Чем закрыть батареи: на кухне, в комнате, в ванной

Содержание

на кухне, в комнате, в ванной

Закрыть батареи отопления нужно тоже грамотно. Эстетика — это, конечно, важно, но в холодной комнате вам будет не до красоты. Потому рассматривать все варианты нужно еще и с технической точки зрения. Об этом и будет идти речь ниже:  о том, как закрыть радиатор отопления и не сильно снизить его эффективность. Задача непростая, но выполнимая.

Как правильно закрыть батарею с точки зрения обслуживания

Радиаторы, как и трубы отопления, нуждаются в периодическом обслуживании. Они иногда начинают течь, забиваются, требуется временами стравливать воздух и т.д.  А все потому, что в наших сетях течет далеко не идеальный теплоноситель. К тому же качество некоторых современных отопительных приборов далеко не эталон. Все это приводит к тому, что рано или поздно появляются течи.

К радиатору нужно обеспечить свободный (или хотя бы относительно свободный) доступ

Чаще они появляются в местах, где стыкуются секции радиаторов, или где подключаются трубы. Для обеспечения герметичности стыков там стоят прокладки, он со временем они теряют эластичность или разрушаются. Ко всем этим местам должен быть свободный доступ.

Из всего сказанного следует, что закрывать батарею нужно так, чтобы можно было быстро получить доступ к ней. Лучший вариант — приставная конструкция, которая не закреплена на стене «наглухо». Если вас беспокоит безопасность, сделайте замковое крепление: на стене можно установить кронштейн, на который будет навешиваться экран для отопления. Подойдет любое другое крепление, которое обеспечит оперативный демонтаж.

Как  при установке экрана несильно снизить теплоотдачу

Задача батарей — отдавать тепло воздуху. И это происходит двумя путями:

  • конвекцией;
  • тепловым излучением.

    Так движутся потоки воздуха возле радиатора. Закрывая экраном его нужно сделать так, чтобы вред был минимальным

Передача тепла методом конвекции происходит в том случае, когда воздух, проходя мимо нагретой секции, сам нагревается. Для улучшения движения воздуха на современных отопительных приборах делают специальные ребра-воздуховоды. Но их наличие  — не гарантия хорошей теплопередачи. Нужен еще свободный доступ и отток воздуха. Только так будет нормально проходить воздух, и разносить тепло по комнате. Это значит, что закрыть батарею в комнате нужно так, чтобы сверху оттоку воздуха ничего не мешало. В идеале сверху не должно быть никакой преграды. Там и так есть уже подоконник. Второе препятствие сразу снизит теплоотдачу. Но если все-таки какая-то горизонтальная крышка есть, она должна быть с большим количеством отверстий. И отверстия должны занимать не менее 40% поверхности, а лучше 50-60%.

Крышка сверху радиаторного экрана должна быть проникаемой для воздуха

Но и это не все. Снизу также должно быть достаточно большое расстояние от пола до экрана. Через  эту щель должен проходить холодный воздух и подниматься вверх вдоль секции батареи, нагреваясь по пути. Размер от пола до верхнего края экрана — 8-12 см. Лучший вариант — наличие ножек. Худший, но приемлемый, — отверстия большого размера или значительная перфорация (много дырочек небольшого размера).

Снизу тоже должно быть отверстие, через которое воздух будет заходить к батарее

Тепловое излучение происходит в инфракрасном диапазоне. Для него любое препятствие — уже потери: лучи отражаются и рассеиваются, так и не достигая середины комнаты. Потому желательно экран перед радиатором ставить снова-таки с большим количеством отверстий.

Даже при соблюдении всех этих требований, теплоотдача батарей снизится. И нужно быть к этому готовыми. Если вы только планируете систему, примите это к сведению, и возьмите пару лишних секций. Они восполнят потери.

Используя все те же свойства теплового излучения, можно теплоотдачу повысить. Первое средство — за радиатором прикрепить слой фольги, а лучше — фольгированного вспененного теплоизолятора. Если на стену повесить только фольгу, количество тепла, уходящего в стену, снизится раз в 5. Оно отразится в сторону комнаты, где действительно станет теплее. Но если на стену прикрепить тонкий теплоизолятор, на который нанесена фольга (поверхность должна быть гладкая и блестящая), то потери тепла снизятся в 20 раз. И это только от куска теплоизолятора. Но только один нюанс: просто положить его  — толку не будет. Нужно прикрепить к стене. И при этом между стеной и задней стенкой радиатора должно быть расстояние не меньше 2-3 см. Тогда отражение теплового излучения будет эффективным.

Экран из фольги сделает отопление более эффективным

Второе средство тоже простое, но эффективное. Мы знаем, что темные матовые поверхности хорошо поглощают тепло. И это можно использовать. Покрасьте тыльную поверхность экрана на батарею в темный цвет.  Часть теплового излучения будет им поглощаться, а затем передаваться воздуху в комнате. Если вы все равно будете закрывать батарею экраном, то нужно это сделать грамотно с наименьшими потерями тепла.

И еще есть конструктивные особенности, которые помогут при установке экрана на батарею повысить теплоотдачу, а не снизить ее.  Для этого нужно его правильно располагать. Как, смотрите на схеме.

Правильно расположив экран для радиатора отопления, можно теплоотдачу даже увеличить

Чем закрыть и как

Из всего сказанного выше следует: что нужен пластичный материал с хорошим коэффициентом теплопередачи. Сразу на ум приходят металл. И это действительно так. Правильно сделанный металлический экран может не снизить температуру в комнате, а повысить ее: увеличивается площадь теплоотдачи. Но лучшая теплоотдача у меди (серебро — не в счет) и алюминия. Если вы закроете батареи отопления перфорированными экранами из этих материалов, то точно не замерзнете. Металлические экраны лучше всего вписываются в кухонные интерьеры, могут подойти и для комнат, но декорированных в стиле хай-тек.

Металлический экран — не самый привлекательный, может быть, но с самой хорошей теплоотдачей

Если по стилю в помещение вписывается ковка, то можно сделать кованую решетку, а саму батарею использовать как контрастный фон. Чугунные стандартные секции  — не вариант, но современные, которые представляют собой почти плоскость — отличный фон. В таком исполнении отопительный прибор станет элементом декора. Этот вариант подходит для комнат или прихожих. Гораздо гармоничнее такой декор будет  смотреться, если есть хотя-бы еще один предмет, оформленный тоже ковкой.

Ковка смотрится просто потрясающе. Только в варианте справа, радиатор очень четко виден. Вот в этом случае можно в качестве фона использовать лист перфорированного металла контрастного цвета

Очень привлекательны и декоративны деревянные решетки. Но не сточки зрения теплоотдачи — она у нее очень плохая, а с точки зрения пластичности. Можно сделать красивые узоры из дерева. Даже вполне обычная решетка или планки смотрятся уже неплохо. Надеяться в этом случае на повышение теплоотдачи не приходится — она непременно снизится, но если отверстия будут достаточно большими, то немного.

Решетка для радиатора из древесины — бессметрная классика

Привлекательны еще экраны для радиаторов  из МДФ, ДВП, ОСБ. Но уже по причине относительно малой цены. Красиво закрыть батарею можно и с их помощью. Есть неплохие готовые варианты, но если вы дружите с лобзиком и умеете хорошо им орудовать, может получиться эффектный экран. Если сделать достаточно большие отверстия, то и передача тепла будет походить нормально. Нужно только использовать материалы с классом эмиссии не ниже E1, а лучше — E0. Они стоят дороже, но при нагреве не будут выделять вредных веществ (а греться будут весь отопительный сезон).

Комбинация цветов и фактур и батареи просто не существует

Очень неплохим вариантом может стать комбинация двух материалов. Например, на перфорированном листе из металла (в лучшем случае — алюминия) закреплена декоративная панель из дерева или того же МДВ. Вариант очень хорош. И с точки зрения теплоплотехники и с точки зрения дизайна. Металл хорошо передает тепло, а декоративная панель отвлекает внимание от батареи.

Не самая удачная мысль — скрыть батареи отопления под гипсокартоном. Этот материал — отличный теплоизолятор. Хорошее свойство, но не для этого случая. Кроме того, пересыхая, он начинает крошиться и пылить. Ситуацию можно немного выправить. Для этого нужно будет гипсокартон предварительно обработать водным раствором клея ПВА. Сначала пройдитесь по поверхности специальным валиком с шипами, наделайте дырок. Затем несколько раз покройте лист водным раствором полимера. После высыхания у него повысится теплопроводность, пылить он даже при пересыхании не будет.

Если нужно скрыть радиатор, можно сделать для него нишу из гипсокартона, а потом закрыть ее или деревянной решеткой, или метлалической

Но даже из такого гипсокартона закрывать батарею гипсокартоном полностью не стоит. Если так нужна ниша — сделайте ее из обработанного листа, а решетку, например, из дерева или стальную. Но она обязательно должна быть съемной. Так будет обеспечен хоть какой-то доступ к радиатору. А вообще, лучше сделать такую конструкцию, которая будет разбираться и собираться. Например, углы не зашпаклевывать, а закрыть уголками, которые крепить на саморезах. Разобрать можно, хоть и не очень быстро, зато и не монолит, который в случае чего придется просто ломать.

Еще менее удачны идеи — закрыть батарею в комнате ПВХ или другими пластиками. Теплопроводность у них ничуть не лучше, чем у гипсокартона, но тут делу ничем уже не поможешь. Наиболее приемлем такой вариант в ванной комнате или на кухне. Тут и дерево, и металл чувствовать себя будут не лучшим образом. Потому если закрыть батарею пластиком, то только там. Требования те же: сверху и снизу как можно меньше препятствий, плоскость сильно перфорированная, максимально свободный доступ для ремонта и обслуживания.

Закрыть батарею пластиковым экраном можно в ванной или на кухне

Есть еще один очень современный и нестандартный подход — экран из стекла с нанесенной фотопечатью. С точки зрения теплоотдачи вариант очень плохой. Разве что вы сделать его из стеклянных ламелей.

Стеклянный экран для радиатора смотрится отлично, но теплоотдачу понижает не менее, чем в два раза

Итоги

Задаваясь вопросом, чем и как закрыть батарею отопления, не забудьте о технических требованиях и теплоотдаче. Во-первых, нужно обеспечить свободную конвекцию, а во-вторых, хороший теплообмен. И нужно чтобы был доступ для обслуживания батареи в случае протечки или аварийных ситуаций. Для этого все поверхности должны быть перфорированы по -максиму, а сам экран не должен быть наглухо прикреплен к стене.

Как и чем закрыть батарею отопления своими руками

Одно из требований — доступность радиатора. Он может дать течь, его придется заменить или отремонтировать. Поэтому лучше выбирать конструкции, которые легко снимаются. Желательно, чтобы у них не было фиксированного крепления. Подойдут накладки с откидной дверцей, выдвижным механизмом. Как минимум, на случай поломки должны оставаться доступными вентили, места соединения с трубами, термоголовка и резьбовые соединения. 

Второй важный момент связан с количеством тепла, поступающим в дом. Любой короб уменьшает его. Особенно, если он глухой, полностью закрыт сверху или имеет плотное плетение. Лучше выбирать что-то более открытое и не располагать отопительный прибор слишком глубоко. Чтобы уменьшить теплопотери, можно поставить сплошной экран на ножки, а в середине вырезать паз.

Еще один способ компенсировать теплопотери — установить за батареей теплоотражающий экран. Например, пенополиэтиленовый.

Еще несколько советов

  • Перед тем как закрыть радиатор, подготовьте его: вымойте, продуйте. 
  • Расстояние между маскирующей конструкцией и отопительным прибором должно составлять 35-50 мм.
  • Минимальный промежуток между ним и подоконником, а также полом — 60-70 мм. 

Учитывайте эти рекомендации при выборе декоративной накладки. После ее установки температура в комнате не должна понижаться больше, чем на 1-1,5°С.

Сначала расскажем про самые распространенные конструкции. 

Решетки, панели, накладки из различных материалов

Они могут быть приставными, навесными, самодельными или покупными. Чаще всего устанавливают несколько разновидностей элементов:

  • Металлические. Влагоустойчивые, термостойкие изделия, практически не препятствующие теплообмену. Минус — многие модели выглядят офисно, а это не добавит уюта вашему дому. Но всегда можно найти необычный вариант или заказать индивидуальный дизайн. 
  • Пластиковые. Обладают теми же преимуществами, что и металлические. Их легко устанавливать самостоятельно — это займет нескольких минут. Минус — со временем материал может потемнеть. 
  • Деревянные. Натуральное дерево хорошо выглядит даже в простом исполнении, оно экологично. Недостаток — материал достаточно капризный. Есть риск того, что изделие рассохнется или, напротив, разбухнет от влаги. 
  • МДФ, ХДФ (ДВП). Они термоустойчивы, легко монтируются, впишутся в любую комнату, кроме ванной. К сожалению, такие решетки не переносят длительный контакт с водой. Поэтому, если произошла авария, последствия нужно убирать очень быстро. 

Существуют также стеклянные экраны для батарей отопления. Они очень красиво смотрятся в современном интерьере, добавляют ему воздушности, их легко мыть. В продаже найдутся и лаконичные модели, и украшенные рисунком. Это прекрасное решение с декоративной точки зрения, но спорное с практической. Такую панель сложно снимать, непросто устанавливать и самое главное — она съедает 40-50% тепла. Хороший вариант для квартир, в которых слишком жарко. 

Еще один материал, из которого изготавливают экраны — искусственный ротанг. Это сетка, сплетенная из целлюлозных волокон с добавлением капроновой нити. Ее можно окрашивать, она прочная, красивая. Недостаток — не подходит для помещений с повышенной влажностью и дороже стоит. 

Гипсокартон

Сантехники не рекомендуют зашивать радиатор в такой короб. Особенно, если он старый и есть вероятность протечки. Для доступа к прибору нужно предусмотреть дверцу или быть готовым разобрать изделие. Правда, есть четыре преимущества:

  • Влагоустойчивость, если купить материал с такой характеристикой. 
  • Отсутствие вредных испарений.
  • Низкие цены. 
  • Возможность расширения подоконника, создания ниши в фальш-стене и покраски.

Но также и недостатки.

  • Хрупкость. ГКЛ сложно назвать ударопрочным — в случае повреждения придется менять всю обшивку. 
  • Громоздкость. Короб съедает пространство под подоконником. 
  • Длительность установки. Понадобится не меньше двух-трех часов. 

Если вы все-таки решили использовать этот материал, вот инструкция, как закрыть батарею в комнате с его помощью. 

Подготовительный этап состоит из очистки и продувки отопительного прибора, а также сбора инструментов. Список того, что понадобится для работы:

  • Листы ГКЛ толщиной 12 мм.
  • Карандаш.
  • Рулетка, линейка, уровень, уголок.
  • Жидкие гвозди, шурупы, дюбели.
  • Профили из металла 2 размеров: 27*28 и 60*27.
  • Отвертка, перфоратор, шуруповерт.
  • Строительная сетка с самоклеящейся поверхностью.

Замаскировать можно всю стену или только часть под подоконником. Короб устанавливают в пол или оставив промежуток над и под ним. При разметке нужно учитывать, что края конструкции должны выступать за батарею минимум на 10 см. 

