You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
20<br />
Maksimal effekt<br />
Den elektriske effekt man får ud af cellen afhæn<br />
ger af hvordan man belaster den. Nu mel der<br />
spørgsmålet sig om, hvor cellen giver størst effekt.<br />
Man kan måske gætte, at det må være et<br />
eller andet sted, hvor hverken spændingen eller<br />
strømstyrken er for lille. For der er ingen effekt<br />
i at levere en spænding uden strømstyrke og heller<br />
ikke nogen effekt i at trække en strømstyrke<br />
uden spændingsforskel. Effekten P, som måles<br />
i watt, er spændingsforskellen U, som måles i<br />
volt, gange strømstyrken I, som måles i ampere.<br />
Så effekten må være størst, når dette produkt er<br />
størst. Ved at gange polspændingen U i (9) med<br />
strømstyrken IfindervieffektenP<br />
2<br />
P = U ⋅ I = U ⋅ I − R ⋅ I<br />
0 i<br />
Effekten afhænger af strømstyrken, som vist på<br />
kurvenfigur20.Kurvenkaldesenpa ra bel.<br />
Kurven er symmetrisk mellem sine to nul punkter,<br />
og topper i I top = ½ I max , hvor spæn din gen<br />
er U top = ½ U 0 .<br />
Medtallenefralinienifigur19afårvi<br />
I top = ½ ·3,2 A = 1,6 A og<br />
U top = ½ ·0,83 V = 0,415 V ,<br />
som giver den maksimale effekt<br />
P = 0,415 V ·1,6 A = 0,66 W.<br />
Toppunktet for effekten ligger altså lidt længere<br />
tilhøjreifigur19a.Bemærkogsåkurvenforη ,<br />
fx betyder η = 0,5 at virkningsgraden er 50 %.<br />
U 0<br />
U top =<br />
½ U 0<br />
U p<br />
I top = ½ I max<br />
I max<br />
(10)<br />
P<br />
P max<br />
I<br />
Figur 20<br />
Effektivitet og effekt.<br />
Effektiviteten af brændsels<br />
cellen falder ligesom<br />
polspændingen med voksende<br />
belastning (strømstyrke),<br />
se også figur 19a.<br />
Effekten vokser til en<br />
mak simal værdi og aftager<br />
igen (rød kurve).<br />
Kompromis mellem effekt og<br />
virk ningsgrad<br />
Det viser sig, at virkningsgraden er større, jo<br />
størrepolspændingcellenhar,sefigur19a.Vedmaksimal<br />
effekt så vi, at polspændingen kun var<br />
det halve af hvile spæn dingen.<br />
Det betyder desværre, at virk ningsgraden ved<br />
maksimal effekt højst kan blive halvt så stor som<br />
det teoretiske maksimum på 83%, altså cirka<br />
41,5%. Dvs. at 41,5% af brændværdien kan leveres<br />
som elektricitet ved maksimal effekt mens<br />
resten, 58,5% leveres som varme. Der står cirka,<br />
fordi den lineære sammenhæng (9) er en<br />
tilnærmet model.<br />
Man kan køre med en større virkningsgrad, hvis<br />
man belaster cellen mindre, dvs. trækker en mindre<br />
strømstyrke og dermed opretholder en større<br />
polspænding. Taler vi om elværker vil man også<br />
ønske overkapacitet for at have større forsynings<br />
sikkerhed.<br />
Nogle gange er varmebehovet dog stort, og man<br />
er så glad for “spild”varmen og er måske ikke<br />
så interesseret i høj virkningsgrad for elektricitet.<br />
Fx i husstandsanlæg der kan erstatte olie-<br />
eller gasfyr. Ved anvendelse i biler vil plads- og<br />
vægthensyn gøre, at man under kraftig acceleration<br />
må regne med at skulle operere i nærheden<br />
af maksimal effekt. Her vil der så være en del<br />
spildvarme.