Energiatihedus

Energiatihedus ($Ws/kg$ või $Ws/m^{3}$) on mistahes tüüpi akumulaatoreid iseloomustav parameeter, mis näitab, kui palju energiat on üks või teine aku võimaline salvestama sama massi või ruumala juures.

Elektriakude näitel on energiatihedus 2010 aasta seisuga kõigi akude tootjate ning akutoitel töötavate seadmete tootjate vaieldamatult suurim probleem ning väljakutse - kuidas toota akut, mis võimalikult väikese massi ning ruumala juures suudaks salvestada võimalikult suure laengu või kuidas toota toodet, mis oleks võimalikult suure kasuteguriga või tarbiks sama töö juures vähem voolu.

2006. aasta seisuga oli kõige suurema energiatihedusega aku Liitium-ioon aku vastavalt energiatihedusega 140$Wh/kg$.

Näitlikustav ülesanne energiatihedusest

Küsimus

Olgu meil alalisvoolu elektrimootor võimsusega 80kW ehk 80000W, mida me soovime kasutada automootorina tavalises sõiduautos. Meie ülesanne on kokku panna akupakk, mis suudaks mootorit täisvõimsusel toita 10h järjest. Meil on kasutamiseks Liitium-ioon akud, mille energiatihedus on 140$Wh/kg$. Kui suure massiga (kg) saab see akupakk olema? Kas akude tootjad peavad selle ülesande näitel veel pingutama, et akude energiatihedust parandada?

Lahenduskäik

• Olgu energiatiheduse tähiseks p ($Wh/kg$), võimsuse tähiseks P ($W$), aja tähiseks t ($h$) ning massi tähiseks m ($kg$).

$p=P*t/m$, sellest mass $m=P*t/p$.

• Paneme tuletatud valemisse ülesandes antud arvväärtused sisse ning arvutame vastuse:

$m=80000*10/140$=5714kg

Vastus

• Kui me soovime 80kw elektrimootorit täisvõimsusel toita 10h akupakiga, mille energiatihedus on 140$Wh/kg$, siis me peame kokku panema akupaki massiga 5714kg
• Akutootjad peavad kindlasti veel edasi töötama, kuna tavaline sõiduaoto sellist massi vastu ei pea

Vaata ka

• Sülearvuti toide
• Aku