  • Сделайте разметку на стене. 
  • Приставьте к линиям профиль, сделайте метки под отверстия с шагом в 15-25 см.
  • Просверлите отверстия и прикрепите профиль 27*28, а затем перемычки 60*27.
  • Сделайте разметку на гипсокартоне, нарежьте его канцелярским ножом, прикрепите саморезами к каркасу.
  • Швы между листами заполняются шпаклевкой с сеткой. Сами листы также шпаклюют и красят. 
  • Для уменьшения теплопотери мастера рекомендуют просверлить в поверхности отверстия в как можно большем количестве. 

Еще одна, наглядная инструкция по обшивке ГКЛ на видео. 

Покраска

Один из простых способов оформления радиатора. Подходит для чугунных и стальных панельных конструкций. Современные модели из алюминия покрасить будет сложно. Придется наносить много слоев, а результат получится непривлекательным. Можно сделать их однотонными, подобрав оттенок под интерьер, контрастными или создать красивый рисунок. В этом случае помогут трафареты из художественных магазинов, техника декупаж. 

Для работы подойдут водно-дисперсионные, акриловые и алкидные краски. Все они устойчивы к высоким температурам. Акриловые быстрее сохнут, почти не выделяют неприятного запаха. Алкидные, напротив, отличаются едкими испарениями. Этого недостатка лишены водно-дисперсионные составы, но они менее прочные, быстро стираются, на них появляются царапины. 

Существуют молотковые краски по металлу. Они создают неоднородную фактуру с эффектом чеканки. Это удачный вариант, если нужно скрыть различные дефекты старой поверхности: сколы, трещины. 

Начинать покраску нужно с подготовительного этапа:

  • Очистить поверхность от грязи. Пыль, осевшую внутри, смывают ершиком с пульверизатором. 
  • Убрать нанесенную ранее краску. Это делают смывочным раствором, дрелью с насадкой-щеткой или строительным феном — он плавит слой и его можно снять шпателем.
  • Купить две небольших кисточки: прямую и изогнутую для внутренней части отопительного прибора или поролоновый валик для панельного радиатора. 
  • Перекрыть поступление кипятка, дождаться остывания. 

Кроме перечисленных инструментов вам понадобятся перчатки, защитные очки, респиратор или марлевая повязка, газета или клеенка для защиты окружающих поверхностей. 

Ткань

Еще проще задекорировать батарею маленькими занавесками, подвешенными на липучку или леску под подоконником, или оконными шторами до пола. Первый вариант особенно удачно смотрится в интерьерах прованс и шебби-шик. В детской комнате уместны самодельные чехлы с ярким принтом или аппликацией. Вот преимущества такого экрана:

  • Он недорого стоит. 
  • Почти не снижает теплоотдачу. 
  • Его можно часто менять в зависимости от настроения или нового ремонта.
  • Есть быстрый доступ к отоплению на случай аварии.

Последний плюс — легкая ткань выглядит не так громоздко, как гипсокартон, металл, дерево, МДФ. Единственный минус заключается в том, что такое оформление не подойдет для квартир в минималистичном, хай-тек или классическом стиле. 

Мебель

Радиатор можно спрятать в мебели. Самый простой способ — сделать перестановку и закрыть его диваном или столом. При этом, расстояние между предметами должно быть не менее 10 см. В кухне отопление часто маскируют подоконником-столешницей. Его расширяют, а внизу делают шкафчик с дверцами. Кроме того, прибор можно встроить в барную стойку, откидной столик (вариант неудобен тем, что перекрывает тепло), стеллаж, гарнитур, скамью, консоль. Главное условие — обеспечить циркуляцию воздуха. Для этого на фасаде нужно сделать отверстия. 

Ниша

Способ для квартир, в которых еще только устанавливают систему отопления. Радиатор в этом случае находится внутри стены. Это усложняет ремонт, съедает пространство, если для сооружения ниши использован ГКЛ, но при этом комната не станет более холодной. 

Сетка 

Вариант подходит для ванной. Сверху и снизу отопительного прибора прикручивают полочки, а на них закрепляют сетку, на которую можно повесить какие-либо предметы. 

Ширма 

Невысокая декоративная, резная или обычная перегородка также скроет громоздкий объект. На нее можно прикалывать фотографии, рисунки, полезные заметки. 

Помимо перечисленных конструкций, для маскировки радиатора используют сушилку для белья, декоративные камины, кованые решетки, кладку из кирпича. Посмотрите фотоподборку интересных декоративных решений. 

чем закрыть батареи отопления и как спрятать в комнате, варианты декора, как красиво закрывают и чем можно задекорировать отопительные приборы

Батареи отопления далеко не всегда могут послужить украшением интерьера. Поэтому их приходится прятать, декорировать всеми возможными способами. Попробуем разобраться, как же сделать это красиво и правильно.

Особенности и требования

Декорирование радиаторов отопления – не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Необходимо не только скрыть неприглядный радиатор, но и сохранить комфортную температуру в помещении. Очевидно, что закрытые батареи дают в разы меньше тепла, да и доступ к ним становится затруднен.

Чтобы правильно закрыть батареи и не снизить при этом теплообмен (или хотя бы снизить незначительно), необходимо понять, каким образом радиаторы нагревают помещение, по какому принципу они работают. И выбирать декор так, чтобы он представлял собой минимальную помеху при выполнении батарей своих функций.

Для этого хорошо подойдут съемные или приставные экраны, не имеющие основательных креплений. Это нужно, чтобы к радиатору в любой момент мог быть обеспечен доступ. Такая необходимость может возникнуть неожиданно, а если батарея будет вмонтирована в стену, гипсокартонный короб или закрыта экраном, «намертво» прикрепленном к стене, – конструкцию придется ломать. Демонтировать ее без ущерба не получится.

Еще одним важным критерием при выборе декора является то, насколько он повлияет на теплоотдачу. Обогрев помещения происходит за счет выделения инфракрасного излучения (оно нагревает предметы) и конвекции (нагревает непосредственно воздух).

Сплошные экраны, лишенные зазоров снизу и сверху, станут серьезной преградой и для первого, и для второго. Оптимальным вариантом станут перфорированные, резные или ламельные экраны, не закрывающие батарею ни сверху, ни снизу. Либо закрывающие незначительно.

Чтобы воздух мог равномерно прогреваться, он должен иметь возможность свободно заходить снизу батареи, проходить через нее и выходить сверху уже теплым. Плотно «укупоренный» радиатор не дает ему такой возможности, поэтому и снижается температура. Что касается ИК-излучения – оно просто не может пройти сквозь сплошной, непроницаемый экран, который обеспечивает практически стопроцентную теплоизоляцию батареи.

В последнее время можно увидеть, что батареи часто закрывают стеклянными экранами с фотопечатью. Конечно, такое решение обладает высокими декоративными свойствами, однако, температура в помещении, снабженном таким декором, значительно падает.

Оптимальным решением для любого интерьера станет деревянный перфорированный или резной экран. Главное – чтобы в нем было как можно меньше сплошной поверхности и как можно больше отверстий, позволяющих воздуху свободно циркулировать. Кроме того, что дерево гармонично вписывается практически в любой стиль интерьера, нужно выделить еще такое его свойство, как экологичность. При нагревании оно не будет выделять никаких вредных веществ. Даже наоборот – под воздействием тепла древесина выделяет эфирные масла, которые оказывают положительное влияние на здоровье человека (разумеется, речь идет о натуральном дереве).

Экономные способы

Чтобы спрятать старые батареи отопления, вовсе не обязательно использовать дорогостоящие материалы и конструкции. Есть немало бюджетных способов закрыть неприглядные радиаторы, при этом сохранив высокие показатели теплообмена и легкий доступ к системе.

К таким способам можно отнести:

  1. Окрашивание. Даже старые, советские образцы батарей можно превратить в стильный элемент интерьера, покрасив их в тон стенам или же, наоборот, в контрастный цвет. Затраты при этом минимальны, а польза – очевидна: сохраняется возможность быстрого доступа к радиатору, конвекция ничем не затруднена, в помещении сохраняется комфортная температура. Такие радиаторы впишутся в любой интерьер, от современного лофта до классики, главное – правильно подобрать цвет.
  2. Текстиль. Самое простое – закрыть батареи шторами, которые спускаются до пола. Главное, следить, чтобы не было возможности возгорания ткани от слишком горячих батарей. Или же – если вариант со шторами не вполне приемлем – можно натянуть на деревянный каркас ткань, которая гармонирует по цвету со всем прочим текстилем в комнате, и этим экраном закрыть радиаторы. Сквозь ткань воздух легко проходит, она не представляет никакой тому преграды, а значит, и теплоотдача не уменьшится.
  3. Недорого обойдется и использование таких материалов, как пластик, МДФ-панели, гипсокартон. Однако они имеют и существенный недостаток – понижение тепла в помещении. Да и с точки зрения экологичности, эти материалы оставляют желать лучшего. Тот же пластик, например, лучше использовать в ванной, чтобы закрыть кран, на кухне, то есть в помещениях с повышенной влажностью, где то же дерево, тот же металл быстро придут в негодность из-за внешних факторов. Короба из МДФ-панелей или гипсокартона обладаю хорошими теплоизоляционными свойствами, что в данном случае совершенно не нужно. Да и подобраться к системе будет затруднительно.

Конечно, низкая стоимость – существенное преимущество материала, и для многих оно является решающим. Однако не стоит забывать, что его основная функция – обеспечить не только эстетическую привлекательность системы отопления, но и тепло в квартире. Поэтому ориентироваться исключительно на цену все-таки не стоит.

Хорошим сочетанием доступности, эстетичности, экологичности и способности пропускать тепло обладают деревянные конструкции. Простая решетка из узких планок, которые продаются в любом строительном магазине, способна эффектно скрыть радиаторы и не помешает их нормальной работе. Кроме того, подобное решение будет органично смотреться в любом интерьере. Недаром дерево издревле использовалось при оформлении домов. Его своеобразная природная эстетика, тепло, уют, которое оно привносит в дом, ценятся и востребованы до сих пор.

Если же в качестве фона для резной деревянной панели выбрать металлический лист – медный или алюминиевый – такое решение принесет двойную пользу. Дерево возьмет на себя декоративную функцию, а благодаря металлу температура в комнате не только не понизится из-за закрытой батареи, но, возможно, даже повысится.

Популярные решения

В настоящее время существует множество способов скрыть старые чугунные батареи под окном. Экраны из самых разнообразных материалов, ниши, покраска, вмонтирование в стену – варианты на любой вкус. Но если задекорировать радиаторы отопления в гостиной, спальне или детской довольно просто – достаточно подобрать решение, которое будет гармонировать с общим стилем интерьера – то в помещениях с характерными условиями (например, на кухне, ванной) – это сделать сложнее.

Для этих комнат необходимо подобрать такой материал, который выдержит и повышенную влажность, и перепады температур, и возможное воздействие пара, химических веществ. И при всем при этом будет не токсичен. Оптимальным вариантом станет покраска радиаторов в тон стенам или же контрастным с ним цветом. Такой способ декорировать трубы – наиболее часто встречающийся в ванных комнатах.

Что касается прочих помещений дома, здесь все зависит исключительно от фантазии и бюджета хозяев. Но основные требования к экранам для радиаторов должны соблюдаться в любом случае. Ведь их основная задача – скрыть неприглядные элементы отопления без ущерба для теплоотдачи. Поэтому любой экран должен обеспечивать свободную циркуляцию воздуха и ИК-излучение. По крайней мере, создавать незначительные тому препятствия.

Популярные сейчас стеклянные экраны, конечно, обладает высокой декоративностью, прекрасно смотрятся в интерьере, но они значительно сокращают теплоотдачу, а значит, способствуют понижению температуры в помещении. Такой декор можно использовать, если обогрев осуществляется еще каким-либо способом, например, при помощи теплых полов.

Довольно часто можно встретить и такое решение – радиаторы монтируются внутрь стены, а для прохождения тепла оставляется небольшое окошечко (или два), закрытых решеткой. Мало того что в этом случае температура в помещении значительно падает, так еще и доступ к системе становится практически невозможен – для этого придется ломать стену в прямом смысле этого слова.

То же относится и коробам из гипсокартона, фанеры, МДФ, ДСП и других подобных материалов. Снижение теплоотдачи, затрудненный доступ к системе против декоративности. Выбор каждый делает для себя сам.

Набирают популярность сейчас экраны из металла – меди или алюминия. Такие модели не только не понизят, но могут и повысить температуру в комнате. Нагреваясь от радиатора, такие экраны сами выполняют роль батареи, и дополнительно обогревают помещение.

Если комната оклеена обоями – элементы отопления можно декорировать при помощи остатков. Нарезав их полосками и приклеив на радиаторы (конечно, термостойким клеем), можно при минимальных затратах получить прекрасный элемент декора, который гармонично впишется в интерьер.

В детской комнате вообще можно дать волю фантазии, а можно привлечь к процессу и обитателей помещения. Дети с радостью возьмутся за украшение собственного жилища и сами подскажут, как бы они хотели декорировать батареи. Любимые мультики, сказки, собственное воображение, в котором комната – вовсе не комната, а корабль, танк или гоночный автомобиль. Все это можно использовать при декоре радиаторов.

Советы дизайнеров

Чтобы декоративно оформить старые радиаторы отопления, не обязательно тратить большое количество средств, сил и времени. Их можно просто покрасить. Свежеокрашенные батареи будут хорошо смотреться и в современном интерьере, таком, как, например, лофт, и в классическом, и в нежно-пастельной комнате. Главное – правильно подобрать цвет.

Тот же лофт – индустриальный стиль, и цветовая гамма у него соответствующая. Наиболее часто применяется черный или белый цвет. Один из них можно применить для окрашивания батарей. Особенно эффектно будут смотреться элементы, выкрашенные в контрастный цвет – черные на белом или белые на черном фоне.

Для более прозаичных, спокойных интерьеров такой вряд ли подойдет – ведь он все-таки подчеркивает систему отопления, выделяет ее, а не скрывает. В промышленном лофте это то, что нужно. Но, например, в классическом интерьере это будет неуместно. Здесь лучше окрашивать батареи в тон стенам, чтобы они сливались с фоном.

Радиаторы отопления можно украсить росписью. Такие элементы хорошо будут смотреться в детской, подчеркнут динамичную, активную, необычную атмосферу, присущую этой комнате.

В ванной можно убрать трубы в пластиковый короб. В этом помещении использовать дерево или металл будет нерационально – материалы быстро придут в негодность, и конструкцию придется менять. А пластик спокойно может вынести повышенную влажность этой комнаты. Однако для кухни пластик не подойдет, здесь лучше отдать предпочтение традиционным материалам.

Декор системы отопления подразумевает собой не только маскировку ее элементов, но и возможность легкого и быстрого доступа к любому из ее узлов. Это – один из самых важных критериев выбора, которым нужно руководствоваться при выборе оформления радиаторов.

Еще один немаловажный фактор – теплоотдача. Но здесь можно прибегнуть в маленькой хитрости. Фольгированный вспененный теплоизолятор, повешенный на стене за батареей, снизит потерю тепла в двадцать раз.

Но его надо именно прикрепить к стене, а не просто положить батарею. При этом между ней и куском изолятора должно оставаться расстояние не менее двух-трех сантиметров.

