Snart lader du mobilen eller PC-en din på 30 sekunder (Ekstra)

[sedsberg]

30 sekunder er nok en smule optimistisk. Men hvis de klarer å få til superkondesatorer med ned mot null selvutlading og kompakt størrelse, samt resten av elektronikken blir mer energieffektiv (så man trenger mindre kapasitet) så kan det gå veldig fort.

[Andrull]

2.5mm^2 og 4mm^2 er du helt på jordet med. Hvor har du det fra da?

 

Nedtransformeringen er også svært effektiv. Som sedsberg er inne på. 90-95% er vanlig. Og er ikke store strømmene det er snakk om som mobilen trekker... Og noe som du selv sier allerede eksisterer i en mobil.

 

Btw: de har allerede modifisert en mobil til å lade på 30 sekunder. Bare å søke på gamle artikler på tek.no så finner du video til det også. Ikke at det er noen sak med kondensatorer.

 

Superkondensatorer har da eksistert lenge. De er bare ikke like kraftige per kilo som LiIon. Noe som da er poenget i artikkelen om grafen som har vesentlig potensiale her.

 

Ohms lov er heldigvis ikke noe hinder da dette er dagligdags for kondensatorer verden over. At det trengs grafen for å gjøre de små nok til å ikke bule ut på mobilen er dog poenget i artikkelen.

 

Med en loten batteribank eller annen energireserve så er det ikke noe problem å lade Elbiler svært raskt. Men som sagt de begrenser seg jo en del til Li-Ion teknologien.

Endret 21. november 2014 av Andrull

[Maxopp]

Om du kjører opp spenningen vill Ah på et batteri eller kondensator synke hvis du skal ha samme vekten, klart hvis du lager en mobil som veier 10 kg med et par 1F kondensatorer så er du inne på noe men jeg snakker om en telefon som ikke veier noe mer en dagens modeller.

[Maxopp]

I følge norsk lov har du ikke lov å overføre mer en 16A på 2.5mm"

[sedsberg]

Kjører du opp spenningen vil Ah synke ja. Men det er Wh som teller.

[nessuno]

2.5mm^2 og 4mm^2 er du helt på jordet med. Hvor har du det fra da?

 

 

Ikke helt på jordet? Javel. Les NEK-400.

Beregningene er ingenting feil med, og at produsenter (av egentlig hva som helst) velger en for tynn kabeltverrsnitt som for eksempel varmtvannsberedere, ovn etc da de oftest har bare 1,5mm2 betyr ikke at dagens hus kan ha det samme frem til stikkontakten derforlegningsmåten, lengden etc alt vil spille inn.

De praktiske problemene er:

1) Hvis man skal lade noe som helst på 30sek, til og med mobiltelefon - for å ikke snakke om bil med batteripakker på mangfoldige kWh - så har ikke folk uttak i sine hus kraftige nok til å levere energien som trenges.

2) Selv hvis de hadde, tenk deg vanlig ukedag klokken 1600-1800 da alle kommer hjem og skal lade bilene sine på 30 sek. Det vil føre til en forbruk som vil kvele dagens nett totalt.

3) Øke spenningen av batteriene (eller "supercapacitors" eller hva som helst) betyr aller oftest seriekobling, og batterier med liten størrelse der alle cellene er fysisk bygget "i ett" vil da kreve enda mer isolasjon enn hva de har idag og det vil øke tykkelsen/dimensjonene betraktelig. Forholdsvis lave spenninger er dermed en fordel.

4) Samme batteriene, hvis man beholder den moderate spenningen vil kreve en total omdimensjonering i forhold til ladekontakter. For å si det slik - Lightning kabelen er ikke tykk nok, og kontaktene ikke beregnet for strømmen.

5) Hvis man allikevel teoriserer om at spenningen skal økes uansett, og ser bort fra de ulempene jeg skrev om, husk at "berøringssikre" spenningen er under 50V (kan diskuteres hvorvidt 49,999 volt er da berørings"sikker" eller ei) og passerer det tallet må hunn/hann koblinegene dimensjoneres på nytt siden spenningsnivåer over 50V krever en annen IP grad, som vil føre til større koblinger, tykkere kabler etc.

