Sonntag, 25. Juni 2017

Grundlagen: Einfluss Kammerspannung auf Stromstärke

Es wird öfters mal diskutiert wie sich die Spannung der Zelle und die möglichen Ampere zueinander verhalten .
Ich hatte vor einigen Wochen bei einem Bekannten der eine Zelle im Auto fest verbaut hat eine Messung der Gasmenge gemacht , er hatte seine Zelle lediglich durch die Elektrolytkonzentration begrent , ich wunderte mich über die sehr geringe Gasmenge , er sagte das die Zelle vor kurzem noch sehr viel gedampft hat und er nachdem er bei mir war und ich ihm erklärt habe das bei seiner Zellenkonfiguration , er hatte 11 Platten , also durch die Belegung 2 mal 5 Kammern   seine Kammerspannung ja bei fast 2,8 Volt liegt und er dadurch die Zelle sehr heiss fährt und sie so mehr Dampf als HHO produziert , Er hat einfach mal 2 Platten mehr eingebaut damit die Kammerspannung bei nun 2 mal 6 Kammern auf 2,3 Volt reduziert , dabei die zusätzlichen Kammern mit 4mm Plattenabstand versehen während die alten Platten 5mm Abstand hatten was zu sehr unterschiedlichen Kammerspannungen und damit zu Irritationen führt, aber die Elektrolytkonzentration nicht erhöht, die sehr niedrig war. Ich habe dann mal mit einer Amperezange die Stromaufnahme gemessen , sie lag gerade mal bei ca 2 Ampere !

 Nach Faraday fängt die Zersetzungsspannung von Wasser bei 1,23 Volt an , nur fliessen bei dieser Kammerspannung keine nennenswerten Ampere , egal wieviel Ampere man versucht in die Zelle zu bringen , liegt zuwenig Kammerspannung an werden die Ampere durch die Spannung begrenzt. Man kann hoffentlich wenn man die Bilder in einer Reihe ansieht beobachten wie bei steigender Kammerspannung die Ampere immer stärker werden im Verhältnis gesehen zur Kammerspannung . der Wert ist Zellenspezifisch , er kann bei anderen Plattengrössen , Plattenabständen  oder bei stärkerer oder schwächerer KOH konzentration wesentlich stärker oder schwächer werden , das Verhältnis bleibt dabei aber in etwa gleich. Wenn man ein Festspannungsnetzteil nutzt oder die Zelle mit Batteriespannung betreibt sind diese Werte nicht ganz unwichtig um zu wissen wieviel Ampere die Zelle bei jeweiliger Spannung ziehen kann. man kann die Konzentration erhöhen oder schwächer machen , man hat so die Möglichkeit die Zelle durch die Elektrolytkonzentration in der Leistungsaufnahme zu begrenzen , wenn man zum Beispiel die maximale Stromstärke begrenzen will um eine überlastung der Lichtmaschine im Auto zu vermeiden oder die Zelle auf eine bestimmte Menge generell zu begrenzen, so kann man durch das Elektrolyt die Werte extrem stark beeinflussen! Je kleiner eine Zelle in ihrer Aktiven Fläche ist , umso stärker ist die Gesamtbeeinflussung im Verhältnis gesehen!
Ich habe beim letzten Zellentest mal eine Messreihe gemacht , einmal bei kalter Zelle und bei warmer Zelle mit grosszügig bemessener Elektrolytkonzentration:
Hier die Messwerte bei kalter Zelle , mittlere Temperatur der Zelle ca 30 Grad , Aktiver Plattendurchmesser 140mm , 24 Kammern , 5 MM Plattenabstand, KOH Konzentration 10% . Messreihe mit Schaltnetzteil MRGN900, Ampere voll aufgedreht , begrenzung nur durch Spannung . die Zelle ist auf der einen Seite an Plus auf der anderen Seite an Minus angeschlossen die Spannung teilt sich durch die 24 Kammern zur einzelnen Kammerspannung auf .
Gesamtspannung 41,5Volt  ( Kammerspannung 1,73 Volt) es fliesst maximal 1 Ampere


Gesamtspannung 43 Volt ( Kammerspannung 1,79 Volt) Es fliessen maximal 1,6 Ampere

Gesamtspannung 44,1 Volt (Kammerspannung 1,84 Volt) Es fliessen maximal 2,3 Ampere
Gesamtspannung 46 Volt (Kammerspannung 1,92 Volt) Es fliessen maximal 4,6 Ampere
Gesamtspannung 48,1 Volt (Kammerspannung 2 , 00 Volt) es fliessen maximal 8,1 Ampere
Gesamtspannung 49,1 Volt (Kammerspannung 2,05  Volt) es fliessen maximal 9,9 Ampere
Gesamtspannung 51,1 Volt (Kammerspannung 2,13 Volt) es fliessen maximal 14,1 Ampere
Gesamtspannung 52,1 Volt (Kammerspannung 2,17 Volt) es fliessen maximal 16,3 Ampere , das war zum Messzeitpunkt das maximum was das Netzteil bei maximal möglichen 60 VOlt zur verfügung stellt.





Die Kammerspannung verschiebt sich bei warmgelaufener Zelle ( ca 45 Grad mittlere Zellentemperatur) ein ganzes stück nach unten damit die Ampere fliessen, wie man auf den Bildern sieht


Gesamtspannung 39,9 Volt (Kammerspannung 1,66 Volt) es fliessen maximal 1 Ampere
Gesamtspannung 42,0 Volt (Kammerspannung 1,75 Volt) es fliessen maximal 2 Ampere
Gesamtspannung 43,0 Volt ( Kammerspannung 1,79 Volt) es fliessen maximal 3 Ampere)
Gesamtspannung 44,0 Volt (Kammerspannung 1,83 Volt) es fliessen maximal 4,2 Ampere
Gesamtspannung 45,0 Volt (Kammerspannung 1,88 Volt) es fliessen maximal 5,8 Ampere
Gesamtspannung 46,1 Volt (Kammerspannung 1,92 Volt ) es fliessen maximal 7,7 Ampere


Gesamtspannung 47,1 Volt (Kammerspannung 1,96 Volt ) es fliessen maximal 9,8 Ampere

Gesamtspannung 48,1 Volt (Kammerspannung 2,0 Volt ) es fliessen maximal  11,9 Ampere

Gesamtspannung 49,0 Volt (Kammerspannung 2,04 Volt ) es fliessen maximal 14,0 Ampere
 Gesamtspannung 50,0 Volt (Kammerspannung 2,08 Volt ) es fliessen maximal 16,4 Ampere

Man sieht anhand der Messwerte deutlich den Unterschied, welchen Einfluss allein die Zellentemperatur auf die mögliche Leistungsaufnahme der Zelle hat .
 wenn man jetzt die Werte bei 48 Volt vergleicht  8,1 Ampere bei kalter und 11,9 Ampere bei warmer Zelle  das ist eine mehraufnahme an Strom um über 45% nur durch die gut 15 Grad erhöhte Temperatur.
Auch die Effizienz wird  je nach Leistungsaufnahme der Zelle sehr stark durch die Elektrolytkonzentration beeinflusst , dazu aber zu einem späteren Zeitpunkt mehr in einem dafür eigenen Thema .

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