Не желательно закрывать элементы системы отопления коробами, прятать их в ниши или монтировать в стены. Если другой вариант не представляется возможным – необходимо снабдить короб дверцей, чтобы обеспечить максимально быстрый и легкий доступ к системе в любой момент.

Современная промышленность выпускает радиаторы отопления, существенно отличающиеся от советских моделей, которые все так стремятся спрятать или поменять. Это не только строго геометричные белые радиаторы. Это могут быть модели практически любых форм и размеров. Такие батареи не придется прятать или закрывать, напротив, их принято выставлять на всеобщее обозрение, вешать по центру стены и демонстрировать гостям как яркий необычный акцент.

Современные радиаторы – это эффектный элемент декора, привлекательный сам по себе. Даже простые белые модели обладают своей эстетичностью. Их вовсе не обязательно прятать. Они прекрасно справятся с ролью неброских, но стильных элементов декора, которые выполняют еще и практическую функцию – обогревают помещение.

Примеры в интерьере

Красиво оформить или скрыть радиаторы в комнате, чтобы не были «ложкой дегтя в бочке меда» и не портили весь внешний вид помещения, не такая уж сложная задача. Современные материалы позволяют решить этот вопрос с минимальными затратами.

Вертикальные, горизонтальные, секционные, медные, чугунные – современный рынок предлагает широкое разнообразие радиаторов на любой вкус.

В детской комнате будет хорошо смотреться батарея яркого, жизнерадостного цвета, например, желтого – он положительно сказывается на нервной системе и эмоциональном состоянии человека.

Новые модели, непривычные для глаз – вертикальные радиаторы. Они располагаются на стене вертикально, могут занимать всю высоту от пола до потолка. Смотрится такой элемент довольно стильно и прекрасно справляется со своей задачей – поддерживать в помещении комфортную температуру.

В ванной комнате можно разместить широкий радиатор небольшой высоты (напоминающий лавочку). Он сможет выполнять не только свою прямую задачу, но еще и послужит сушилкой для белья или полотенец. Кстати, сушилку можно соединить с батареей – получится интересное сочетание, опять же выполняющее несколько функций. Рациональное использование пространства и предметов никогда не помешает.

Интересно и необычно смотрятся хромированные радиаторы. Они станут настоящей изюминкой интерьера, сразу притягивающей взгляд.

Интересная отделка – при помощи хрома – привносит в интерьер какую-то нотку свободы, раскрепощенности, присущей байкерам. Именно они приходят в голову при взгляде на эти сверкающие конструкции.

Дизайнерские радиаторы тоже станут украшением любого интерьера. Необычные конструкции, формы, при взгляде на которые не сразу и поймешь, что это элемент системы отопления, они становятся ярким акцентом, как картина на стене. Такие батареи не стоит прятать, наоборот, их выставляют на всеобщее обозрение, подчеркивают контрастным фоном, размещают в центре стены без какого-либо дополнения, чтобы ничто не отвлекало внимания от необычного предмета.

Медные радиаторы – как вертикальные, так и горизонтальные – тоже могут послужить эффектным декором комнаты.

Их дизайн не отличается сложностью, но зато они имеют такие преимущества, как:

  1. Высокая теплоотдача.
  2. Привлекательный цвет.
  3. Легкость.

Приятный для глаз, неброский цвет меди станет достойным дополнением интерьера в любом стиле.

Лаконичные черные элементы системы отопления будут хорошо смотреться на фоне кирпичной кладки – белого или серого цвета. Они также могут быть вертикальными или горизонтальными, в любом случае они будут привлекательным, эффектным, но в то же время – сдержанным элементом декора.

В современных интерьерах чаще можно встретить радиаторы отопления, выставленные напоказ, как самостоятельный элемент декора, чем спрятанные в короба или прикрытые экранами. Даже чугунные батареи, которые у многих вызывают воспоминания о Советском Союзе, сейчас отличаются интересным дизайном, необычными цветовыми решениями и высокой декоративностью.

Оставленные открытыми батареи лучше справляются с задачей обогрева помещения, ничто не препятствует ни циркуляции воздуха, ни излучению инфракрасных лучей. А значит, температура в комнате остается комфортной, предметы и воздух равномерно нагреваются, тепло не остается внутри короба или ниши, а распространяется в помещении. А это основная функция системы отопления

О том, как спрятать радиатор отопления, смотрите в следующем видео.

различные варианты маскировки, как скрыть трубы, изготовление экрана из гипсокартона

При оформлении интерьера хозяин дома часто сталкивается с проблемой, чем закрыть батареи отопления, чтобы было красиво и уютно, но при этом без потери теплоотдачи. К сожалению, большинство современных отопительных приборов далеко не всегда гармонично вписываются в общую концепцию интерьера, поэтому талантливые дизайнеры придумали множество способов их маскировки. К самым распространенным можно отнести обычную покраску и декорирование съемными навесными экранами, однако существует и масса других интересных вариантов.

Как правильно закрывать батареи

Содержание статьи

Закрыть радиаторы отопления можно разными способами, однако далеко не все из них позволяют сохранить высокую теплоотдачу. Как известно, принцип действия многих отопительных приборов базируется на конвекции, то есть на непрерывном и равномерном движении воздуха по всему помещению. Если этот процесс будет нарушен, то температура в комнате может заметно понизиться. Поэтому при выборе способа декорирования радиаторов необходимо обязательно учитывать определенные нюансы, которые впоследствии помогут значительно сократить потери тепла.

Какие требования должны соблюдаться

Прежде всего категорически запрещается полностью закрывать отопительные устройства сплошными накладными конструкциями. Иначе конвекционные потоки воздуха не смогут свободно перемещаться и помещение будет оставаться холодным.

Недопустимо применение «глухих» конструкций со сплошной верхней частью. Конвекционный поток теплого воздуха должен обязательно иметь возможность беспрепятственно подниматься вверх и свободно циркулировать по всему окружающему пространству.

Сохранение физического доступа к отопительным приборам и подведенным к ним трубам является еще одной немаловажной задачей. Даже самая новая и качественно изготовленная отопительная система может со временем выйти из строя в результате какого-либо непредвиденного обстоятельства (например, из-за сильного гидроудара или неправильно произведенного монтажа).

При декорировании радиаторов стоит прислушаться к мнению опытных сантехников и обязательно предусмотреть свободный доступ к стояку и основным регулировочным деталям — кранам и вентилям, а также резьбовым соединениям. Для этого при создании декоративной конструкции необходимо обязательно предусмотреть установку небольшого съемного окошка или дверцы на петлях в нужных местах.

Способы маскировки радиаторов

Современные дизайнеры предлагают немало оригинальных идей по декорированию радиаторов. Ознакомившись с наиболее популярными и востребованными вариантами, можно легко подобрать идеальное решение практически для любого интерьера.

Окрашивание

Одним из самых популярных и бюджетных способов маскировки является простое окрашивание. Чаще всего отопительные приборы покрывают белой краской. Если обои имеют нестандартный темный оттенок, то в данном случае краска подбирается под цвет стен.

Существуют и более оригинальные решения. Например, чтобы батареи в помещении не привлекали к себе излишнего внимания, их лицевую поверхность заклеивают подходящими к интерьеру обоями.

Еще одна нестандартная идея — это оформление батарей художественной декоративной росписью или рисунком в технике декупаж. Создавать красивые узоры удобнее всего на современных плоских алюминиевых или биметаллических радиаторах, однако при желании подобным методом можно украсить и старые чугунные батареи.

Декорировать радиаторы лучше всего до начала отопительного сезона, когда в трубах отсутствует горячая вода. На холодные поверхности краска ложится более равномерно, поэтому период ее эксплуатации будет более длительным. Если планируется проводить окрашивание в разгар зимы, то перед началом работ следует обязательно перекрыть кран подачи воды из системы центрального отопления.

Маскировка тканью

Данный способ декорирования можно отнести к бюджетным. Традиционные плотные шторы являются неотъемлемой частью многих классических интерьеров, поэтому они довольно часто используются для маскировки систем отопления.

В некоторых случаях отопительные приборы закрываются не занавеской, а своеобразным текстильным экраном, изготовленным из точно такой же ткани. Такие изделия изготавливаются по заказу в специализированных салонах по пошиву штор, однако при желании подобный элемент декора можно создать своими руками.

Установка экрана

Декоративные жесткие экраны могут быть выполнены из самых разных материалов.

Чаще всего применяются:

  • металл;
  • натуральная древесина;
  • стекло;
  • гипсокартон.

Металлические модели по конструкции напоминают обычные сетчатые решетки высотой от 200 до 600 мм. Их главные преимущества — приемлемая стоимость и хорошая теплопроводность. К недостаткам можно отнести скромный и непритязательный внешний вид. Исключение составляют лишь дорогие элитные модели, изготовленные по индивидуальному заказу.

Декоративные экраны, выполненные из дерева, всегда пользуются особым спросом. Данные изделия представляют собой простую решетку с горизонтальными или вертикальными рейками.

Так как между деревянными планками имеется значительное свободное пространство, то не создается препятствий для естественного теплообмена, поэтому такие конструкции являются вполне разумным решением.

Эффектные стеклянные изделия продаются в специализированных дизайнерских мастерских и по стоимости совсем недешевы. Для их производства применяется толстое огнеупорное стекло, декорированное различными витражными узорами или декоративной фотопечатью.

В зависимости от конструктивных особенностей экраны могут быть изготовлены из цельного стекла либо из отдельных ламелей, расположенных на некотором отдалении друг от друга. Разумеется, более предпочтителен второй вариант, поскольку в данном случаев циркуляция воздуха будет значительно лучше.

Гипсокартон является универсальным материалом и часто используется для создания защитных декоративных конструкций. По внешнему виду они могут быть самыми разнообразными, все зависит исключительно от фантазии дизайнеров.

При желании гипсокартонные экраны можно изготовить самостоятельно. Материал хрупкий, но при аккуратном обращении позволяет воплощать в жизнь весьма оригинальные идеи. При нагревании гипсокартон не выделяет вредных веществ и, благодаря качественной перфорированной поверхности, не препятствует распространению теплого воздуха внутри помещений.

Цены на экраны для радиаторов отопления

Экраны для радиаторов отопления

Декоративные решетки

По сути они являются разновидностью жестких экранов, представляют собой простые навесные конструкции для маскировки батарей, расположенных в нише или под подоконником.

Решетки изготавливаются из:

  • пластика;
  • древесины;
  • металла;
  • стекла.

Благодаря разнообразию используемых при производстве материалов данные изделия различаются как дизайном, так и некоторыми эксплуатационными характеристиками. Подбирать подходящую модель необходимо в соответствии с общим стилевым оформлением комнаты.

Короб

По форме и конструкции декоративные короба бывают самыми разнообразными, например, иногда они выполняются в виде небольшой консоли или стеллажа. Материалами для изготовления могут служить: фанера, плиты МДФ или ДСП, реже применяется натуральная древесина.

Главное качество, которым обязательно должна обладать данная конструкция, — это хорошая устойчивость к повышенным температурам. Короб из гипсокартона в плане стоимости является одним из самых бюджетных вариантов.

К другим его плюсам можно отнести:

  • высокую устойчивость к нагреву;
  • хорошую способность аккумулировать тепло;
  • экологическую безопасность.

Из минусов стоит выделить невысокую ударопрочность и склонность к сильной деформации под воздействием воды.

Гипсокартонные конструкции обычно собираются на каркасах из специального тонкостенного металлического профиля. Деревянные рейки практически не используются в виду их высокой стоимости и трудоемкого процесса сборки. Для финишной отделки чаще всего применяется традиционная покраска или оклеивание обоями.

Декоративные короба из древесно-стружечных плит изготавливаются по той же технологии, что и гипсокартонные конструкции.

Изделия из ДСП обладают следующими преимуществами:

  • доступная стоимость;
  • высокая прочность;
  • легкость при монтаже (материал хорошо поддается распилу и раскрою).

К недостаткам можно отнести сомнительную экологичность (при производстве очень часто используются опасные для здоровья формальдегидные смолы) и невысокую устойчивость к повышенной влажности.

Декоративные конструкции из МДФ среди потребителей пользуются повышенным спросом.

Их главные достоинства:

  • невысокая себестоимость;
  • хорошая устойчивость к температурным колебаниям;
  • высокие эстетические свойства;
  • практичность.

Хотя положительных качеств у МДФ-коробов немало, стоит отметить один важный недостаток — при пожаре древесноволокнистые плиты могут легко воспламеняться.

Изделия из фанеры характеризуются хорошей износостойкостью и вполне демократичной стоимостью. Также к их плюсам можно отнести сравнительно небольшой вес и очень хорошую экологичность. По своим экологическим показателям фанера во многом превосходит остальные древесно-плиточные материалы.

Конструкции обладают неплохим внешним видом и вполне достойными эксплуатационными характеристиками. Для изготовления короба своими руками лучше всего приобретать фанеру марки ФК. Данная разновидность материала обладает меньшей влагостойкостью, однако при ее производстве практически не используются опасные для здоровья компоненты.

Декоративные короба из натуральной древесины всегда выделяются своим благородным внешним видом. Наиболее гармонично подобные конструкции смотрятся в классических интерьерах, особенно если в помещении присутствуют какие-либо другие деревянные элементы.

Выбирая для маскировки батарей короб из дерева, необходимо учитывать, что со временем он может начать рассыхаться и деформироваться. Прежде всего это связано с постоянным воздействием высоких температур. Чтобы максимально продлить срок эксплуатации деревянного изделия, рекомендуется устанавливать декоративную конструкцию как минимум в 5–6 см от радиатора.

Установка радиаторов в стены

Данный способ можно без преувеличения назвать одним из самых сложных в реализации. Чаще всего его выбирают еще на этапе строительства дома или в процессе проведения капитального ремонта.

Произвести скрытую установку радиатора можно двумя различными методами:

  1. В специально созданную нишу. Как показывает практика, данное решение лучше всего реализуется только в строящихся домах.
  2. Поместить внутрь фальшстены. Ее возведение проводится в полностью отстроенном доме. Фальшстена в данном случае полностью скрывает за своей поверхностью не только радиаторы отопления, но и многие другие инженерные коммуникации.

Осуществляя прокладку отопительной системы внутри стены, необходимо помнить о том, что впоследствии могут возникнуть определенные сложности при ее ремонте и техническом обслуживании. Кроме того, такой способ обогрева требует обязательной теплоизоляции внешних стен дома, так как в противном случае тепло может уходить за пределы жилого пространства.

Особенности монтажа батарей в ванной и кухне

По причине повышенной влажности и ограниченности пространства радиаторы в малогабаритных комнатах рекомендуется прятать в навесные шкафы. Использовать декоративные навесные короба и экраны нежелательно, поскольку в данном помещении они будут выглядеть не слишком привлекательно.

При выборе навесного шкафчика необходимо акцентировать внимание на моделях, имеющих специальное влагоотталкивающее покрытие.

Если радиатор на кухне расположен под окном, то сверху его можно закрыть широкой столешницей, а снизу — обычным напольным шкафчиком. Чтобы обеспечить нормальный теплообмен в помещении, фасады мебели должны обязательно иметь специальные вентиляционные отверстия.

Как скрыть трубы

Отопительные коммуникации, так же как и сами радиаторы, во многих современных интерьерах являются крайне нежелательным элементом. Закрыть батареи отопления и трубы можно несколькими способами.

