Abgas oder Abwasser muss flüssig bleiben)

Stimmt meine Rechnung?? Greencap 2700 F -> 56 Min bei 1W? das wäre ja gigantisch!?

[Jakob L.]

Eel = 1/2 * C * U^2 -> 0,5*2700F*2,5^2 = 3375 Ws ---> 56,25 Minuten lang 1W ?!?!

Richtig??

Nein. Ich komme da auf 8437,5 Ws. Das ist aber auch nur ein theoretischer Wert, da man nicht die komplette Entladung von 2,5V bis auf 0,0V nutzen kann.

So ein 2700F Kondensator ist aber schon recht groß und teuer. Beachte auch die Selbstentladung des Kondensators (sollte im Datenblatt stehen).

[Verata]

Bis -100°C funktioniert eine gute Brennstoffzelle garantiert. Es entsteht ja bei weitem nicht so viel Wasser dass es Kristalle bilden könnte, die so groß sind, dass sie die Membran blockieren. In Satelliten werden auch Brennstoffzellen eingesetzt und das bei unter -200°C im Weltraum.
mfg Verata

[Unregistriert]

Im Weltraum hat man aber keine Temperatur. Die Brennstoffzellen sind zudem innerhalb des Shuttles (15°C)

[Verata]

Und ob der Weltraum hat eine Temperatur ca 2,7° Kelvin. Das ist die Restwärme vom Urknall. Diese Temperatur hat zwar nur eine kleine Wertigkeit, weil die Dichte des Weltraums sehr klein ist (4,7 * 10^−30), aber der Weltraum ist eben kein Vakuum. Und da Satelliten nicht beheitzt sind, kühlen sie sich im Laufe der Jahre auf diese Temperatur herunter. Daher müssen die verwendeten Energiespeicher unter diesen Temperaturen noch gut funktionieren.
mfg Verata

[Besserwessi]

Die 2,7 K sind die Strahlungstemperatur, weit weg von der Sonne. Die Satelliten bekommen ab noch einiges an Strahlung von der Sonne, und auch von der Erde (vor allem wenn sie niedrig fliegen) ab. Die Sonnenseite wird dabei oft recht heiß, die Schattenseite dagegen eher Kalt, aber bei weitem keine 2,7 K. Für so richtig niedrige Temperaturen (z.B. für Sensoren) müssen die noch aktiv kühlen.

Die Brennstoffzellen mögen es eher heiß, denn eine Sorte Ionen muss per Diffusion durch die Membran. Wenn es kalt wird, sinkt die Leistungsfähigkeit dramatisch.

[Verata]

Gut, dann blieben noch die Radionuklidbatterie. Die funktioniert bsolut unabhängig von der Außentemperatur.
mfg Verata

[Unregistriert]

Gut, dann blieben noch die Radionuklidbatterie. Die funktioniert bsolut unabhängig von der Außentemperatur.
mfg Verata

Und schmilzt bei 700-1000°C xD