> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://konstantin-morenko-2.gitbook.io/electrical-technologies-and-batteries/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://konstantin-morenko-2.gitbook.io/electrical-technologies-and-batteries/elektricheskaya-energiya/vozobnovlyaemaya-energiya/chemical-energy.md). # Химические источники энергии Электрохимические процессы, в которых электрическая энергия образуется из смеси химических веществ в гальваническом элементе детально описаны на странице химических элементов, которая так же содержит ссылки с описаниями рабочих характеристик отдельных типов батарей. ![](https://3455823404-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MMZeXDA-8_D2eSijZss%2Fsync%2F1052600ef7504456b90275dfa025d440acd99347.png?generation=1605859196265567\&alt=media) Детальное рассмотрение электрохимической теории, применения батарей, первичных и вторичных источников тока, эффективности, систем управления и зарядных устройств может быть найдено на этом сайте. ## Энергетическая эффективность ### Эффективность хранения Эффективность хранения батарей, выражаемая так же более общим термином энергетической плотности, представляет собой количество энергии, которое батарея может хранить на единицу собственного веса. Этот параметр широко варьируется в зависимости от химических реактивов, использованных при проектировани батарей. Первичные элементы всегда оптимизируются только для разрядного процесса и поэтому обладают большей плотностью энергии, чем вторичные элементы, которые так же должны быть оптимизированы одинаково хорошо для заряда и разряда. Примеры приведены в [таблице стоимости батарей](/electrical-technologies-and-batteries/elektricheskaya-energiya/vozobnovlyaemaya-energiya/chemical-energy.md#costs) ниже. ### Эффективность использования Общая эффективность в целом одного зарядного-разрядного процесса вторичного источника, известна так же как Кулоновская эффективность, и обычно составляет около 90%. ## Стоимость энергии Батареи преобразуют химическую энергию напрямую в электрическую, но это очень дорогой путь для получения электрической энергии. К сожалению, это та цена, которую мы должны платить за портативность. ### Первичные элементы Обычные щелочные батареи типоразмера АА напряжением 1,5 В в розичной продаже стоят около 18 рублей и имеют ёмкость около 2,8 А·ч, что соответствует хранимой энергии в 4,2 Вт·ч. Таким образом, получается, что цена составляет около 4 300 рублей за кВт·ч. Это более чем в тысячу раз больше, чем стоимость электрической энергии, поставляемой потребителям, которые платят 2,5–5 рублей за кВт·ч (цена зависит от местоположения и других факторов). ### Вторичные элементы Перезаряжаемые элементы только хранят энергию, но не являются её источниками (поэтому они и называются вторичными). Они очень дороги, свинцово-кислотная батарея стоит около 4500 рублей за кВт·ч, а сходная литиевая батарея стоит около 12000 рублей за кВт·ч, но цена должна быть сопоставлена с ценой энергии, используемой для хранения. Эта энергия, которая будет храниться в батарее, обычно покупается в централизованной сети и стоит 2,5–5 рублей за кВт·ч, как сказано выше. ## Сравнение цен на батареи Для сравнения цен первичных и вторичных источников мы должны принять во внимание количество циклов заряд-разряд, которые может выдержать вторичный источник (цикл жизни) для расчёта общей стоимости одного цикла и должны учесть в цикле количество энергии, которое используется для заряда ячейки. Таблица ниже показывает сравнительную стоимость различных источников. | Цена покупки, ~~Р~~/кВт·ч | Энергетическая плотность, Вт/кг | Срок жизни, циклов | Цена за один цикл, ~~Р~~ | Цена заряда, ~~Р~~/кВт·ч | Эффективная стоимость, \~\~Р\~/кВт·ч | | | -------------------------- | ------------------------------- | ------------------ | ------------------------ | ------------------------ | ------------------------------------ | ---- | | Щелочной элемент | 4300 | 175 | 1 | 4300 | x | 4300 | | Свинцово-кислотная батарея | 4500 | 40 | 300 | 15 | 5 | 20 | | Литиевая батарея | 12000 | 1000 | 12 | 5 | 17 | | | Электрическая сеть | 5 | x | x | x | x | 5 | ## Результаты сравнения стоимости * Цена покупки одного кВт·ч электрической энергии от батареи в тысячи раз больше цены покупки от централизованной сети, поэтому, если Вам необходимы батареи как альтернативный источник энергии для устройств переменного тока, цена инвертора и его эффективность, составляющие около 10% цены батарей, должны быть приняты в расчёт. * Заряд ячеек требует больше энергии, чем 1 кВт·ч, которая ячейка сможет отдать. Это возникает из-за того, что около 10% энергии должно быть добавлено на неэффективность зарядного устройства и ещё 10% должно быть добавлено на кулоновские потери (в целом за цикл заряд-разряд) батареи. Это добавляет ещё около 0,6 рублей в цену энергии с клемм батареи. * Дороговизна литиевых батарей обеспечивает наименьшую эффективную цену электрической энергии, которая меньше, чем у свинцово-кислотных элементов из-за более длительного срока службы. * Большой вес вторичных элементов в сравнении с одиночными первичными элементами, которые могут хранить гораздо больше энергии в расчёте на единицу веса. ### Ядерные батареи Ядерная энергия состоит в двух преобразованиях: батарея использует тепло, выделяемое ядерной реакцией для последующего термоэлектрического преобразования для выработки постоянного тока. Смотрите так же [ядерную энергетику](/electrical-technologies-and-batteries/khranenie-energii/battery-types/alternatives.md#rtg).