Самые популярные варианты:

  • окрашивание под цвет стен;
  • использование гипсокартонного короба;
  • декорирование с помощью подручных материалов: цветов, шпагата, ткани, пеньковой веревки и т. п.

При декорировании труб гипсокартонным коробом необходимо помнить о том, что для качественного воздухообмена и обогрева всего помещения данная конструкция должна иметь достаточное количество вентиляционных отверстий.

Изготовление экрана из гипсокартона своими руками

Изготовление гипсокартонного короба обычно начинается с подготовки необходимых расходных материалов и инструментов.

Для создания простой конструкции потребуются:

  • профили CD и UD;
  • лист гипсокартона;
  • наждачная бумага;
  • уровень;
  • клей ПВХ;
  • ножницы по металлу;
  • рулетка;
  • канцелярский нож;
  • шуруповерт;
  • перфоратор;
  • шпаклевка;
  • грунтовка;
  • армирующая лента.

Перед тем как приступить к изготовлению декоративного короба, опытные мастера рекомендуют нанести на поверхность гипсокартона 2–3 слоя обычного канцелярского клея. Это не только защищает поверхность от пересыхания и растрескивания, но и в некоторой степени повышает теплопроводные свойства материала.

Монтаж декоративного экрана всегда начинается с создания простого эскиза и нанесения точной разметки на поверхность стены и пола. Размеры будущей конструкции всегда зависят исключительно от габаритов отопительного прибора.

После выполнения разметки сооружается каркас из металлических профилей. Готовая конструкция должна быть достаточно прочной и устойчивой. Если она шатается, то ее рекомендуется укрепить при помощи дополнительных поперечных элементов.

Готовый каркас обшивается заранее нарезанными гипсокартонными листами. Для их крепления чаще всего используются саморезы (не менее 3-4 штук на один метр).

После обшивки каркаса вся конструкция обрабатывается грунтовкой и шпаклевкой. Все швы между отдельными частями гипсокартона обязательно заделываются специальной армирующей лентой. В качестве финишного декоративного покрытия чаще всего используются обычная водоэмульсионная краска или обои.

На заключительном этапе в короб устанавливается подходящий по дизайну съемный декоративный экран. Для повышения функциональности всей конструкции экран рекомендуется выбирать с большим количеством отверстий, не затрудняющих циркуляцию воздуха. Монтаж водяного теплого пола в квартире читайте в нашей статье.

Видео. В данном видео наглядно рассказывается о технологии художественной росписи алюминиевых радиаторов отопления.

Из этого видео можно узнать об особенностях декоративных экранов и коробов.

В данном видео наглядно показан процесс сборки декоративного короба.

Чем закрыть батарею отопления: как спрятать радиатор


К сожалению, внешний вид даже самых современных приборов отопления далеко не всегда отвечает эстетическим требованиям, а порой не может идеально вписаться в интерьер помещения. Стремление хозяев устранить данный недостаток является вполне естественным.

Прежде чем закрыть батарею отопления, следует разобраться во всех тонкостях вопроса. В противном случае расходы на обогрев жилья могут существенно возрасти. В нашем материале мы расскажем, как это сделать без особых финансовых затрат и потери тепла.

Содержание статьи:

Маскировка радиаторов и законы теплотехники

Основная задача любого состоит в нагреве помещения. Цель достигается сочетанием или отдельным использованием двух методов – инфракрасного излучения и конвекции. Благодаря им формируются комфортные условия. Инфракрасное излучение обеспечивает передачу тепла предметам, находящимся в помещении, конвективное – нагревает воздух.

Тепловую энергию мы можем ощутить, если расположим руку в непосредственной близости от радиатора. Конвекция обеспечивает циркуляцию воздуха и равномерное распределение температуры по всей комнате. Это известно еще из курса школьной физики – теплый воздух, поднимаясь вверх, вытесняет более холодный.

Экран для радиатора выполняет несколько важных функций: увязывает прибор с дизайном, защищает его от повреждений и оседающей пыли, при сгорании которой выделяют токсины

Нужно понимать, что практически любой и радиаторов приведет к неминуемой потере мощности обогрева. Самый простой пример – использование экрана из стекла с художественной росписью.

Казалось бы, задача декорирования радиатора выполнена успешно, но в комнате стало сразу заметно холоднее. Все случилось потому, что стекло почти полностью нивелирует инфракрасное излучение.

Оригинальный способ маскировки батареи отопления поможет расширить подоконник и использовать конструкцию в качестве предмета обстановки

Чем глубже и надежнее будет спрятан радиатор, тем большими будут потери.

Данное утверждение в полной мере относится и к глухим экранам, препятствующим как длинноволновому инфракрасному излучению, так и коротковолновой конвекции.

Максимальная перфорация решетки, наличие зазоров в верхней и нижних частях накладки – залог нормальной конвекции

То же самое можно сказать о глухих коробах над верхней частью радиатора – они являются непреодолимой преградой для распространения теплого воздуха вверх (не работает метод конвекции). Вывод напрашивается сам собой – чем больше площадь отверстий в накладке, тем меньшими будут потери тепла.

Оригинальные идеи по декору и маскировке приборов отопления представит фото-подборка:

Галерея изображений

Фото из

Сооружение экрана по принципу жалюзи

Эффектный декор панельного прибора

Вариант маскировки чугунной батареи

Конструкция под «мягким» подоконником

Маскировка радиатора в стеновой нише

Экран для батареи как объект арт деко

Оформление радиатора у глухой стены

Экран из пластика заводского изготовления

Требования к декору радиаторов отопления

Доступность труб и батарей является еще одним немаловажным моментом в выборе декора после требований теплотехники. Общеизвестно, что батарея отопления, а именное соединение с трубой, является наиболее слабым местом. Кроме этого сам радиатор вследствие неправильной установки и эксплуатации, либо в силу ряда других причин, может дать течь.

В экстренных случаях может возникнуть необходимость в том, чтобы или замены. С точки зрения сантехники, накладка или экран не должны иметь фиксированного крепления, в идеале – использование приставных экранов.

Даже если Вы решите пренебречь советами сантехника, все же прислушайтесь к глоссу разума, который подсказывает, что любым слабым местом системы являются узлы соединения. Наличие ревизии (пластиковой дверцы) может существенно упростить задачу обслуживания радиатора и системы отопления в будущем.

Декоративная решетка должна обеспечивать наиболее простой и быстрый доступ к батарее или к месту соединения для возможности проведения ремонтных операций

Способы декора отопительных батарей

Способов, как закрыть радиатор отопления известно великое множество. Подобрать самый оптимальный вариант хоть и не просто, но вполне возможно. Начнем с наиболее простых и самых доступных способов.

Вариант #1 – бюджетная покраска

С точки зрения дизайнера очень важно сочетание цветов. Чаще всего радиатор отопления бывает окрашен в белый цвет, поэтом на стенах светлых тонов он будет практически не заметен.

Если стены имеют однотонный темный цвет, то здесь тоже проблем не будет. Достаточно будет подобрать термостойкую краску нужного цвета и выполнить . Если не удастся идеально попасть в тон, то в этом не будет ничего страшного, отличие в несколько тонов на общем фоне кажется практически незаметным.

Если обои на стенах имеют рисунок, то и радиатор нужно сделать под стать им. Чаще всего одна или две стены имеют орнамент, а остальные отделываются обоями различной фактуры в один тон.

В этом случае из остатков всех используемых обоев необходимо нарезать полоски и наклеить их на радиатор. Толщину полосок и чередование следует подбирать на месте, опытным путем, стараясь получаемый рисунок наиболее гармонично вписать в интерьер помещения.

Батареи отопления окрашивают термостойким составом, не истирающимся и не выделяющим при нагревании вредных веществ. Использование трафаретов, шаблонов и готовых наклеек существенно облегчает процесс декорирования радиатора отопления

Если речь идет о маскировке радиаторов отопления в детской, то можно дать волю фантазии и разрисовать их под стать окружающему интерьеру. Готовые трафареты окажутся кстати в случае недостаточного опыта работы с кисточкой. Не забывайте, что использовать нужно только термостойкие краски.

Вариант #2 – применение ткани

Еще одним проверенным и весьма успешным способом маскировки радиатора отопления является «штора в пол». Ранее этот способ был наиболее простым и популярным благодаря тому, что тяжелые плотные шторы были в моде. Сейчас принято использовать плотную ткань, которая крепится при помощи липучек к стене или подоконнику.

Лучше всего крепить шторку от стены к стене, за светлой гардиной она будет смотреться замечательно. Подобным образом можно поступить, заменив гардины вертикальными жалюзи.

Экраны из металлического каркаса и ткани в тон отделки стен – недорогое эффектное решение, практически не влияющее на теплотехнику прибора

Вариант #3 – устройство жесткого экрана

Одним из наиболее простых способов закрытия батарей является использование приставных экранов. Для их изготовления могут быть использованы самые разные материалы или целые сочетания.

Правда, нужно учесть, что сам по себе экран у стены может выглядеть нелепо, поэтому нужно до мелочей продумать его вид и правильно вписать в интерьер. В магазине не составит труда найти готовые экраны и закрыть с их помощью радиаторы отопления.

Если планируется установка экрана, то при расчетах требующейся мощности прибора применяется поправочный коэффициент, зависящий от способа установки конструкции

Самое широкое распространение получили следующие типы экранов.

Металлические экраны для батарей

Как правило, для его изготовления используется нержавеющая сталь или производится хромирование элементов. Подобные изделия характеризуются хорошей теплопроводностью и долговечностью.

При относительно невысокой стоимости и хорошей функциональности их внешний вид оставляет желать лучшего. Без дополнительной отделки такие экраны подойдут для оформления помещения в стиле хай-тек.

Металлические конструкции отличаются высокой теплопроводностью и не будут сильно влиять на теплотехнические качества прибора

Деревянная решетка для радиатора

Этот вариант считается самым беспроигрышным, так как дерево легко вписывается в интерьер практически любого помещения. Лучше всего приобрести не готовый стандартный экран, а сделать его на заказ. Внешний вид деревянного экрана должен соответствовать стилю и расцветке мебели или являться ее частью.

Внешний вид деревянного экрана напоминает плетеную решетку и выглядит эффектно и стильно. Лучше всего деревянная решетка подойдет для маскировки батареи, расположенной под окном. Подобная конструкция при достаточном количестве отверстий не препятствует проникновению теплого воздуха и обеспечивает хорошую конвекцию.

Древесина – материал с высокими изоляционными свойствами. Выбирая деревянный экран для батареи, лучше предпочесть конструкцию с высокой степенью перфорации

Экран из декоративного стекла

Декоративное стекло придаст интерьеру любой комнаты вид легкости и непринужденности. Помещения со стеклянным экраном из декоративного стекла приобретают вид ухоженности и законченности. Правда наряду с эффектным внешним видом такой экран кроет в себе и существенный недостаток.

Экран из декоративного стекла идеально впишется в интерьер любого помещения, однако отсутствие перфорации даже при наличии зазоров внизу и вверху в значительной степени снизят теплоотдачу

При использовании стеклянного экрана практически вдвое снижается теплопередача. Поэтому приходится выбирать между эффектностью и эффективностью. Если подойти к решению вопроса правильно, то лучше всего использовать экран из декоративных стеклянных панелей – так будет достигнут соответствующих скрывающий эффект и обеспечена максимальная теплопроводность.

Экран из гипсокартона

Если ранее речь шла об экранах, как о готовых изделиях, то экран из гипсокартона можно изготовить самостоятельно. Экран из гипсокартона считается самым бюджетным вариантом. Сделать его под силу каждому, да и закрепление с последующей отделкой не должны вызвать особенных трудностей.

Из гипсокартона, толстой фанеры или подобного материала экран для батареи можно сделать своими руками

Так как вариант устройства экрана из гипсокартона считается наиболее универсальным, то на его устройстве остановимся более подробно. Для создания и установки экрана потребуются следующие инструменты и материалы:

  • Шуруповерт
  • Перфоратор
  • Канцелярский нож
  • Ножницы по металлу
  • Рулетка
  • Карандаш
  • Степлер
  • Наждачная бумага, уровень
  • Лист гипсокартона
  • Профиль СD и UD
  • Решетка

Откроем небольшой секрет – гипсокартон не рекомендуется использовать без предварительной обработки. Это связано с тем, что данный материал не обладает достаточной теплопроводностью. Кроме этого под воздействием тепла он разрушается и крошится.

Поправить ситуации можно, обработав 2-3 раза лист гипсокартона клеем ПВА. Такая обработка не только будет эффективно препятствовать пересыханию, но и значительно повысит теплопроводность.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Устройство рамы из профиля

Шаг 2: Крепление листов гипсокартона к каркасу

Шаг 3: Демонтаж радиатора для обустройства ниши

Шаг 4: Укрепление углов и швов гипсокартонной стены

Шаг 5: Обработка устроеной ниши штукатуркой

Шаг 6: Фиксация радиатора и отделка стены

Шаг 7: Декорация ниши с батареей экраном

Шаг 8: Вариант декорирования ниши экраном

Работы по устройству экрана из гипсокартона начинаются с монтажа каркаса. Для его изготовления необходимо отрезать направляющие UD профили и закрепить их при помощи саморезов к полу и подоконнику. Для того, чтобы поверхность экрана совпала с поверхностью стены каркас нужно утопить на толщину гипсокартона плюс толщину отделки. Обычно, эта величина составляет 13-14 мм.

Далее потребуется закрепить СD профили, при этом нужно учесть, что расстояние между вертикальными профилями должно немного превосходить размер решетки. Вооружившись карандашом и рулеткой нужно нанести на лист размеры заготовок и вырезать их с помощью канцелярского ножа.

Правильно установленные UD и СD профиля помогут без каких-либо трудностей с дальнейшим монтажом гипсокартона под решетку для радиатора

Вырезанные заготовки следует прикрутить к каркасу при помощи саморезов. Закрепление должно производиться очень аккуратно, так как при чрезмерном заглублении шляпок саморезов может произойти разрыв листа гипсокартона. Остается закрепить решетку и произвести отделку экрана.

Крепление листов гипсокартона или фанеры может производиться с помощью деревянных реек. На рисунке наглядно показано как правильно их закрепить

Вариант #4 – сооружение коробов для батарей

Короба, которые скрывают батареи, лучше всего устраивать при проведении ремонта или монтажа системы отопления.

Для изготовления короба подходят следующие материалы:

  • Гипсокартон. Один из самых распространенных материалов. Имеет невысокую стоимость, легок и прост в обработке. Существует масса способов проведения финишной отделки при помощи гипсокартона. Данный материал можно шпаклевать и красить, оклеивать обоями и пленкой, украшать лепниной.
  • Панели МДФ. Еще один бюджетный вариант устройства декоративной обшивки. МДФ не боится резких перепадов температур и не подвергается пересыханию. Обычно, дизайн панелей МДФ имитирует древесину экзотических либо редких пород дерева, что позволяет легко вписаться в интерьер помещения.
  • Фанера. Данный материал является очень легким и простым в обработке. С его помощью можно быстро сделать прочную и легкую ширму для радиатора. Фанера легко режется и так же декорируется. В качестве финишной обработки могут быть выбраны лакирование, окраска, наклеивание пленки либо обоев, декоративная штукатурка.
  • Листы ламинированного ДСП. Данный материал более сложен в работе, хотя с его закреплением никогда не возникает проблем.
  • Древесина. В пользу данного материала свидетельствуют его экологическая чистота и натуральность. При помощи деревянных брусков и реек можно без навыков работе и специальных инструментов сделать прекрасный короб, который поможет отлично закрыть не только радиатор, но и трубы отопления. При этом с рейками куда легче работать, особенно это относится к работе в труднодоступных местах.