6) Mitt "favorittproblem": lagret energi. Ikke tynnfilm li-po-ion batterier idag har relativt liten lagret energi (700w/kg så vidt jeg husker, utenå slå det opp i wiki). Tilsvarende pga intern motstand, mengden med elektrolytt etc så er brannfaren relativt "ufarlig", dvs verste scenario er stikkflammer fra sidene. Har man derimot supercapacitor, thin-film batterier eller bedre, øker både Ikmax og den totale lagrede enegrien som er i batteriet, samt tiden gjennom hvilket energiet slippes ut. Forklart med andre ord - en kortslutning eller skade som fører til kortslutning vil minne stadig mindre om kjemisk brann og mer om høyenergetisk ekplosjon. Desto nærmere batteriene kommer energitettheten til f.eks. hydrocarboner desto mer dramatisk vil fyrverkeriet være. Så for eksempel et batteri på 5wH idag i en mobil som vil ellers bety en stygg brent lår hvis den tar fyr i lommen, uten å øke energitettheten vil det bety et hull i låret i tilfellet batterier som har ekstremt høyt Ikmax.

[Andrull]

 

2.5mm^2 og 4mm^2 er du helt på jordet med. Hvor har du det fra da?

 

 

Ikke helt på jordet? Javel. Les NEK-400.

Beregningene er ingenting feil med, og at produsenter (av egentlig hva som helst) velger en for tynn kabeltverrsnitt som for eksempel varmtvannsberedere, ovn etc da de oftest har bare 1,5mm2 betyr ikke at dagens hus kan ha det samme frem til stikkontakten derforlegningsmåten, lengden etc alt vil spille inn.

 

Vel nettopp, ut på jordet. Man kan da ikke sammenligne det med hvordan kabeldimensjoneringen er i hus og installasjoner med dette... Kjenner det går kaldt oppover ryggen når folk kommer drassende med NEK400 på design av produkter og tilsvarende.

 

Det finnes mange grunner til at det er fullstendig på jordet, men viktigst av alt er MYE kortere kabellengde (0,5-1m er typisk), DC, og ikke noe som befinner seg i en isolert vegg, trenger ikke samme sikkerhetsnivå, kun brukt i svært korte intervaller.

 

15A er noe som går gjennom de vanlige lederene mine fra strømforsyningen inne i maskinen (AWG16), og det er problemfritt. Og AWG16-15 er ikke spesielt tykt, og vil ikke være noe spesielt problematisk med tanke på tilkoblingen. Når du da heller ikke har fryktelig tykk isolasjon, så blir ledningen tynn og letthåndterlig.

 

 

 

 

1) Hvis man skal lade noe som helst på 30sek, til og med mobiltelefon - for å ikke snakke om bil med batteripakker på mangfoldige kWh - så har ikke folk uttak i sine hus kraftige nok til å levere energien som trenges.

Jo det har de. 800-900W går fint på de fleste kurser. Og selv med høyere ladestrøm i starten, så går det helt fint.

2) Selv hvis de hadde, tenk deg vanlig ukedag klokken 1600-1800 da alle kommer hjem og skal lade bilene sine på 30 sek. Det vil føre til en forbruk som vil kvele dagens nett totalt.

Angående billading så er det kjent problematikk at dagens vanlige hus ikke har i nærheten av å lade dagens EL-biler raskt nok. Men så spørs det om det trengs. Om biler bare trenger å lade 30 sek, så vil de kunne lade på "ladestasjoner" eller andre dimensjonert for slikt. Det er uansett noe rart å sammenligne kommende teknologi i bruk med gamle strømsystemer og ladesystemer. For har man først slike superkondensatorer så er det ikke noe i veien med å også plassere de på ladestasjonen i huset ditt. Da kan kondensatoren lade opp i løpet av mens man bruker bilen.

