Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Research on electrochemical energy storage - a case study

Jan Wiktor Balicki

Abstract

In this piece of work there is presented a review of the energy storages in terms of their stationary usage. The selected physical and chemical features of energy storages are introduced below. On the basis of the economic and technical analysis of primary and secondary law sources there are presented essential conclusions which come from the European Union’s and Polish’s politics about climate and energy. This politics supports the development of distracted energy storages. What is more, in this piece of work there are also reflections on electrochemical energy storages, which were narrowed down according to the literature. These energy storages are important from the perspective of civil consumerism development in Poland. This piece of work was written to conduct positional research of electric energy storages using specially constructed aggravating structure, which was working as a controlled source of electricity. Research was carried out to check the impact of the battery’s loading features on static and dynamic discharges, to appoint and to introduce its selected electrical, tensive and temperature features, and to analyse received results. The lead and acid battery, type VRLA with gel electrolyte made by MW Power Company was used during the research. That research was made in two stages. In the first stage the battery was examined by static discharging made with three electrical values in terms of big load. In the second stage there were made three measurements of dynamic discharging, which were made by the two periodically changed values of load of the electricity. Station was operated and controlled by the programme made in LabVIEW. During each of measurements there was measured quality of the tension on battery terminals and three temperature levels: on battery terminals, on the cover of the battery and around the battery. Each of these measurements was analyzed with the help of Matlab Programme and was presented in the graph in function of the time of discharging. Owing to the research it is possible to see differences during permanent and changeable load of the structure. According to this research it was said that the chemical processes taking place during discharging by the constant current are comparable for every measurement and they can be easily divided into three stages: period of increased activational polarization, period of sulfation the electrodes and increased ohmical polarization and period of intense passivation of the electrodes. During the dynamic discharging there were mostly observed losses related to activational and concentrational polarization. Research of electrochemical storage was carried out to establish foundations of the further scientific work. The research gives a chance to model electrochemical processes taking place in an electrochemical cell and to construct a simulating model of the battery in a selected external cycle of load.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Jan Wiktor Balicki (FACME) Jan Wiktor Balicki,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Badania elektrochemicznego magazynu energii - studium przypadku
Supervisor
Robert Gumiński (FACME/IV) Robert Gumiński,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Jędrzej Mączak (FACME/IV) Jędrzej Mączak,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-09-2016
Issue date (year)
2016
Pages
55
Internal identifier
SIMR; D-1490
Reviewers
Jakub Lasocki (FACME/IV) Jakub Lasocki,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Robert Gumiński (FACME/IV) Robert Gumiński,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Statyczny cykl obciążeniowy, 2. Dynamiczny cykl obciążeniowy, 3. Elektrochemiczny magazyn energii, 4. Badania stanowiskowe
Abstract in Polish
W pracy zaprezentowano przegląd magazynów energii pod kątem ich stacjonarnego wykorzystania. Przedstawiono wybrane cechy fizyko-chemiczne magazynów energii. Na podstawie przeprowadzonej analizy ekonomiczno-technicznej źródeł prawa pierwotnego i wtórnego zaprezentowano najistotniejsze wnioski płynące z polityki klimatyczno-energetycznej Unii Europejskiej oraz Polski, wspierającej rozwój rozproszonych magazynów energii. W dalszej części pracy, na podstawie przeglądu literatury zawężono rozważania i skupiono się na elektrochemicznych magazynach energii, szczególnie istotnych z punktu widzenia rozwoju prosumenctwa obywatelskiego na terenie Polski. Celem pracy było przeprowadzenie badań stanowiskowych magazynów energii elektrycznej przy wykorzystaniu specjalnie skonstruowanego układu obciążającego, pracującego jako regulowane źródło prądowe. Badania miały na celu sprawdzenie wpływu właściwości obciążeniowych akumulatora na statyczne i dynamiczne rozładowania, wyznaczenie i przedstawienie jego wybranych charakterystyk prądowych, napięciowych i temperaturowych oraz przeanalizowanie otrzymanych wyników. Do badań wykorzystano akumulator kwasowo - ołowiowy typu VRLA z elektrolitem żelowym firmy MW Power. Badania akumulatora przebiegały dwu-etapowo. Pierwszym etapem było zbadanie akumulatora poprzez rozładowania statyczne trzema wartościami prądu w zakresie dużych obciążeń. W drugim etapie wykonano 3 pomiary rozładowań dynamicznych, zmieniającymi się cyklicznie dwoma wartościami prądu obciążenia. Stanowisko było kontrolowane i sterowane poprzez program napisany w LabVIEW. Podczas każdego z pomiarów mierzono wartości napięcia na zaciskach akumulatora oraz trzy wartości temperatur: na zaciskach, na obudowie oraz otoczenia akumulatora. Każdy z pomiarów został przeanalizowany wykorzystując program Matlab i przedstawiony w postaci wykresu w funkcji czasu rozładowania. Dzięki badaniom można zobaczyć różnice podczas stałego oraz zmiennego obciążania układu. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że procesy chemiczne zachodzące podczas rozładowania stałym prądem są porównywalne dla wszystkich pomiarów i można je podzielić na trzy etapy: okres zwiększonej polaryzacji aktywacyjnej, okres zasiarczania elektrod i narastania polaryzacji omowej oraz okres intensywnej pasywacji elektrod. Podczas rozładowywania dynamicznego przeważają straty związane z polaryzacją aktywacyjną oraz stężeniową. Przeprowadzone badania magazynu elektrochemicznego będą stanowiły podstawę do dalszych prac nad zamodelowaniem procesów elektrochemicznych zachodzących w ogniwie elektrochemicznym oraz stworzeniem modelu symulacyjnego akumulatora w wybranym zewnętrznym cyklu obciążeniowym.
File
  • File: 1
    Jan_Balicki_251368.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 13622

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTd4fd00c5533a4767ab847394791e36f8/
URN
urn:pw-repo:WUTd4fd00c5533a4767ab847394791e36f8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page