Короб может стать не просто декорацией и маскировкой батареи отопления, а нести на себе функциональную или эстетическую нагрузку. Если рассмотреть вариант с функциональностью, то можно, к примеру, при помощи листов ДСП и направляющих сделать шкаф во всю ширину комнаты.

Оптимальная высота такого шкафа должна соответствовать высоте подоконника, если радиатор расположен под окном.

Центральная часть шкафа короба эффективно маскирует радиатор отопления, тогда как оставшаяся часть короба используется как книжный шкаф

Эстетическая нагрузка короба более сложна в реализации, но вполне выполнима. Радиатор, расположенный у стены можно задекорировать под камин. В этом случае не обязательно использовать кладку из кирпича и установку кованой решетки. Можно поступить гораздо проще, и изготовить короб из раскроенного листа фанера либо ДВП.

Выдерживая пропорции и не отступая от схемы, можно всего за несколько часов изготовить каркас под декоративный камин из деревянных реек и фанеры и произвести его оформление

После закрепления деревянного реечного каркаса и установки раскроенных листов фанеры остается оклеить камин пленкой. Можно пойти дальше, и внутри камина наклеить нарисованное пламя или тлеющие угли, здесь уже все зависит от полета Вашей фантазии.

Галерея изображений

Фото из

Короб для батареи с фронтальными полками

Маскировка радиатора в виде тахты

Короб с пристроенным письменным столом

Короб в качестве расширенного подоконника

Обустройство углового подоконника с радиаторами

Короб-вставка между книжных шкафов

Устройство рабочего стола с коробом

Замещение традиционного подоконника

Вариант #5 – размещение батарей в нишах

Один из наиболее трудоемких способов маскировки радиаторов и труб отопления реализуется на этапе строительства или проведения капитального ремонта. Данный способ полагает размещение труб и радиаторов не на стене, а внутри нее.

Конечно, это неминуемо приведет к уменьшению полезной площади помещения и увеличению теплопотерь, зато нет необходимости ломать голову над тем, и трубы отопления.

Можно пойти еще дальше и вовсе отказаться от радиаторов и труб, заменив их теплыми полами. Если эффективность обогрева будет недостаточной, то можно дополнить систему отопления конвекторами-невидимками, монтируемыми в мебель, подоконники, цоколь, пол и т.д.

Конвекторы-невидимки могут составить достойную конкуренцию стандартным системам отопления с трубами и радиаторами

Вариант #6 – обустройство радиаторов в ванной и кухне

В ванной лучше всего прятать радиаторы в какие-либо предметы мебели. Лучше всего для этого подходят навесные шкафчики. Если в силу каких-либо причин не удается спрятать радиатор в шкафчик, то лучше не прибегать к изготовлению навесных коробов. Они будут несуразно смотреться на стене. В этом случае лучше уж просто выкрасить радиатор в тон стен.

Что касается размещения радиатора на полу, то можно ограничиться установкой экрана. Для изготовления экрана подойдут МДФ и пластик, также это может быть стекло и хромированный металл – эти материалы хорошо сочетаются со стерильной чистотой и блеском керамической плитки.

В кухне чаще всего маскируют радиаторы под подоконником-столешницей. Этот прием позволяет не только спрятать радиатор, но и значительно увеличить рабочую поверхность. Если речь идет о малогабаритной квартире, то данный прием можно считать весомым бонусом. Здесь уже трудно поспорить, какой аспект более важен – функциональный или эстетический.

Функциональность кухни увеличена благодаря установке дополнительной рабочей поверхности в виде столешницы и шкафа

Есть еще вариант установки откидного столика. В этом случае цвет столешницы и цвет стен должен быть одинаковым. Недостатком такой конструкции является невозможность сделать конструкцию столешницы перфорированной. Наличие щели между столешницей и полом, а также между столешницей и подоконником поможет обеспечить нормальную конвекцию.

Выводы и полезное видео по теме

Видео-обзор маскирующих конструкций из декоративного стекла:

Роспись радиатора отопления продемонстрирована в ролике:

Видео ознакомит с интересными вариантами декорирования приборов отопления, с изготовлением которых можно справиться собственноручно:

При выполнении маскировки любым из предложенных способов не стоит забывать об основной функциональной задаче батареи отопления – нагреве и распространении тепла. Неправильно выбранный материал, схема установки и декорирования могут в несколько раз увеличить теплопотери.

У вас появились вопросы или есть предложения по маскировке радиаторов? А может вы своими руками сооружали экран для отопительной батареи? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии или дополнения к материалу в расположенном ниже блоке.

Как и чем закрыть батарею отопления

Экраны и декоративные решетки, подбираемые под интерьер помещения, позволяют сделать незаметными массивные батареи отопления. Подобная маскировка в квартирах и жилых домах необходима для удовлетворения эстетических запросов жильцов.  Тогда как в детсадах, школах и других учреждениях, где могут находиться дети, ограждения радиаторов отопления устанавливаются в обязательном порядке для обеспечения их безопасности. Из богатого ассортимента готовых экранов, реализуемых в строительных магазинах, покупатель долго не может определиться с выбором, потому как не может понять, а чем закрыть батарею отопления лучше всего.

Для жилых помещений и офисов многие выбирают дешевые пластиковые экраны, выпускаемые в различных цветовых решениях, облегчающих подбор решетки под интерьер. В учреждениях разрешаются только деревянные экраны, выполненные из натуральной древесины.

Вид открытого окна не должен омрачаться отопительными приборами, которые можно легко скрыть за декоративными экранами

Виды декоративных решеток и экранов

Исходя из конструктивных особенностей все экраны, предназначенные для маскировки радиаторов отопления, можно разделить на несколько групп:

  • навесные экраны с крышками или без них используют для закрытия чугунных батарей, расположенных в нише под подоконниками или немного выступающими вперед;
  • плоские экраны подходят для ограждения радиаторов, спрятанных глубоко в нишах;
  • экраны в виде приставного короба позволяют полностью скрыть место установки отопительного прибора.

Разделяются ограждения для батарей и по материалу изготовления.

Декоративные решетки могут быть:

  • металлическими;
  • пластиковыми;
  • деревянными;
  • МДФ;
  • стеклянными.

Изготовление короба или фальш-стены из гипсокартона

Многим жильцам, проводящим ремонт в квартире, не нравится не только вид батарей, но и разводка труб системы отопления. Наличие трубопровода затрудняет монтаж навесных потолков и напольных покрытий. Поэтому всю разводку вместе с батареями можно скрыть за фальш-стеной, выполненной из гипсокартона.

Если в комнате экономится каждый квадратный сантиметр полезной площади, то вместо фальш-стены делают из того же материала короба. Давайте рассмотрим, как закрыть батарею отопления гипсокартонном своими руками.

Инструменты и необходимые материалы

Для монтажа конструкции понадобятся следующие инструменты и стройматериалы:

  • рулетка и карандаш;
  • шуруповерт;
  • ножницы по металлу;
  • уровень;
  • саморезы и дюбеля;
  • гипсокартон;
  • профиль UD и CD;
  • декоративная решетка.

Порядок проведения монтажных работ

Если радиатор отопления размещен в нише, находящейся под подоконником, то для его маскировки требуется возвести профильный каркас по периметру данного углубления. При этом с помощью направляющего профиля UD, прикрепленного к нижней части подоконника, к полу и стенам саморезами, создают единую рамку.

Передний край рамки углубляют на 13 мм, что позволяет после прикручивания гипсокартона получить поверхность, совпадающую со стеной.

Важно! Далее в сконструированную рамку вертикально вставляется по обеим сторонам отопительного радиатора профиль CD. Причем расстояние между данными профилями должно немного превышать размеры декоративной решетки.

С помощью листов гипсокартона, нашиваемых на профильный каркас, удается скрыть батарею и разводку отопления за фальш-стеной

Затем к вертикальным CD-профилям производят нашивку четырех отрезков UD-профиля, длина которых составляет 6 см. Отрезки необходимо располагать открытой стороной к батарее отопления, так как они будут служить рамками, в которые вставят горизонтальные профили, обозначающие высоту декоративной рамки. В зависимости от реальных размеров имеющейся ниши можно производить установку дополнительных вертикальных CD-профилей через каждые 60 см.

После окончания работ по подготовке каркаса проводят его зашивку листами гипсокартона, которые шпаклюют и навешивают в отведенном пространстве декоративную решетку. Профили крепят между собой маленькими LM-саморезами.

Важно!  Необходимо заранее предусмотреть, как закрыть радиаторы отопления гипсокартоном так, чтобы к отопительным приборам и соединениям был обеспечен свободный доступ для их ремонта и обслуживания.

Элементы отопительной системы скрывают в коробах, сконструированных из гипсокартона

Преимущества монтажа декоративных решеток на радиаторы отопления

  • Снижение запыления батарей, имеющих сложную форму для очистки и мытья.
  • Выбор защитного экрана, подходящего по стилю и материалу изготовления интерьеру помещения.
  • Защита маленьких детей от возможных ушибов при падении на металлические приборы, а также от ожогов, которые можно получить от прикосновения к ним.
  • Обеспечение равномерного распределения теплых потоков воздуха в пространстве комнаты.
  • Быстрый способ замаскировать старые батареи, которые не вписываются в общий вид отремонтированной комнаты.

Всевозможные модели экранов  и декоративных решеток позволяют закрыть радиатор отопления наиболее лучшим способом. Не отрицая, что это красиво, некоторые считают, что батареи закрывать нельзя, так как уменьшается в разы теплоотдача. Однако на практике это мнение опровергается успешно эксплуатируемыми решетками, не препятствующими выходу тепла сквозь их отверстия.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как красиво закрыть батарею отопления в комнате [модные приемы]

На чтение 3 мин. Просмотров 121k. Обновлено

Не всегда батареи гармонично вписываются в интерьер помещения. Отказаться от системы отопления нельзя, потому стоит искать пути решения проблемы, как красиво задекорировать батареи в комнате.

Рассматривая существующие варианты декоративного оформления, важно учитывать некоторые моменты:

  • декор не должен перекрывать движение теплых потоков воздуха. В противном случае не избежать проблемы запотевания окон и неравномерного прогрева воздуха в комнате;
  • конструкция на радиатор должна быть съемной. В случае протечки всегда должен оставаться открытый доступ к кранам, резьбовым соединениям и другим элементам прибора отопления.

Рассмотрим наиболее популярные способы декорирования батареи:

  1. Навесной экран — наиболее востребованный способ быстро задекорировать приборы отопления в комнате. Привлекает разнообразие моделей и материалов изготовления, простой монтаж. Так панели, выполненные из дерева, расписанные яркими рисунками могут стать игровым элементом в детской комнате. Ажурные металлические или деревянные с резьбой панели удачно дополняет классический стиль в интерьере. Особо стоит отметить, популярные в последнее время, экраны на батареи выполненные из стекла. Это хорошее решение декора приборов отопления для помещений, оформленных в современном стиле минимализм, хай-тек. Стекло панели может быть матовым или прозрачным, с нанесенной фотопечатью.

  1. Экран короб, правильно подобранный, не только может спрятать батарею, но и стать интересным предметом интерьера. Стандартные или изготовленные под заказ короба могут быть окрашены в любой цвет, шпонированы натуральным деревом. Стильная штучка — объединенный с подоконником широкий короб у окна, не только прячет батарею, но и станет удобным столиком для завтраков или широкой скамьей для посиделок у окна.

Перед тем как закрыть радиатор коробом обязательно проверьте готовность прибора к работе, так как в случае протечки демонтировать быстро короб будет проблематично.

  1. Окрашивание — традиционный способ, позволяющий придать батарее новый, интересный внешний вид. Привлекает не только минимальный расход денежных средств, но и возможность проявить творческий подход к работе. Самое простое, что можно сделать — окрасить радиатор и трубы отопления в цвет стен. Таким способом можно быстро «скрыть» приборы отопления. Для тех кто хочет проявить свои творческие способности, батарею можно расписать в тон обоям, или применить технику декупаж. Раскрасив секции радиатора в разные цвета, получится яркая радуга, которая украсить комнату ребенка.

Краски для росписи батареи должны выдерживать высокие температуры, не выделить в процесс нагрева токсичные вещества, быть устойчивыми к истиранию.

  1. Используем текстиль. Замаскируйте батареи шторами в пол и проблема нелицеприятной системы отопления будет решена. Еще одно преимущество декорирования текстилем — он помогает скрыть не только батареи, но и трубы отопления.

  1. Использование встроенной мебели. Правильная расстановка модульной мебели поможет скрыть батареи отопления на стене. Так радиаторы можно спрятать в нишу шкафа, прикрыть откидным столиком у окна. Важно помнить, что всегда должен оставаться доступ к батарее и свободный выход теплого воздуха.

Процесс декорирования радиаторов отопления творческий. Многообразие материалов и способов декора позволяют создать стильный, интересный предмет интерьера. Главное в процессе работы выдерживать соответствие общему стилю помещения, а также не забывать о главном функциональном назначении радиатора — обогреве комнаты.

 

Как скрыть или украсить батарею своими руками: декупаж, покраска, решетки и экраны на радиатор (1 видео)

 

Маскировка радиаторов отопления (14 фото)

Доступные аккумуляторы для зеленой энергии ближе, чем мы думаем

В основе текущих дебатов об энергии лежит вопрос о хранении. В автомобилях, как построить аккумуляторы, способные работать на сотни километров; в электричестве, запасая энергию от солнечных батарей, когда солнце не светит.

Наш анализ показывает, что в прошлом очень высокие затраты на хранение данных теперь быстро снижаются. Это говорит о том, что финансовая привлекательность электромобилей и стационарных хранилищ будет значительно расти в ближайшие годы.

Впервые представленные Sony в 1990 году, литий-ионные аккумуляторы уже являются доминирующим типом аккумуляторов для таких технологий, как мобильные телефоны, ноутбуки и электромобили, и, как ожидается, останутся таковыми в течение некоторого времени. Их сила заключается в способности хранить большое количество энергии в относительно небольшом и легком корпусе, а также в способности заряжаться и разряжаться тысячи раз, сохраняя при этом большую часть своей емкости.

Сколько стоят батарейки?

Освоение большинства новых технологий изначально ограничено высокой стоимостью.Похоже, то же самое относится и к распространению электромобилей в Австралии.

Аккумуляторы составляют значительную часть стоимости электромобилей. Например, только отдельные аккумуляторные элементы в калифорнийском электромобиле Tesla Model S составляют 25% или более от стоимости покупки автомобиля.

В результате стоимость аккумуляторов является ключевым фактором в том, найдут ли и когда те или иные технологии широкое распространение. Однако получить информацию о стоимости батареи нелегко.Цена батарей существенно зависит от заказываемого объема. Для крупных заказов эта цена устанавливается индивидуально.

