Skiftet fra fossile brændstoffer til bærbare strømforsyninger åbner mulighed for anvendelser i en større skala end benzindrevne generatorer nogensinde er blevet leveret. Brug af avancerede batterier til at drive alt, brug af solpaneler og små vindmøller til at oplade batterier, og endda brug af brændselsceller til at omdanne brint til elektricitet til brug i naturen kunne være måder at udvikle konceptet bærbar elektricitet på.
Vi mener, at avanceret bærbar strømteknologi kan imødekomme en række udfordringer, vi fokuserer på ni forskellige applikationer og introducerer nye grønne, rengørings- og sikkerhedsløsninger.
Nødstrømforsyning
Levering af strøm under afbrydelser er den mest velkendte bærbare strøm applikation for boligejere. Mange drives af forbrændingsmotorer, som kører på naturgas og tænder automatisk, når nettet svigter. Faktisk kan de køre, så længe de har brændstof nok, og er store nok til at køre køleskabe og frysere, lys og fjernsyn og endda varmepumpe klimaanlæg og varmesystemer. Desværre producerer de en masse drivhusgasemissioner.
Udskiftning af konventionelle generatorsystemer kan ske på flere måder. Store batterier, såsom Tesla Powerwall, kan være en del af husholdningsapparatsystemer. Under normale forhold er batteriet fuldt opladet ved hjælp af strøm fra nettet, og hvis strømmen går ud, vil batteriet strømme hjemmet uden drivhusgasemissioner. (Undtagen elektricitet produceret af nettet til opladning af batterisystemer)
Fordi forbrændingssystemer ikke producerer giftige emissioner, kan batteristrømmen køre indendørs og være lydløs. Ulempen er dog, at forsyning af store trækkraftenheder som klimaanlæg eller varmepumper kræver store og dyre batterier, der har en opladningslevetid på blot et par timer. Opladning af dem fra nettet efter strømmen er genoprettet er også en lang proces, der tager mange timer. Det er også muligt at oplade ved hjælp af solpaneler, som kun tilføjer et par timer til den samlede driftstid for de fleste solpaneler, selvom nettet forbliver lukket.
Hæren
Det amerikanske militær har anerkendt indførelsen af avancerede bærbare strømsystemer som en livreddende strategi. En af de farligste opgaver soldater udfører i fjendens territorium er at køre konvojer til baser og forposter. Bomber og andre eksplosive anordninger (IED'er) placeret på veje kan ødelægge hele tankskibe og forårsage alvorlige skader eller død for føreren og besætningen. Ud over at bruge dieselgeneratorer til at drive basen, kan sol- eller vindkraft bruges til at drive lejren om natten eller når der ikke er vind, ved hjælp af overskydende strøm lagret i batterisystemet. Vedvarende energi reducerer antallet af brændstofkonvojer betydeligt og forbedrer sikkerheden.
En anden anvendelse af bærbar strøm er som en bærbar strømkilde til soldater i marken. En moderne soldat bærer 120 til 200 pund udstyr. Ud over våben, ammunition og kropsrustning forventes amerikanske hærs infanterister at bære op til 25 pounds (11,34 kg) batterier. Batteristrøm kan bruges til at drive alt fra nattesyn udstyr til radiokommunikation til smartphones, tablets og nye teknologier som globale positioneringssystemer. Den nuværende efterspørgsel efter elektricitet er omkring 12 watt og forventes at fordoble i 2025.
Lithium-ion batterier, på grund af deres lettere vægt og højere energitæthed, har alle næsten erstattet andre typer batterier båret af soldater i de sidste par årtier. Lithium-svovldioxid primære batterier, som har en lang holdbarhed og er nemme at opbevare, kan bruges i elektroniske enheder som GPS og trådløs kommunikation. Genopladelige lithium-ion batterier kan anvendes i taktiske radioer, termiske kameraer, elektroniske radarinterferencebølger (ECM), elektroniske støtteforanstaltninger (ESM) i radarbånd og bærbare computere.
bygning
Du kan se og høre lithium ion drevne bærbare strømkilder i form af værktøj på ethvert offentligt sted. Hver bærbar boremaskine, sav, elektrisk lampe og fladsliber kan bruge genopladelige lithium-ion batteripakker, som ofte er udskiftelige mellem enheder fremstillet af samme producent.
Disse elværktøjer oplades ofte af en benzindrevet generator, men nye muligheder er for nylig dukket op. Fords F-150 PowerBoost hybrid pickup, for eksempel, har et Pro Power indbygget system, der giver 2,4 kilowatt eller en valgfri 7,2 kilowatt. Der er op til fire 120V20A power output porte og en 7,2 kW 240V30A power output port i bagagerummet af pickuppen. Ford gør opmærksom på, at det 7,2 kilowatt indbyggede Pro Power-system kan Power metalhuseværksteder, herunder plasmaskærere, TiG svejsere, skæresave, luftkompressorer, flade slibemaskiner og arbejdslys.
Landbrug/havebrug
Tung industri dieseldrevne traktorer, der anvendes i landbrug og byggeri, er nu målet for elektrificering af industrigiganter som John Deere og Mahindra. Elektriske traktorer arbejder hele dagen på mudrede marker eller meget barske områder (seks timer på en enkelt opladning) og kan bære meget store lithium-ion batteripakker (150 KW/h eller mere) og kan oplades så hurtigt som muligt for at sikre brug.
Et andet mål for store virksomheder er autonome elektriske køretøjer. Disse autonome elektriske køretøjer vil være i stand til at dyrke, så, gøde og sprøjte marker uden tilstedeværelse af en chauffør.
