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¿Por qué es la energía eléctrica por lo difícil de la tienda?

¿Alguien sabe una respuesta general a estas preguntas? (Les he pedido juntos porque todas están bastante relacionadas, lo que parece.)

  • ¿Por qué es que nos encontramos con energía eléctrica por lo difícil de la tienda? No acabamos de encontrar la energía difícil de almacenar en general? (...seguramente no, se puede almacenar la energía en bloque, mediante el envío a la cima de una colina.)

  • ¿hay algo en particular acerca de la carga/de la electricidad que hace efectivas las baterías difíciles de producir, y, si es así, ¿qué?

  • Es el problema que estamos teniendo con el almacenamiento de la energía sólo un artefacto de nuestro uso de la energía, o es difícil de almacenar energía eléctrica per se?

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Cleonis Puntos 885

Como se ha señalado por Akash en un comentario: cuando una batería está cargada de energía eléctrica (diferencia de potencial) se convierte en el potencial de la energía química.

En un ideal de la batería sólo reversible se producen las reacciones químicas, de manera que puede aportar muchos ciclos de descarga/recarga. Sin embargo, no es posible el diseño de una batería de tal forma que no se produzcan reacciones no deseadas ocurrir a todos. Con el tiempo los productos de reacciones no deseadas estropear la mezcla. Diseño de la batería es sobre los trade-offs. Las baterías de plomo-ácido que se utiliza en los coches son buenos para muchos ciclos (lo que indica que muy poca capacidad se pierde a irriversible reacciones químicas), pero las de plomo-ácido de la química no es adecuado para los dispositivos portátiles.


Pero también hay formas de almacenamiento de energía eléctrica que no se convierta. Un condensador almacena energía eléctrica directamente.

En un condensador de algunas regiones de su interior obtener un excedente de electrones, y de otras regiones (separados por un aislante con propiedades especiales) se vuelven proporcionalmente electrones agotado.

La fuerza eléctrica es la mente-bogglingly fuerte, y es una fuerza de largo alcance. Que de largo alcance es el gran problema. Para evitar la concentración de la fuerza eléctrica del electrón enriquecido y electrón-agotadas las regiones deben tener una gran área de superficie, y todos que la superficie debe estar muy cerca el uno al otro. (Una forma común para la fabricación de un condensador es la pila de cintas de papel de aluminio y luego rodar hasta que la cinta a un cilindro.)

Cuando un condensador falla, internamente hay un efecto fuera de control. Un condensador debe tener muy fuertes salvaguardias contra fallando, porque si no es una falla catastrófica.


La razón por la que el combustible como la gasolina es tan eficiente como un medio de alta densidad de energía almacenada es que la química de la fuerza entre los átomos de una molécula es muy corto alcance.

Una vez que el combustible se quema una gran cantidad de calor disponible. Que el calor es generado por la atracción entre los átomos de oxígeno desde el aire y el carbono y los átomos de hidrógeno en el combustible. Pero incluso una mezcla de aire y vapor de combustible es aún muy estable; el oxígeno se une en moléculas de oxígeno, el carbono y el hidrógeno se une en el combustible de las moléculas. Se necesita un muy buen disparador para iniciar la combustión. El combustible es tan estable (comparativamente) debido a que la fuerza de atracción química entre los átomos es muy corto alcance.

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Fernando Briano Puntos 3704

Sí, la energía eléctrica es difícil de almacenar.

En mi opinión, por las siguientes razones:

Se disipa rápido con explosivos reacciones en situaciones específicas, ya que depende fundamentalmente de la conductividad que puede ser fácilmente afectada por el clima o por accidente. Más de la energía eléctrica se almacena, mayor es la posibilidad de ruptura de aislamiento. Es como si uno construyó una presa y el agua podía encontrar fácilmente un agujero en el suelo o la rotura de la presa.

Somos frágiles y controladores sujeto a la muerte una vez que encuentro una fuerte corriente eléctrica, lo que significa que debe haber un montón de caer soluciones, por ejemplo a pequeña escala de energías y tensiones.

Las baterías están mejorando a medida que pasa el tiempo, pero no por volumen de almacenamiento de energía.

Para la masiva acumulación de energía eléctrica de bombeo de agua a un nivel superior y su uso como energía hidroeléctrica puede ser considerado. Este problema tendrá que ser resuelto cuando (o si) la energía solar y la energía eólica se vuelven dominantes.