Ни производители аккумуляторных элементов, ни корпоративные покупатели аккумуляторов не склонны раскрывать конкретное содержание заключаемых ими сделок. В результате посторонним трудно получить точное представление о затратах. Лучшими доступными источниками являются отчеты исследовательских институтов и консультационных агентств, которые напрямую общались с основными игроками в этой области.

Чтобы пролить свет на тенденции стоимости аккумуляторов, в рамках совместного проекта Мельбурнского университета и IBM Research — Австралия мы провели метаанализ текущих затрат на аккумуляторы и прогнозы будущих затрат.На приведенном ниже графике показаны тенденции стоимости полных аккумуляторных блоков, которые содержат сами аккумуляторные элементы, электронику управления аккумулятором, систему охлаждения и защитный кожух.

Проанализированные исследования (ссылки в конце) сосредоточены конкретно на аккумуляторных батареях для автомобильных рынков. Однако аккумуляторные блоки для других крупных приложений, таких как домашние системы, используемые для хранения энергии от солнечных панелей для вечернего использования, очень похожи, поэтому результаты имеют значение далеко за пределами автомобильной области.

Прогнозируемые тенденции стоимости полностью литий-ионных автомобильных аккумуляторных батарей (источники в конце статьи)

Результаты показывают, что стоимость батарейного блока на киловатт-час быстро снижается, со средней стоимости около 800 долларов США в 2009 году до около 600 долларов США в этом году. Кроме того, ожидается, что эта тенденция к снижению продолжится, и ожидается, что стоимость аккумуляторных систем упадет примерно до 310 долларов США к 2020 году и далее до 150 долларов США к 2030 году.

Однако есть существенные различия в оценках, особенно в отношении текущих затрат и расходов до 2020 года.Если они соответствуют различиям в конкретных заключенных сделках, они вполне могут стать определяющим фактором экономического успеха соответствующих компаний, закупающих аккумуляторы.

Более доступные электромобили

Чтобы представить цифры в перспективе, одного киловатт-часа накопителя достаточно, чтобы проехать примерно 6 км на электромобиле или 120 км на электрическом велосипеде. В то время как аккумулятор электромобиля, способного проехать 200 км, стоил бы около 28 тысяч долларов США в 2009 году и 22 тысячи долларов сегодня, ожидается, что к 2020 году стоимость упадет до 11 тысяч долларов США и около 5 тысяч долларов США к 2030 году.

Помимо первоначальной стоимости, важно учитывать, что, несмотря на в настоящее время высокие цены на электроэнергию в Австралии, стоимость полной зарядки 200-километрового электромобиля составляет всего около 8 австралийских долларов. Если предположить, что цены на бензин продолжат расти, как и в последние годы, весьма вероятно, что для многих людей электромобили могут вскоре предложить явные экономические преимущества по сравнению с автомобилями с бензиновым двигателем.

Более доступный накопитель для солнечной энергии

Помимо транспорта, существует множество других областей, на которые напрямую влияет снижение стоимости аккумуляторов.

Накопитель солнечной энергии на крыше, например, может принести большую пользу, поскольку он может хранить излишки энергии, вырабатываемые в течение дня, для использования позже вечером. В дополнение к личному удовлетворению, которое приходит от осознания того, что ваша собственная крыша удовлетворяет ваши потребности в вечерней энергии, есть также и финансовые преимущества.

Например, типичный викторианский покупатель с панелями на крыше будет зарабатывать около 8 центов за подачу одного киловатт-часа в сеть в течение дня, но заплатит 33 цента, чтобы выкупить ту же сумму вечером.

Более доступные батареи могут упростить хранение солнечной энергии. Пуджанак / Викимедиа

Рассмотрим эту аналогию: у вас есть яблоня, с которой каждый день роняет свежее яблоко. Но вы редко хотите есть яблоки днем, а в жаркие дни у вас нет холодильника, поэтому вы продаете их своему соседу, чтобы они не пропали даром. Затем чаще всего по вечерам вы хотите съесть яблоко, поэтому вы покупаете одно яблоко обратно у соседа. «Уловка» заключается в том, что вы продаете яблоко за 1 доллар, а покупаете одно только через несколько часов за 4 доллара, т.е.е. с существенной потерей.

Инвестиции в стационарную аккумуляторную систему равносильны покупке холодильника. Оба предмета имеют большую первоначальную стоимость, но после покупки вам больше никогда не придется ежедневно терять деньги, торгуя тем, что вам понадобится всего через несколько часов.

Перспективы

Поскольку стоимость литий-ионных аккумуляторов продолжает снижаться, возможности сокращения текущих транспортных расходов и затрат на электроэнергию становятся все более позитивными. А экологические преимущества, предлагаемые как солнечной генерацией, так и электромобилями, предполагают, что батареи, тикающие сердце этих зеленых технологий, вполне могут немного сделать сердца пользователей немного экологичнее.

Полные названия проанализированных отчетов можно найти здесь.

Соавторами этой статьи являются Арун Вишванат (ученый-исследователь) и Шивкумар Кальянараман (главный ученый) из IBM Research — Австралия.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью.Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов. В то время как чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона, прежде чем потребуется подзарядка.

Хотя может пройти какое-то время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки.Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

Маркус Фолино / Технологический университет Чалмерса

Структурные батареи могут привести к созданию сверхлегких электромобилей

Исследования, проведенные в Технологическом университете Чалмерса, уже много лет рассматривают возможность использования батареи не только для питания, но и в качестве структурного компонента. Преимущество этого предложения заключается в том, что продукт может уменьшить количество структурных компонентов, потому что батарея обладает достаточной силой для выполнения этих задач. Используя углеродное волокно в качестве отрицательного электрода, а в качестве положительного — фосфат лития-железа, последняя батарея имеет жесткость 25 ГПа, хотя есть еще кое-что, чтобы увеличить энергоемкость.

NAWA Technologies

Электрод из углеродных нанотрубок с вертикальной ориентацией

Компания NAWA Technologies разработала и запатентовала сверхбыстрый углеродный электрод, который, по ее словам, изменил правила игры на рынке аккумуляторов. В нем используется конструкция с вертикально расположенными углеродными нанотрубками (VACNT), и NAWA заявляет, что он может повысить мощность батареи в десять раз, увеличить запас энергии в три раза и увеличить срок службы батареи в пять раз. Компания считает, что электромобили являются основным бенефициаром, сокращая углеродный след и стоимость производства аккумуляторов, одновременно повышая производительность.NAWA заявляет, что дальность действия 1000 км может стать нормой, а время зарядки сокращено до 5 минут, чтобы достичь 80 процентов. Технология может быть запущена в производство уже в 2023 году.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт. Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт — наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», — сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов.«И мы полностью устраняем это». Команда говорит, что с помощью этого решения они преодолели общие проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт.

Несмотря на то, что свойства электромобилей по сокращению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт. Компания SVOLT, штаб-квартира которой находится в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей.Помимо сокращения количества редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки.В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, снизить воздействие на окружающую среду

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные.Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая возможность питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что они обнаружили новый химический состав аккумуляторов, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные.IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей — он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может работать как с более высокой мощностью. и плотности энергии. Все это доступно в аккумуляторе с низкой горючестью электролитов.

IBM Research указывает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их количество растет, управление этими батареями, в том числе определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит мониторинг батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных аккумуляторов в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с множеством ячеек, которые можно найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных аккумуляторов.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке — XFC — который направлен на пробег 200 миль электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой — это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить гальваническое покрытие, но ограничивает это 10-минутными циклами, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает износ батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея увеличивает время автономной работы в три раза

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний, что обеспечивает в три раза лучшую производительность, чем современные графитовые литий-ионные батареи. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к чистому кремнию. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano — стартап в области аккумуляторных технологий, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение можно использовать в существующем производстве литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток, либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор — это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые батареи с нанопроволокой

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие батареи с нанопроволокой, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы этого избежать. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали вообще никакой деградации.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получилась батарея, способная работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает ее идеальной для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем нынешние батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут стать одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что батареи можно полностью зарядить всего за несколько минут, и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также имеет решающее значение для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Лазерные микроконденсаторы

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но в них используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания рисунков электродов на листах пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается батарея, которая может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние батареи, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието верит, что будущее аккумуляторов — за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медная подложка.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут предлагать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь размещать свои батареи в небольших предметах, например, в носимых устройствах. Но там говорится, что аккумуляторы можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и другие носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam над воздушной зарядкой

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем преобразуются обратно в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства для передачи энергии на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе факультета нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, сделанные из природных органических соединений, известных как пептиды — короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и обеспечивает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе — мы ожидали, что они появятся в 2017 году, — но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволяет пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямым солнечным светом, так и со стандартным освещением, так же, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобилю удалось проехать 1100 миль на одном заряде аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные батареи, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно для зарядки смартфона, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы берут мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Звуковое питание

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в окружающей атмосфере.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это значит, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой телефон во время разговора.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более экологичны и безопасны, чем существующие в настоящее время альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, способными выдержать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных батарей ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие 5-10 лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, не позволяя вам подключаться к сети и оставаясь экологически чистым.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный производимый побочный продукт — это водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 — яркий тому пример. Исследователи из Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.

Батарея содержит компонент под названием трифенилфосфат, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще, чем две кредитные карты, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может выдерживать прокалывание, измельчение и нагревание, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Батареи Liquid Flow

Ученые из Гарварда разработали батарею, которая накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долго по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения прерывистых источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрого выпуска в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный сантиметр, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, которая уже готова к использованию потребителями.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Цинково-воздушные батареи можно считать лучше литий-ионных, потому что они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты в работе.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости в дорогих компонентах, а с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ использования одежды в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания стальных ламп или в шинах автомобиля, чтобы он может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что генерируемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды она сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновый аккумулятор Samsung

Samsung удалось разработать «графеновые шары», которые способны увеличивать емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие аккумуляторы. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он может выдерживать температуру до 60 градусов по Цельсию.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG Университета Уорвика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы в пять раз быстрее, чем рекомендуемые пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи намного точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что существующие батареи фактически могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Возможно, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом. Первоначально опубликовано .

Разве QuantumScape решила проблему с батареей, которой уже 40 лет?

Если электромобили когда-нибудь собираются полностью вытеснить на дорогах мира газовых пожирателей, им понадобится совершенно новый тип аккумулятора.Несмотря на постоянное улучшение за последнее десятилетие плотности энергии и срока службы литий-ионных батарей, элементы в новых электромобилях по-прежнему отстают от двигателей внутреннего сгорания практически по всем показателям производительности. Большинство электромобилей имеют дальность действия менее 300 миль, для зарядки их аккумуляторных блоков требуется более часа, элементы теряют почти треть своей емкости в течение десятилетия и представляют серьезную угрозу безопасности из-за их легковоспламеняющихся материалов.

Решение этих проблем известно на протяжении десятилетий: оно называется твердотельной батареей, и оно основано на обманчиво простой идее.Вместо обычного жидкого электролита — вещества, которое переносит ионы лития между электродами — он использует твердый элоктролит. Кроме того, отрицательная клемма аккумулятора, называемая анодом, изготовлена ​​из чистого металлического лития. Эта комбинация направит его плотность энергии через крышу, обеспечит сверхбыструю зарядку и устранит риск возгорания аккумулятора. Но в течение последних 40 лет никому не удавалось создать твердотельную батарею, которая соответствовала бы этому обещанию — до тех пор, пока в начале этого года не стало секретным стартапом QuantumScape, который заявил, что решил проблему.Теперь у него есть данные, подтверждающие это.

Во вторник впервые соучредитель и генеральный директор QuantumScape Джагдип Сингх публично обнародовал результаты испытаний твердотельной батареи компании. Сингх говорит, что батарея решила все основные проблемы, которые преследовали твердотельные батареи в прошлом, такие как невероятно короткий срок службы и низкая скорость зарядки. Согласно данным QuantumScape, его ячейка может заряжаться до 80 процентов емкости за 15 минут, она сохраняет более 80 процентов своей емкости после 800 циклов зарядки, она негорючая, а ее объемная плотность энергии превышает 1000 ватт-часов на литр на уровне элементов, что почти вдвое превышает удельную энергию литий-ионных аккумуляторов верхнего уровня.

«Мы думаем, что мы первые, кто решит твердотельные решения», — сказал Сингх WIRED перед объявлением. «Никакие другие твердотельные системы не могут сравниться с этим».

Элемент батареи QuantumScape размером и толщиной с игральную карту. Его катод, или положительный вывод, сделан из никель-марганцево-кобальтового оксида, или NMC, который сегодня является обычным химическим составом для электромобилей. Его отрицательный электрод, или анод, сделан из чистого металлического лития, но точнее будет сказать, что у него вообще нет анода, поскольку он изготовлен без него.Когда батарея разряжается во время использования, весь литий течет с анода на катод. Свободное место на анодной стороне — тоньше человеческого волоса — временно сжимается, как гармошка. Процесс меняется на противоположный, когда батарея заряжается, и ионы лития снова затекают в анодное пространство.

«Эта безанодная конструкция важна, потому что это, вероятно, единственный способ, которым сегодня можно производить литий-металлические батареи с существующими производственными мощностями», — говорит Венкат Вишванатан, инженер-механик, работающий над литий-металлическими батареями в Университете Карнеги-Меллона и технический советник QuantumScape.«Без анода было большой проблемой для сообщества».

Но ключом к прорыву QuantumScape в твердотельных технологиях является гибкий керамический сепаратор, который находится между катодом и анодом. Это материал, который переводит «твердое тело» в твердое состояние. Как и жидкий электролит, который находится между электродами в обычном элементе, его основная функция — переносить ионы лития от одного вывода к другому, когда батарея заряжается и разряжается. Разница в том, что твердый сепаратор также действует как барьер, который удерживает дендриты лития — металлические усики, которые образуются на анодах из металлического лития во время циклов зарядки — от изгиба между электродами и возникновения короткого замыкания.

Как мы доберемся до следующего крупного прорыва в области аккумуляторных батарей — Quartz

Вы читаете эксклюзивную статью Quartz, доступную всем читателям в течение ограниченного времени. Чтобы разблокировать доступ ко всем Quartz, станьте участником.

Электрические самолеты могут быть будущим авиации. Теоретически они будут намного тише, дешевле и чище, чем те самолеты, которые есть у нас сегодня. Электрические самолеты с дальностью полета 1000 км (620 миль) на одной зарядке могут использоваться сегодня для половины всех рейсов коммерческих самолетов, сокращая глобальные выбросы углерода в авиации примерно на 15%.

То же самое и с электромобилями. Электромобиль — это не просто более чистая версия своего кузена, извергающего загрязнения. По сути, это лучший автомобиль: его электродвигатель мало шумит и молниеносно реагирует на решения водителя. Зарядка электромобиля обходится намного дешевле, чем оплата эквивалентного количества бензина. Электромобили могут быть построены с небольшим количеством движущихся частей, что удешевляет их обслуживание.

Так почему же электромобили уже не повсюду? Это связано с тем, что батареи дороги, поэтому первоначальная стоимость электромобиля намного выше, чем стоимость аналогичной модели с бензиновым двигателем.И если вы не водите много, экономия на бензине не всегда компенсирует более высокие первоначальные затраты. Короче говоря, электромобили по-прежнему не экономичны.