 

 

 

 

4) Samme batteriene, hvis man beholder den moderate spenningen vil kreve en total omdimensjonering i forhold til ladekontakter. For å si det slik - Lightning kabelen er ikke tykk nok, og kontaktene ikke beregnet for strømmen.

Ja, åpenbart...

 

 

 

6) Mitt "favorittproblem": lagret energi. Ikke tynnfilm li-po-ion batterier idag har relativt liten lagret energi (700w/kg så vidt jeg husker, utenå slå det opp i wiki). Tilsvarende pga intern motstand, mengden med elektrolytt etc så er brannfaren relativt "ufarlig", dvs verste scenario er stikkflammer fra sidene. Har man derimot supercapacitor, thin-film batterier eller bedre, øker både Ikmax og den totale lagrede enegrien som er i batteriet, samt tiden gjennom hvilket energiet slippes ut. Forklart med andre ord - en kortslutning eller skade som fører til kortslutning vil minne stadig mindre om kjemisk brann og mer om høyenergetisk ekplosjon. Desto nærmere batteriene kommer energitettheten til f.eks. hydrocarboner desto mer dramatisk vil fyrverkeriet være. Så for eksempel et batteri på 5wH idag i en mobil som vil ellers bety en stygg brent lår hvis den tar fyr i lommen, uten å øke energitettheten vil det bety et hull i låret i tilfellet batterier som har ekstremt høyt Ikmax.

Burst dics vil nok kunne hjelpe på problematikken.

 

 

5) Hvis man allikevel teoriserer om at spenningen skal økes uansett, og ser bort fra de ulempene jeg skrev om, husk at "berøringssikre" spenningen er under 50V (kan diskuteres hvorvidt 49,999 volt er da berørings"sikker" eller ei) og passerer det tallet må hunn/hann koblinegene dimensjoneres på nytt siden spenningsnivåer over 50V krever en annen IP grad, som vil føre til større koblinger, tykkere kabler etc.

Ja, om det er 50V eller 49,9V er teknisk sett rimelig ubetydelig. Ja, som envt var det altså snakk om 48-50V, ikke 50V nøyaktig. For jeg er enig i at det er naturlig holde seg under 50V for ikke å komme i kollisjon med bla. lavspennignsdirektivet osv..

 

 

 

3) Øke spenningen av batteriene (eller "supercapacitors" eller hva som helst) betyr aller oftest seriekobling, og batterier med liten størrelse der alle cellene er fysisk bygget "i ett" vil da kreve enda mer isolasjon enn hva de har idag og det vil øke tykkelsen/dimensjonene betraktelig. Forholdsvis lave spenninger er dermed en fordel.

Nja, på kondensatorer så er det potensielt lettere å bare øke spenningen som kondensatoren tåler. Med batterier med cellespenninger så er du nødt til det, mens på kondensatorer så er det bare et designvalg. Å seriekoble kondensatorer virker relativt ineffektivt da kapasiteten faller rimelig drastisk også.

 

Så forholdsvis lave spenninger er i grunn ikke nødvendigvis det man foretrekker her. Så klart, det dielektriske materialet på innsiden må jo økes med spenningen, som igjen øker størrelsen. Men da kaster du ikke bort 1/20 del av kapasiteten om du skulle hatt 20 kondensatorer i serie.

 

Dagens superkondensatorer har nok ganske lav spenning da de ikke bare ønsker å skryte av høyest mulig kapasitet, men også gjøre de lettere å kombinere til korrekte nivåer som ønskes.

Endret 21. november 2014 av Andrull

[nessuno]

Vel nettopp, ut på jordet. Man kan da ikke sammenligne det med hvordan kabeldimensjoneringen er i hus og installasjoner med dette... Kjenner det går kaldt oppover ryggen når folk kommer drassende med NEK400 på design av produkter og tilsvarende.