3voto

Yar Puntos 3025

En primer lugar, la electricidad es el flujo de cargas eléctricas. Que es, por definición, no es almacenado en forma de energía, sino de un flujo. Lo que la tienda es siempre interior de la energía: la energía en el núcleo, la energía eléctrica, la energía de enlace dentro de las moléculas (un multi-electrón forma de energía electrónica), e inter-moleculares de la energía (de nuevo esencialmente de energía electrónica),o a granel externo de energía tales como la energía potencial gravitatoria, potencial eléctrico de la energía, o energía cinética

Que nos lleva a la siguiente cuestión: ¿cómo podemos convertir las cargas eléctricas a interno/externo de la energía de algo y, más específicamente, qué tipo de interno/externo de energía

La energía externa

1) Condensadores: Almacenamiento como real separados cargas eléctricas.

2) se Bombea hydro de almacenamiento, la bola en la parte superior de una colina: el almacenamiento como la energía potencial gravitatoria

3) Un giro de volante : energía cinética macroscópica

Interior de la energía

1) Un cambio de fase de almacenamiento: Convertir agua en vapor o hielo, es decir, el almacenamiento de energía como la energía intermolecular), adsorción de hidrógeno en un medio de almacenamiento, etc.

2) Un producto químico/electroquímica de la batería: energía de enlace entre los átomos en una molécula (intramolecular), por ejemplo, el almacenamiento mediante la conversión de agua de vuelta a un combustible de hidrocarburo. Electroquímica, la reducción de los iones de regreso a la no-carga de las moléculas.

3 Crear un combustible nuclear, tal vez.

Entonces, ¿dónde está la dificultad?

1) Dependiendo de la forma que usted elija, usted siempre puede hacer de dos transiciones (Electricidad-de otra forma---de vuelta a la electricidad) que sean pérdidas: Digamos que usted quiere convertir la electricidad en química de combustible mediante la conversión de agua y el CO2 en metano y quema de metano a volver la electricidad cuando se desee. En ir a metano a ahorrar energía, sino que degradan su potencial de trabajo (la parte útil de la energía o exergía). Esto sucede porque genera entropía. Me puede explicar esto en detalle, pero este no es el tema principal de esta pregunta. Esencialmente hay una termodinámico de la pérdida de utilidad de la fracción de energía de tal manera que en lo que va de la electricidad para el metano y de vuelta a la electricidad de nuevo, se obtiene una fracción más pequeña de la espalda.

2) El almacenamiento puede ser permeable o degradantes: Dicen que fueron a la tienda como interior de la energía en una batería. Usted está agregando electrones a este sistema electroquímico y el cambio de su composición. Cada vez que te vas de ida y vuelta un par de moléculas activas permanecen en su estado más estable tal que después de varios ciclos no son lo suficientemente a la izquierda para almacenar mucho. Esencialmente la razón es la misma que antes de generación de entropía.

3) podría ser una limitación a la capacidad de almacenamiento: Dicen que almacena energía empujando las bolas de subida o de almacenamiento de agua en un tanque, sólo hay tantas bolas se puede tomar después de que su colina no tiene ningún espacio a la izquierda. Del mismo modo, si demasiados cargos se insertan en un condensador no podía ser de ruptura dieléctrica del condensador. Si se hace girar un volante de inercia demasiado rápido (para almacenar más energía) podría romperla porque de rotación de tensiones.

Cada uno de estos tres problemas que existen en cada uno de los métodos de almacenamiento de energía.

2voto

Dirk Bruere Puntos 6634

Una respuesta general, que no es de ningún uso en particular es que la energía eléctrica, y las formas en las que almacenamos, normalmente, son de muy baja entropía de los sistemas. La parte inferior de la entropía, más de ellos "quieren" a disiparse y el más difícil es dejar que la tendencia a convertir en (en última instancia) de calor. Misma manera que es mucho más fácil de almacenar el agua que es de 10 degC por encima de la ambiental de 100 degC.

-1voto

user60066 Puntos 1

Necesitamos crear una batería que instantáneamente almacenar una gran cantidad de electricidad en un momento. Ex. Cuando un tornillo de rayos que emite una cantidad muy grande de energía. Sin embargo, una batería necesita tiempo para tomar esa energía y cambio a un producto químico para el almacenamiento.

Supongamos que un rayo es de 500 galones de agua y la batería que tenemos actualmente uso es de 5 galones cubo. Si tomamos 500 galones de agua y se vierte rápidamente en un balde de 5 galones, al instante más de verter sobre el suelo. Por lo tanto, tenemos un gran cubo o un rayo de luz en este caso que la batería que puede contener todo lo que engergy a la vez

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