Точно так же современные батареи не обладают достаточной энергией по весу или объему для питания пассажирских самолетов. Нам все еще нужны фундаментальные прорывы в аккумуляторных технологиях, прежде чем это станет реальностью.

Портативные устройства с батарейным питанием изменили нашу жизнь. Но есть еще много вещей, которые могут вывести из строя батареи, если бы только более безопасные, более мощные и энергоемкие батареи могли быть сделаны дешево.Никакой закон физики не исключает их существования.

И все же, несмотря на более чем два столетия тщательного изучения с момента изобретения первой батареи в 1799 году, ученые до сих пор не до конца понимают многие основы того, что именно происходит внутри этих устройств. Что мы действительно знаем, так это то, что, по сути, есть три проблемы, которые необходимо решить, чтобы батареи снова действительно изменили нашу жизнь: мощность, энергия и безопасность.

Не существует универсальной литий-ионной батареи

Каждая батарея имеет два электрода: катод и анод.Большинство анодов литий-ионных батарей изготовлено из графита, но катоды изготавливаются из различных материалов, в зависимости от того, для чего будет использоваться батарея. Ниже вы можете увидеть, как различные материалы катода меняют работу типов батарей по шести параметрам.

Проблема питания

В просторечии люди используют термины «энергия» и «мощность» как синонимы, но при разговоре об аккумуляторах важно различать их. Мощность — это скорость, с которой может высвобождаться энергия.

Батарея, достаточно сильная, чтобы запустить и удерживать в воздухе коммерческий самолет на расстояние 1000 км, требует большого количества энергии, чтобы высвободиться за очень короткое время, особенно во время взлета. Так что дело не только в накоплении большого количества энергии, но и в способности очень быстро извлекать эту энергию.

Решение проблемы энергоснабжения требует от нас заглянуть в черный ящик коммерческих аккумуляторов. Будет немного занудно, но терпи меня. Новые аккумуляторные технологии часто преувеличиваются, потому что большинство людей не уделяют должного внимания деталям.

Самая современная химия батарей, которая у нас есть в настоящее время, — это литий-ионные. Большинство экспертов сходятся во мнении, что никакая другая химия не сможет подорвать ионно-литиевый сплав в течение как минимум еще одного десятилетия или более. Литий-ионный аккумулятор имеет два электрода (катод и анод) с сепаратором (материал, который проводит ионы, но не электроны, предназначен для предотвращения короткого замыкания) в середине и электролит (обычно жидкий) для обеспечения обратного потока ионов лития и вперед между электродами. Когда батарея заряжается, ионы перемещаются от катода к аноду; когда батарея питает что-то, ионы движутся в противоположном направлении.

Представьте себе две буханки нарезанного хлеба. Каждая буханка — это электрод: левый — катод, а правый — анод. Предположим, что катод состоит из пластин никеля, марганца и кобальта (NMC) — одного из лучших в своем классе — и что анод состоит из графита, который по сути представляет собой слоистые листы или кусочки атомов углерода. .

В разряженном состоянии, то есть после того, как энергия была истощена, буханка NMC содержит ионы лития, расположенные между каждым ломтиком. Когда батарея заряжается, каждый ион лития извлекается из промежутков между пластинами и вынужден проходить через жидкий электролит.Сепаратор действует как контрольно-пропускной пункт, гарантирующий, что только ионы лития проходят через графитовую буханку. При полной зарядке в катодной буханке батареи не останется ионов лития; все они будут аккуратно зажаты между ломтиками графитового хлеба. По мере того, как энергия батареи расходуется, ионы лития возвращаются к катоду, пока на аноде не останется ни одного. Вот тогда аккумулятор нужно зарядить снова.

Емкость аккумулятора в основном определяется скоростью этого процесса.Но не так-то просто увеличить скорость. Слишком быстрое извлечение ионов лития из катодной буханки может привести к появлению дефектов на ломтиках и, в конечном итоге, к их разрушению. Это одна из причин, почему чем дольше мы пользуемся смартфоном, ноутбуком или электромобилем, тем хуже время автономной работы. Каждая зарядка и разрядка заставляют буханку немного ослабевать.

Над решением проблемы работают разные компании. Одна из идей — заменить слоистые электроды чем-то более прочным.Например, швейцарская компания по производству аккумуляторов Leclanché со 100-летней историей работает над технологией, в которой используется фосфат лития-железа (LFP), который имеет структуру «оливина» в качестве катода, и оксид титаната лития (LTO), который имеет Структура «шпинель», как анод. Эти структуры лучше справляются с потоком ионов лития в материал и из него.

Leclanché в настоящее время использует свои аккумуляторные элементы в автономных складских вилочных погрузчиках, которые можно полностью зарядить за девять минут. Для сравнения: лучший нагнетатель Tesla может зарядить автомобильный аккумулятор Tesla примерно до 50% за 10 минут.Leclanché также внедряет свои аккумуляторы в Великобритании для быстрой зарядки электромобилей. Эти батареи находятся на зарядной станции, медленно потребляя небольшое количество энергии в течение длительного периода времени из сети, пока они не будут полностью заряжены. Затем, когда автомобиль стыкуется, аккумуляторы док-станции быстро заряжают аккумулятор автомобиля. Когда машина уезжает, аккумулятор станции снова начинает заряжаться.

Такие усилия, как шоу Лекланше, можно изменить с химическим составом батарей, чтобы увеличить их мощность. Тем не менее, никто еще не построил аккумулятор, достаточно мощный, чтобы быстро доставить энергию, необходимую коммерческому самолету для преодоления гравитации.Стартапы стремятся строить самолеты меньшего размера (вмещающие до 12 человек), которые могли бы летать на относительно менее энергоемких батареях, или электрические гибридные самолеты, где реактивное топливо выполняет тяжелую работу, а батареи — инерцию.

Но на самом деле в этой сфере нет ни одной компании, которая могла бы приблизиться к коммерциализации. Кроме того, технический скачок, необходимый для полностью электрического коммерческого самолета, вероятно, займет десятилетия, — говорит Венкат Вишванатан, эксперт по аккумуляторным батареям в Университете Карнеги-Меллона.

Reuters / Alister Doyle

Двухместный электрический самолет, сделанный словенской фирмой Pipistrel, стоит у ангара в аэропорту Осло, Норвегия.

Энергетическая проблема

Tesla Model 3, самая доступная модель компании, стоит от 35 000 долларов. Он работает от батареи на 50 кВтч, что стоит примерно 8750 долларов, или 25% от общей стоимости автомобиля.

Это все еще удивительно доступно по сравнению с тем, что было не так давно. По данным Bloomberg New Energy Finance, средняя мировая стоимость литий-ионных аккумуляторов в 2018 году составляла около 175 долларов за киловатт-час, что ниже почти 1200 долларов за киловатт-час в 2010 году.

Министерство энергетики США подсчитало, что как только стоимость батареи упадет ниже 125 долларов за кВтч, владение и эксплуатация электромобиля будет дешевле, чем газовый автомобиль в большинстве частей мира. Это не означает, что электромобили победят автомобили с бензиновым двигателем во всех нишах и сферах — например, для грузовиков дальнего следования еще нет электрического решения. Но это переломный момент, когда люди начнут отдавать предпочтение электромобилям просто потому, что в большинстве случаев они будут иметь более экономичный смысл.

Один из способов добиться этого — увеличить удельную энергию батарей — втиснуть больше кВтч в батарейный блок, не снижая его цены. Теоретически это может сделать специалист по производству аккумуляторов, увеличив удельную энергию катода или анода, либо того и другого.

Катод с наибольшей энергоемкостью на пути к коммерческой доступности — это NMC 811 (каждая цифра в номере представляет собой соотношение никеля, марганца и кобальта, соответственно, в смеси). Это еще не идеально. Самая большая проблема заключается в том, что он может выдержать лишь относительно небольшое количество жизненных циклов заряда-разряда, прежде чем перестанет работать.Но эксперты прогнозируют, что отраслевые исследования и разработки должны решить проблемы NMC 811 в течение следующих пяти лет. Когда это произойдет, батареи, использующие NMC 811, будут иметь более высокую плотность энергии на 10% или более.

Однако увеличение на 10% — это не так уж и много в общей картине.
И хотя ряд инноваций за последние несколько десятилетий поднял плотность энергии катодов еще выше, аноды — это то, где открываются самые большие возможности в области плотности энергии.

Графит был и остается доминирующим анодным материалом.Он дешевый, надежный и относительно энергоемкий, особенно по сравнению с современными катодными материалами. Но он довольно слабый, если сравнивать его с другими потенциальными анодными материалами, такими как кремний и литий.

Кремний, например, теоретически намного лучше поглощает ионы лития в виде графита. Вот почему ряд производителей аккумуляторов пытаются добавить кремний вместе с графитом в свои конструкции анодов; Генеральный директор Tesla Илон Маск сказал, что его компания уже делает это в своих литий-ионных батареях.

Большим шагом была бы разработка коммерчески жизнеспособного анода, полностью сделанного из кремния. Но у этого элемента есть черты, которые затрудняют это. Когда графит поглощает ионы лития, его объем не сильно меняется. Однако кремниевый анод по тому же сценарию набухает в четыре раза по сравнению с исходным объемом.

К сожалению, вы не можете просто увеличить корпус, чтобы приспособиться к этому набуханию, потому что расширение разрушает так называемую «межфазную поверхность твердого электролита», или SEI, кремниевого анода.

Вы можете рассматривать SEI как своего рода защитный слой, который анод создает для себя, подобно тому, как железо образует ржавчину, также известную как оксид железа, для защиты от элементов: когда вы оставляете кусок недавно кованое железо снаружи, оно медленно вступает в реакцию с кислородом воздуха, образуя ржавчину. Под слоем ржавчины остальная часть железа не постигает та же участь и, таким образом, сохраняет структурную целостность.

В конце первого заряда батареи электрод образует собственный слой «ржавчины» — SEI, отделяющий неэродированную часть электрода от электролита.SEI предотвращает потребление электрода дополнительными химическими реакциями, гарантируя, что ионы лития могут течь как можно более плавно.

Но с кремниевым анодом SEI ломается каждый раз, когда батарея используется для питания чего-либо, и восстанавливается каждый раз, когда батарея заряжается. И во время каждого цикла зарядки расходуется немного кремния. В конце концов, кремний рассеивается до такой степени, что батарея перестает работать.

За последнее десятилетие несколько стартапов Кремниевой долины работали над решением этой проблемы.Например, подход Sila Nano состоит в том, чтобы заключить атомы кремния в наноразмерную оболочку с большим количеством пустого места внутри. Таким образом, SEI формируется снаружи оболочки, и расширение атомов кремния происходит внутри нее, не разрушая SEI после каждого цикла заряда-разряда. Компания, оцениваемая в 350 миллионов долларов, заявляет, что ее технология будет использоваться в устройствах уже в 2020 году.

Enovix, с другой стороны, применяет особую технологию производства, чтобы подвергнуть 100% кремний анод огромному физическому давлению, заставляя его поглощать меньше ион лития и, таким образом, ограничивает расширение анода и предотвращает разрушение SEI.У компании есть инвестиции от Intel и Qualcomm, и она также ожидает, что к 2020 году ее батареи будут в устройствах.

Эти компромиссы означают, что кремниевый анод не может достичь своей теоретической высокой плотности энергии. Однако обе компании заявляют, что их аноды работают лучше, чем графитовые. Третьи стороны в настоящее время тестируют аккумуляторы обеих фирм.

Tesla

В 2020 году новый Tesla Roadster должен стать первым электромобилем, который может проехать 1000 км (620 миль) на одной зарядке.

Проблема безопасности

Все молекулярные переделки, предпринятые для накопления большего количества энергии в батареях, могут происходить за счет безопасности. С момента своего изобретения литий-ионный аккумулятор вызывает головные боли из-за того, как часто он воспламеняется. Например, в 1990-х годах канадская компания Moli Energy выпустила на рынок литий-металлический аккумулятор для использования в телефонах. Но в реальном мире его батареи начали воспламеняться, и Moli был вынужден отозвать свой заказ и, в конечном итоге, объявить о банкротстве. (Некоторые из его активов были куплены тайваньской компанией, и она до сих пор продает литий-ионные батареи под торговой маркой E-One Moli Energy.) Совсем недавно смартфоны Samsung Galaxy Note 7, которые были сделаны на современных литий-ионных батареях, начали взрываться в карманах людей. В результате отзыв продукции в 2016 году обошелся южнокорейскому гиганту в 5,3 миллиарда долларов.

Современные литий-ионные батареи по-прежнему сопряжены с рисками, поскольку в них почти всегда используются легковоспламеняющиеся жидкости в качестве электролита. Одна из прискорбных (для нас, людей) причуд природы заключается в том, что жидкости, способные легко переносить ионы, также имеют более низкий порог воспламенения.Одно из решений — использовать твердые электролиты. Но это означает другие компромиссы. Конструкция батареи может легко включать жидкий электролит, который контактирует с каждым битом электродов, что позволяет эффективно переносить ионы. С твердыми телами намного сложнее. Представьте, что вы бросаете пару кубиков в чашку с водой. А теперь представьте, что те же самые кости бросают в чашку с песком. Очевидно, что вода будет касаться гораздо большей площади поверхности игральных костей, чем песок.

До сих пор коммерческое использование литий-ионных батарей с твердыми электролитами ограничивалось приложениями с низким энергопотреблением, такими как датчики, подключенные к Интернету.Усилия по увеличению масштабов твердотельных батарей, то есть не содержащих жидкий электролит, можно в общих чертах разделить на две категории: твердые полимеры при высоких температурах и керамика при комнатной температуре.

Твердые полимеры при высоких температурах

Полимеры представляют собой длинные цепочки молекул, связанных вместе. Они очень распространены в повседневном использовании — например, одноразовые полиэтиленовые пакеты делают из полимеров. Когда некоторые типы полимеров нагреваются, они ведут себя как жидкости, но без воспламеняемости жидких электролитов, используемых в большинстве батарей.Другими словами, они обладают высокой ионной проводимостью, как жидкий электролит, без каких-либо рисков.

Но у них есть ограничения. Они могут работать только при температуре выше 105 ° C (220 ° F), что означает, что они не подходят, например, для смартфонов. Но их можно использовать, например, для хранения энергии от сети в домашних батареях. По крайней мере, две компании — SEEO (США) и Bolloré (Франция) — разрабатывают твердотельные батареи, в которых в качестве электролита используются высокотемпературные полимеры.

Керамика при комнатной температуре

За последнее десятилетие два класса керамики — LLZO (оксид лития, лантана и циркония) и LGPS (литий, германий, сульфид фосфора) — показали почти такие же хорошие проводящие ионы при комнатной температуре. как жидкости.

Toyota, а также стартап из Кремниевой долины QuantumScape (который в прошлом году привлек 100 млн долларов от Volkswagen) работают над внедрением керамики в литий-ионные батареи. Включение крупных игроков в пространство свидетельствует о том, что прорыв может быть ближе, чем многие думают.

«Мы очень близки к тому, чтобы увидеть что-то реальное [с использованием керамики] через два или три года», — говорит Вишванатан из Карнеги-Меллона.