 

Du kan ta din frustrasjon over på deg selv, i ditt mangelfulle forståelse av problemstillingen:

Som jeg skrev er mange "forbrukerenheter" hvis vi kan kalle det slik, alrede underdimensjonert. For eksempel har jeg OSO varmtvannsbereder hjemme som er laget med CE godkjenning og full pakke, koblet i en godkjent stikkontakt. Men hvis jeg starter berederen "kald" blir det varmeutvikling i stikkontakten pga overgangsmotstand. Alt der i skjønneste orden - men selv da er det såpass grunn til at jeg skal bytte den til den brede stikkontakt typen som man bruker på kokeplater.

En annen nylig endring ifmb husinstallasjoner som kom i kraft er kravet om nok stikkontakter der TV skal installeres, for å fase ut bruk av skjøteledninger.

 

Så et spørsmål til deg: tror du virkelig at en introduskjon av batteri som har *betydelig* endrede krav til effekt/forbruk på lader siden, kommer ikke til å føre til økte krav til både uttak hjemme i huset (tilfellet mobil, PC etc), endrede krav til ladekontakter til bil, og ikke minst endrede krav til ledninger/selve laderen siden vi snakker om en BETYDELIg økning i effekt - ditt eksempel med 900W kontra patetiske 5-15 watt i en vanlig mobillader?

Du bør også prøve å forestille deg hvordan en 900-watts mobillader ser ut, og hvordan en hva, 500KW lader eller noe sånt til bil ser ut. Bare tenk deg størrelsen for å sette ting litt i konrast her.

 

At du er "frustrert" av NEK400... ja da kan du også være "frustrert" av krav til brannsikkerhet etc, det er ikke et teknism men et mentalt problem.

 

Jo det har de. 800-900W går fint på de fleste kurser. Og selv med høyere ladestrøm i starten, så går det helt fint.

 

Og hva med "peak" i forbruk, selektivitet og samtidighetsfaktor?

Om biler bare trenger å lade 30 sek, så vil de kunne lade på "ladestasjoner" eller andre dimensjonert for slikt.

 

 

Flere varianter her:

1) Hjemmelading, som har vært ett av de store fordelene med elbiler, er da utelukket, i allefall med denne ladetiden/energien

2) "elstasjoner" erstatter bensinstasjoner, og vil kreve hva, høyspentledere til å forsyne de? Eller vanlig laspent, men ha sine egne batteri/kondensatorbanker i tillegg?

Burst dics vil nok kunne hjelpe på problematikken.

 

Du har ikke skjønt problematikken: ved en minket indre motstand (som er en foutsentning for rekordrask opp/utlading) vil det ikke spille noe rolle om batteriet er pakket fint inn i tynn polymer slik som de fleste i mobile enheter er idag, om den er "naken" eller den er i en beholder med burst disc. TIDEN som den vil frigi energien sin på, og mengden med energi som vil bli frigjort vil være så rask og så stor at det vil være en betydelig fare for liv og helse. En brust disc er kun et supplement til en trykkbestandig beholder der PUNKTET hvor trykket skal utløses skal være kontrollert. For eksempel i en bil. Men den tryller ikke vekk energien for den del.

Og som jeg sa - hvis batteriene skal bli så bra som man har tenkt, altså supercapacitor eller thin-film med energier som nærmer seg 10kWh/kg, det eneste som vil redde deg er en stålvegg. Tenk deg følgende: 100kWh batteri, dette tilsvarer ca 10 liter bensin i energi. Som brenner opp ikke fort, men øyeblikkelig. Det er problemet.

Nja, på kondensatorer så er det potensielt lettere å bare øke spenningen som kondensatoren tåler.

 

Superkondensatorer, og ikke vanlige kondensatorer, bruker elektrolytt som begrenser driftspenningen, så den er umulig å øke. Konvensjonelle kondensatorer har tykkere isolerende materiale pga økt spenning, og dermed er upraktiske i noe som helst bruk som skal erstatte batteri.