Ud over at reducere emissionerne er elektriske drivsystemer mere holdbare end dieselmotorer, hvilket reducerer vedligeholdelsesomkostninger og nedetid på grund af mekaniske fejl.
Bærbare batterienheder finder også vej ind i hjemmehaven og haven markedet. Intet er mere irriterende end støjen fra en benzindrevet blæser. Heldigvis har elektriske blæsere været på markedet i mere end 10 år og kan vare 30 til 90 minutter ved hjælp af lithium-ion batteripakker. Selvom det er nok for de fleste boligejere, har kommercielle brugere brug for batterier, der kan vare længere, og elektriske blæsere er det næste skridt.
Trådløse elektriske plæneklippere stod oprindeligt over for de samme begrænsninger som mange batteridrevne enheder, men fremkomsten af lithium-ion batterier har givet boligejere en mere praktisk maskine. Fordelene ved en ubegrænset elektrisk plæneklipper er langt større end fordelene ved en benzindrevet plæneklipper.
camping
Campingpladsgeneratorens summen er endnu værre. Rv's og autocampere trailere kan give komfortabel plads, men alt dette kræver strøm. Uden landkraft kan motorer kun drives af diesel, benzin eller naturgas, hvilket forårsager støj og miljøforurening.
I stedet kan vi bruge bærbare kraftværker. Kraftværket, som er omkring størrelse med en mikrobølgeovn, er et stort genopladeligt batteri, der kan oplades med husholdningsanlæg eller tilsluttes et bærbart solcellenet.
Det bærbare kraftværk kan levere strøm nok til små applikationer på kort tid uden støj og røg fra drivgeneratoren.
Betydelige begivenheder
Store begivenheder kræver meget magt. For eksempel vil den 43. Ryder Cup golfturnering blive afholdt på Whistling Straits Golf Course i Wisconsin den 24.-26. september 2021, hvor der kræves mere end 100 faciliteter såsom strøm, varme og køling. Disse omfatter tribuner, catering, store tilskuer videoskærme, driftsbygninger, PGA Championship golfbutik, den internationale pavillon og åbnings- og lukkeceremonierne.
For at imødekomme strømforbruget blev 100 generatorer installeret til at producere i alt 23.000 kilowatt, herunder en 20 kilowatt propangenerator, der erstattede konventionelle dieselgeneratorer på ryder Cup kontorer, reducerede kuldioxidudledningen med 19 tons og reducerede brændstofomkostningerne med 30%.
Fire 30 kW batterier er blevet forberedt til brug i dagtimerne for at minimere motortiden, holde støjniveauet på et minimum, så fans kan nyde spillet og spare yderligere 24 tons CO2.
Havmiljøet
Skibe har brug for særlig strøm, fordi våde og ofte salte havforhold kan ødelægge marineelektronikken. På kommerciel plan er luftforurening i havne et primært miljøproblem, såsom forurening, der direkte påvirker beboerne i nærheden. Elektriske skibe og havnemaskiner har således fået stor opmærksomhed.
Yachts har også brug for meget elektricitet, fordi de er udstyret med radioer, GPS og andet navigationsudstyr, radar, lydere og en række underholdnings-, aircondition- og varmeudstyr. Konventionelle skibsbatterier oplades af en generator på en kørende motor, men solpaneler er installeret på toppen af dækket og kabinen for at give opladning uden at producere drivhusgasemissioner. Nogle sejlbåde har helt afskaffet benzin- eller dieselmotorer, i stedet brugt elektriske motorer med lithium-ion batteripakker, som kan genoplades med solenergi eller ved at bruge motorer som generatorer under sejlads.
medicin
Vi tænker normalt ikke på batterier til medicinsk udstyr som bærbare strømkilder, men alt fra at høre aids til pacemakere kan være bærbare. En komplet pakke af batterikemikalier anvendes til medicinske formål, herunder ni-Cd, NiMH og alkalisk mangan. Mange medicinsk udstyr kører på ikke-genopladelige primære batterier. For eksempel anvendes zink-luft batterier almindeligt til at høre aids. Disse engangsbatterier giver høj energitæthed, er lette og relativt billige at fremstille. Disse materialer er også relativt sikre at bortskaffe i miljøet.
Lithium-ion batterier vokser i popularitet som valget til elektriske køretøjer, personlig elektronik og lagerenheder til stadig større strømforsyninger. Medtronic er en anden virksomhed, der har omfavnet lithium-ion batterier siden 2004, hvilket gør alle sine genopladelige batterier lithium-ion. Virksomheden anvender et induktivt ladesystem, der kan bæres på en patient og lades gennem huden.
I lang tid har specifikke medicinske batterier øget omkostningerne til udvikling og fremstilling. Det vil gavne markedet for medicinske batterier, da der gøres en indsats for at udvikle stadigt bedre, mere kraftfulde og pålidelige batterier, især lithium-ion-batterier, f.eks. til personlige elektroniske enheder og elektriske køretøjer.
rejse
Håndholdte navigationsenheder, såsom GPS, gør mange udendørs typer vandre- og cykelture sikrere. Derudover kan bærbare nødsignaler og satellittelefoner redde liv i nødsituationer. Bærbare nødsignaler og satellittelefoner har pålidelig driftskapacitet gennem lithium-ion batteripakker, et resultat af udviklingen af personlige computere og andre elektroniske enheder.
Ladningssystemet giver dig mulighed for at oplade din smartphone, men lommestørrelsen gør det nemmere at rejse.