Specifik energi
Specifik energi er defineret som energi pr masseenhed: J/kg eller i SI enhed: m2/s2.
Specifik energi typer
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
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
- kapacitet-i-As = kapacitet-i-Ah * (3.600 sekunder/h), h(our)=time=t=h.
- 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)
- batterivægt-i-gram = 12.000 gram = 12,5kg * (1000 enheder/kilo)
Kilder/referencer
- ^ 4. jan. 2011, dr.dk: Se din 2010-fjernvarmepris her
- ^ "Updated 19-8-2005, Rechargeable & non-rechargeable cells - comparisons". Arkiveret fra originalen 11. januar 2013. Hentet 11. maj 2014.
- ^ lhfoder.dk: Briketter 25kg brunkul
- ^ 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)..."
- ^ 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..."
- ^ 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..."
- ^ fantombike.dk: Batteri Litium 36V, 9AH til Marathon (Webside ikke længere tilgængelig)
- ^ 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 ..." - ^ 2009: www.lifebatt.eu, www.lifebatt.com: Sandia report Arkiveret 16. marts 2012 hos Wayback Machine
- ^ Sælges pt (2012) kun i USA og Canada: buya123batteries.com: ALM Lead Acid Replacement Batteries, Userguide
- ^ http://a123systems.textdriven.com/product/pdf/1/ANR26650M1A_Datasheet_APRIL_2009.pdf