Endret 21. november 2014 av nessuno

[Andrull]

 

Du kan ta din frustrasjon over på deg selv, i ditt mangelfulle forståelse av problemstillingen:

Som jeg skrev er mange "forbrukerenheter" hvis vi kan kalle det slik, alrede underdimensjonert. For eksempel har jeg OSO varmtvannsbereder hjemme som er laget med CE godkjenning og full pakke, koblet i en godkjent stikkontakt. Men hvis jeg starter berederen "kald" blir det varmeutvikling i stikkontakten pga overgangsmotstand. Alt der i skjønneste orden - men selv da er det såpass grunn til at jeg skal bytte den til den brede stikkontakt typen som man bruker på kokeplater.

En annen nylig endring ifmb husinstallasjoner som kom i kraft er kravet om nok stikkontakter der TV skal installeres, for å fase ut bruk av skjøteledninger.

Så et spørsmål til deg: tror du virkelig at en introduskjon av batteri som har *betydelig* endrede krav til effekt/forbruk på lader siden, kommer ikke til å føre til økte krav til både uttak hjemme i huset (tilfellet mobil, PC etc), endrede krav til ladekontakter til bil, og ikke minst endrede krav til ledninger/selve laderen siden vi snakker om en BETYDELIg økning i effekt - ditt eksempel med 900W kontra patetiske 5-15 watt i en vanlig mobillader?

Du bør også prøve å forestille deg hvordan en 900-watts mobillader ser ut, og hvordan en hva, 500KW lader eller noe sånt til bil ser ut. Bare tenk deg størrelsen for å sette ting litt i konrast her.

Og hva spiller 900W fra veggen? Du bør kanskje vurdere å oppgradere det elektriske anlegget hvis du ikke har mulighet til 900W i 30 sekunder. De fleste går ut fra at det bør være mulig å koble på en støvsuger på de fleste uttak. Og den trekker typisk 2-2,4 kW.

Ja, det vil være flere ting som kan skape peaks i husholdningen, men hvor stort problem er det virkelig. I et moderne hus, (så vell som en del ikke fullt så moderne) så takler de fint variert bruk. Måtte det være støvsuger, AC, Varmepumpe, Ovn, PC osv.. At du nå får EN ting ekstra, er virkelig ikke et stort problem. Spesielt ikke når det er snakk om 30 sekunder om dagen. Mener du virkelig DET blir et problem? Det er ikke snakk om noe ekstra energiforbruk. Og over mange hus så vil disse "peaksa jevne seg ut og lande på samme nivå som dagens.

 

 

 

At du er "frustrert" av NEK400... ja da kan du også være "frustrert" av krav til brannsikkerhet etc, det er ikke et teknism men et mentalt problem.

Jeg er ikke frustrert over NEK400, men folk som ikke forstår dens begrensninger og hva den er ment for. Det er ingen som designer en mobbillader eller mobil som følger NEK400. For det er jo ikke her den er ment å brukes.

 

Spør deg selv, har egentlig din erfaring med varmtvannsbereder så mye med saken å gjøre? For her er det vel rett og slett du som har en mental sperre, hvor du synes at det ikke er tilstrekkelig. Om det er med god grunn eller ei, er nok dog umulig for oss og vite. Det jeg vil frem til er fortsatt at det er fullt mulig å lage en slik lader med langt mindre dimensjoner uten at det oppstår problemer.

 

For kjør kalkulasjonene selv og du vil med en gang se at det å bruke 2,5mm^2 og 4mm^2 ledere ville vært massiv overdimensjonering. Skal vi sammenligne så er det helt OK å sammenligne med dagens marginer, og ikke hva du personlig mener gir bedre sikkerhet. J

 

Som du sikkert vet så vil DC ha noe mindre spennignstap enn tilsvarende 50Hz, 0,5m-1m kabel vil ha MYE mindre spenningstap enn en kanskje 20m lang ledning, og siden det er lave spenninger så er isolasjonen mye mindre, og kablene går ikke i husveggen, samt at den korte avstanden betyr at lederen vil lede en del av varmen inn i selve strømforsyningen også. Og til syvende og sist så er det snakk om 30 sekunder...

 

Så om NEK400 sier f.eks maks 15-16A på 2,5 mm^2, ja så kan du ha langt mer når du tar med de parameterene ovenfor uten at det går utover sikkerheten.

 

Og nei, kablene i maskinene jeg testet, ble ikke noe varmere enn tilsvarende andre uten særlig last, så spesielt på kanten er det heller ikke. Lignende forholdstall har jeg også brukt i andre prosjekter med godt hell.

Sitat

Jo det har de. 800-900W går fint på de fleste kurser. Og selv med høyere ladestrøm i starten, så går det helt fint.

 

Og hva med "peak" i forbruk, selektivitet og samtidighetsfaktor?

 

I praksis så vil det nok bli akkurat like store peaks i strømnettet, som når ola nordmann kobler mobilen sin i veggen etter lading mellom kl 15:00-18:00. Eller 22-24:00. Med så korte tilfeldige peaks så blir det rimelig godt spredt utover.

 

 

 

Du har ikke skjønt problematikken: ved en minket indre motstand (som er en foutsentning for rekordrask opp/utlading) vil det ikke spille noe rolle om batteriet er pakket fint inn i tynn polymer slik som de fleste i mobile enheter er idag, om den er "naken" eller den er i en beholder med burst disc. TIDEN som den vil frigi energien sin på, og mengden med energi som vil bli frigjort vil være så rask og så stor at det vil være en betydelig fare for liv og helse. En brust disc er kun et supplement til en trykkbestandig beholder der PUNKTET hvor trykket skal utløses skal være kontrollert. For eksempel i en bil. Men den tryller ikke vekk energien for den del.

Og som jeg sa - hvis batteriene skal bli så bra som man har tenkt, altså supercapacitor eller thin-film med energier som nærmer seg 10kWh/kg, det eneste som vil redde deg er en stålvegg. Tenk deg følgende: 100kWh batteri, dette tilsvarer ca 10 liter bensin i energi. Som brenner opp ikke fort, men øyeblikkelig. Det er problemet.

Jeg forstår problematikken, og har ikke påstått at det er en soleklar god løsning der ute.

 

Dog når det kommer til superkondensatorer i bil mot bensin. Så mangler det ikke på tilfeller hvor 10L bensing har brent opp med en gang for å si det sånn. Så det var kanskej en noe uheldig sammenligning.

 

Men i en eksplosjonen/gassutviklingen ta korteste vei, som da eventuelt kan være designet for å slå nedover/bakover osv... Og en eksplosjon vil begrense seg i hvor mye gass som nå blir holdt under trykk og hvor raskt den ekspanderer, ikke bare hvor rask utladningen blir. Det er ganske begrenset hvor mye volum væske og følgelig hvor mye gassvolum du kan produsere i en kondensator før den blåser ut. Voldsom eksplosjon, men på bil så er jeg noe skeptisk til hvor vanvittig det blir.

 

Dog, ta f.eks et lyn sin utlading vil skape en sjokkbølge grunnet vanvittig oppvarming av gasser, men ikke noe i forhold til en bensineksplosjon, tross svært mye energi.

 

Edit:

Angående størrelsen så blir den noe større ja, men ikke noe voldsomt mye større enn det vi har på ladere/strømadaptere til andre ting. Alt etter som hvordan den er dimensjonert. F.eks at den senker strømtrekket utover 30 sekunder (ved flere gjentatte mobiloppladinger).

Endret 21. november 2014 av Andrull

[nessuno]

OK jeg gidder ikke diskutere mer (selv om du er både sakelig og interessant diskusjonsopponent), bottom line i alt jeg skriver er dette: økt kapasitet, økt lade og kortslutningsstrøm og økt energitetthet kommer ikke "gratis". Det trenges for det første selve vidunderbatteriert (som enda ikke finnes) og flere sikkerhetsmessige og designmessige aspekter må takles før dette er både sikkert og praktisk. Noen av de aspektene er nokså graverende; og det er egentlig hele poenget mitt, for ingen teknologier kan bare komme inn på markedet og "vips" så har vi tatt kvantesteg. Har ikke skjedd før, og kommer ikke til å skje denne gangen heller.