Закон о балансе

Аккумуляторы — это уже большой бизнес, и их рынок продолжает расти.Все эти деньги привлекают множество предпринимателей с еще большим количеством идей. Но стартап с батарейками — это трудная ставка — они терпят неудачу даже чаще, чем компании-разработчики программного обеспечения, которые известны своим высоким уровнем отказов. Это потому, что инновации в области материаловедения — это сложно.

На данный момент химики, занимающиеся аккумуляторными батареями, обнаружили, что, когда они пытаются улучшить одну характеристику (скажем, плотность энергии), им приходится идти на компромисс в отношении другой характеристики (например, безопасности). Такой баланс означает, что прогресс на каждом фронте был медленным и чреват проблемами.

Но если внимательнее присмотреться к проблеме — по мнению Йет-Мин Чанга из Массачусетского технологического института, сегодня в США в три раза больше ученых, занимающихся аккумуляторными батареями, чем всего 10 лет назад, — шансы на успех возрастают. Потенциал аккумуляторов остается огромным, но, учитывая предстоящие проблемы, лучше относиться к каждому заявлению о новых аккумуляторах с хорошей долей скептицизма.

Причина в 2,5 триллиона долларов, по которой мы не можем полагаться на аккумуляторы для очистки сети

Пара 500-футовых дымовых труб поднимается от электростанции, работающей на природном газе, в гавани Мосс-Лендинг, Калифорния, бросая промышленный покров на симпатичный приморский городок.

Однако, если регулирующие органы штата подпишут свое согласие, к концу 2020 года здесь может быть реализован крупнейший в мире проект по производству литий-ионных аккумуляторов, что поможет сбалансировать колебания энергии ветра и солнца в энергосистеме Калифорнии.

Объект мощностью 300 мегаватт — один из четырех гигантских литий-ионных хранилищ, которые Pacific Gas and Electric, крупнейшая энергетическая компания Калифорнии, попросила в конце июня одобрить Комиссию по коммунальным предприятиям Калифорнии. В совокупности они добавили бы в сеть достаточно складских мощностей, чтобы обеспечить около 2700 домов в течение месяца (или для хранения примерно.0009 процентов электроэнергии, потребляемой государством каждый год).

Калифорнийские проекты входят в число растущих проектов по всему миру, включая 100-мегаваттную батарею Tesla в Южной Австралии, по созданию еще более крупных литий-ионных систем хранения данных по мере снижения цен и роста возобновляемой генерации. Они вселяют оптимизм в отношении того, что эти гигантские батареи позволят ветровой и солнечной энергии вытеснить растущую долю электростанций, работающих на ископаемом топливе.

Но в этом радужном сценарии есть проблема.Эксперты говорят, что эти батареи слишком дороги и не служат достаточно долго, что ограничивает их роль в сети. Если мы планируем полагаться на них в качестве хранилища огромных объемов по мере появления все большего количества возобновляемых источников энергии — вместо того, чтобы обращаться к более широкому сочетанию низкоуглеродных источников, таких как ядерная энергия и природный газ с технологией улавливания углерода, — мы можем пойти по опасно недоступному пути.

Малые дозы

Согласно анализу 2016 года, проведенному исследователями из Массачусетского технологического института и Аргоннской национальной лаборатории, сегодняшняя технология аккумуляторов лучше всего работает в ограниченной роли, вместо «пиковых» электростанций.Это небольшие объекты, которые сегодня часто работают на природном газе, которые могут позволить себе работать нечасто, быстро разгораясь при высоких ценах и спросе.

Литий-ионные батареи могут экономически конкурировать с этими пиковыми батареями на природном газе в течение следующих пяти лет, говорит Марко Феррара, соучредитель Form Energy, дочерней компании Массачусетского технологического института, занимающейся разработкой сетевых аккумуляторных батарей.

«Бизнес по производству газовых пиков близок к завершению, и литий-ионные аккумуляторы являются отличной заменой», — говорит он.

Именно на эту роль пиковой нагрузки рассчитано большинство новых и предстоящих проектов литий-ионных аккумуляторов.Действительно, проекты по хранению в Калифорнии могут в конечном итоге заменить три объекта по добыче природного газа в регионе, два из которых являются пиковыми.

Но, помимо этой роли, у аккумуляторов возникают реальные проблемы. Авторы исследования 2016 года обнаружили резко убывающую отдачу, когда в сеть добавляется много аккумуляторов. Они пришли к выводу, что объединение аккумуляторных батарей с возобновляемыми электростанциями является «слабой заменой» для больших, гибких угольных или газовых электростанций комбинированного цикла, типа, который можно использовать в любое время, работать непрерывно и изменять уровни производительности для удовлетворения меняющегося спроса. в течение дня.

Не только литий-ионная технология слишком дорога для этой роли, но и ограниченное время автономной работы означает, что она не очень хорошо подходит для заполнения пробелов в течение дней, недель и даже месяцев, когда ветряная и солнечная генерация флага.

Эта проблема особенно остро стоит в Калифорнии, где в осенние и зимние месяцы резко падает ветер и солнце.

Это приводит к критической проблеме: когда возобновляемые источники энергии достигают высоких уровней в сети, вам нужно гораздо больше ветряных и солнечных электростанций, чтобы вырабатывать достаточно избыточной мощности в периоды пиковой нагрузки, чтобы поддерживать работу сети во время длительных сезонных спадов, говорит Джесси Дженкинс, соавтор исследования и исследователь энергетических систем.Это, в свою очередь, требует множества батарей, которые могут хранить все это до тех пор, пока они не понадобятся.

И это в конечном итоге астрономически дорого.

Калифорния мечтает

Есть проблемы, которые Калифорния не может позволить себе долго игнорировать. Штат уже находится на пути к тому, чтобы к 2020 году получать 50 процентов своей электроэнергии из чистых источников, и законодательный орган снова рассматривает законопроект, который потребует доведения его до 100 процентов к 2045 году. Чтобы усложнить ситуацию, регулирующие органы проголосовали в январе за закрытие последняя атомная станция штата, безуглеродный источник, который обеспечивает 24% энергии PG&E.Это оставит Калифорнию в значительной степени зависимой от возобновляемых источников для достижения своих целей.

Целевая группа по чистому воздуху, аналитический центр энергетической политики в Бостоне, недавно обнаружила, что достижение 80-процентной отметки для возобновляемых источников энергии в Калифорнии будет означать огромные объемы избыточной выработки в летние месяцы, требующие хранения 9,6 миллиона мегаватт-часов . Для достижения 100 процентов потребуется 36,3 миллиона человек.

В настоящее время в штате в общей сложности накоплено 150 000 мегаватт-часов энергии.(В основном это гидроаккумуляторы с гидроаккумулятором с небольшой долей батарей.)

Если возобновляемые источники энергии будут обеспечивать 80 процентов электроэнергии Калифорнии, более восьми миллионов мегаватт-часов избыточной энергии будет генерироваться во время летних пиков.

Анализ данных CAISO Целевой группой по чистому воздуху.

Создание уровня возобновляемой генерации и хранения энергии, необходимого для достижения целей штата, приведет к экспоненциальному росту затрат: с 49 долларов за мегаватт-час генерации при 50 процентах до 1 612 долларов при 100 процентах.

И это при условии, что литий-ионные батареи будут стоить примерно в три раза меньше, чем они сейчас.

Стоимость энергосистемы Калифорнии растет экспоненциально, если возобновляемые источники энергии производят большую часть электроэнергии.

Анализ данных CAISO Целевой группой по чистому воздуху.

«Стоимость хранения полностью зависит от системы, — говорит Стив Брик, старший советник Целевой группы по чистому воздуху. «Вы строите эту огромную машину для хранения, которую наполняете к середине года, а затем просто рассеиваете. Это огромные капиталовложения, которые используются очень мало.”

Эти силы резко увеличат затраты на электроэнергию для потребителей.

«Вы должны сделать паузу и спросить себя:« Есть ли способ поддержать это общественность? », — говорит Брик.

Аналогичным образом, исследование, проведенное ранее в этом году в Energy & Environmental Science , показало, что удовлетворение 80 процентов спроса на электроэнергию в США за счет ветра и солнечной энергии потребует либо общенациональной высокоскоростной системы передачи, которая может сбалансировать возобновляемую генерацию на сотни миль, либо или 12 часов хранения электроэнергии для всей системы (см. «Использование только возобновляемых источников энергии значительно увеличивает стоимость капитального ремонта энергии»).

При нынешних ценах аккумуляторная система хранения такого размера будет стоить более 2,5 триллиона долларов.

Страшный ценник

Конечно, возможно более дешевое и лучшее сетевое хранилище, и исследователи и стартапы изучают различные возможности. Form Energy, которая недавно получила финансирование от Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса, пытается разработать водно-серные проточные батареи с гораздо более длительным сроком службы, по цене в пять раз меньше, чем у литий-ионных батарей.

Моделирование Феррары показало, что такая батарея может позволить возобновляемым источникам энергии обеспечивать 90 процентов потребностей в электроэнергии для большинства сетей при лишь незначительно более высоких затратах, чем сегодня.

Но опасно рассчитывать на такого рода прорывы в аккумуляторных батареях — и даже если Form Energy или какая-то другая компания это сделает, затраты все равно вырастут экспоненциально, превышая 90-процентный порог, говорит Феррара.

«Риск, — говорит Дженкинс, — заключается в том, что мы увеличиваем стоимость глубокой декарбонизации в энергетическом секторе до точки, когда общественность решит, что продолжать движение к нулевому выбросу углерода просто недоступно.”

Обновление: диаграмма была удалена из этой статьи, потому что она неверно указала уровень проникновения возобновляемых источников энергии в электросеть, представленный на вертикальной оси.

Когда-либо дешевые батареи приближают стоимость электромобилей к пожирателям бензина

Электрический грузовик, перевозящий аккумуляторы для новых электромобилей VW ID.3 и ID.4. (Фото… [+] Ян Войтас / фото альянса через Getty Images)

dpa / изображение альянса через Getty Images

Цены на аккумуляторы — одна из самых больших затрат для электромобилей, но за последнее десятилетие их стоимость резко упала.

Согласно последнему прогнозу BloombergNEF (BNEF), цена на литий-ионную аккумуляторную батарею упала на 89% в реальном выражении с более чем 1100 долларов США / кВтч в 2010 году до 137 долларов США / кВтч в 2020 году. К 2023 году средние цены будут близки к 100 долларам за киловатт-час — уже сообщалось о более низких ценах на аккумуляторы для электронных автобусов в Китае, хотя средняя цена составляла 105 долларов за киловатт-час.

Это примерно та цена, при которой автопроизводители должны иметь возможность производить и продавать электромобили для массового рынка по той же цене (и с той же маржой), что и сопоставимые автомобили внутреннего сгорания на некоторых рынках, и это при условии отсутствия субсидий.Фактические стратегии будут зависеть от автопроизводителя и географии.

Цены в 2020 году были на 13% ниже, чем в 2019 году, благодаря увеличению объемов заказов, росту продаж электромобилей и внедрению новых конструкций аккумуляторных батарей, согласно исследованию цен на аккумуляторные батареи BNEF за 2020 год, в котором рассматриваются пассажирские электромобили, электронные автобусы и коммерческие электромобили, а также стационарные хранилища. Исследовательская группа заявляет, что новые химические составы катодов и снижение производственных затрат приведут к снижению цен в ближайшем будущем.

Джеймс Фрит, руководитель отдела исследований в области хранения энергии BNEF и ведущий автор отчета, сказал: «Это историческая веха, когда заявленные цены на пакеты ниже 100 долларов США за кВт · ч.Всего через несколько лет мы увидим, что средняя цена в отрасли выйдет за эту отметку. Более того, наш анализ показывает, что даже если цены на сырье вернутся к максимумам, наблюдавшимся в 2018 году, это только задержит средние цены, достигающие 100 долларов за киловатт-час, на два года, а не полностью подорвет отрасль. Отрасль становится все более устойчивой к изменению цен на сырье, при этом ведущие производители аккумуляторов продвигаются вверх по цепочке создания стоимости и инвестируют в производство катодов или даже в шахты.”

Ведущие производители аккумуляторов в настоящее время имеют валовую прибыль до 20%, а их предприятия работают с коэффициентом загрузки более 85%, добавляет Фрит. «Поддержание высокого коэффициента использования является ключом к снижению цен на ячейки и блоки», — говорит он. «Если коэффициент использования низкий, тогда затраты на амортизацию оборудования и здания распределяются на меньшее количество киловатт-часов произведенных ячеек».

Средневзвешенная цена упаковки и ячейки

BloombergNEF

«Все более разнообразная химическая продукция, используемая на рынке, приводит к широкому диапазону цен, — добавляет Дайсинь Ли, старший специалист по хранению энергии в BNEF.«Производители аккумуляторов стремятся к массовому производству аккумуляторов с более высокой плотностью энергии с некоторыми новыми химическими составами, такими как оксид литий-никель-марганца-кобальта — NMC (9,5,5) — и оксид литий-никель-марганец-кобальт-алюминий — NMCA — для массового производства уже в 2021 году ».

Путь к достижению 101 долл. США / кВтч к 2023 году кажется очевидным, даже при повышении цен на сырьевые товары, говорится в отчете. Но гораздо меньше уверенности в том, как отрасль еще больше снизит цены со 100 долларов за кВтч до ожидаемой цены BNEF в 58 долларов за кВтч к 2030 году.«Это не потому, что это невозможно, — говорится в отчете, — а скорее потому, что есть несколько вариантов и путей, которые можно использовать».

Одним из возможных путей достижения таких низких цен может быть переход на твердотельные батареи. BloombergNEF ожидает, что эти элементы могут быть произведены за 40% от стоимости существующих литий-ионных батарей при массовом производстве. Они будут дешевле из-за экономии как сырья, так и стоимости производства, оборудования, а также внедрения новых катодов с высокой плотностью энергии.Но для того, чтобы добиться такого снижения цен, необходимо было бы создать цепочку поставок основных материалов, таких как твердые электролиты, которые не используются в современных литий-ионных батареях.

Как заменить батарею дымовой сигнализации

Kidde рекомендует заменять батареи во всех ваших будильниках не реже одного раза в год или каждый раз, когда прибор показывает, что батарея разряжена. Общее правило — заменять аккумулятор дважды в год: один раз при переходе на летнее время и один раз при переходе обратно на летнее время.

Когда аккумулятор требует замены, звуковой сигнал раздается коротким или чирикающим звуком. В это время вы должны удалить старую батарею и заменить ее новой батареей аналогичной марки. Вот как заменить батарею в детекторе дыма:

Для замены батарей в моделях с задней загрузкой

Если ваш штифт защиты от взлома задействован, его необходимо удалить. Если у вас есть фиксирующий язычок с защитой от несанкционированного вскрытия, его необходимо вдавить отверткой, прежде чем вы сможете повернуть сигнализацию и снять ее с кронштейна.

  • Снимите сигнализацию с монтажной пластины, повернув ее в направлении стрелки Off на пластине.

  • Если у вас есть сигнализация с проводным подключением переменного тока, вам нужно будет снять жгут проводов быстрого подключения с задней стороны сигнализатора, сжав пластиковые штыри и вытащив жгут проводов из сигнализации.

  • После снятия сигнализации откройте дверцу батарейного отсека.

  • Вставьте батарею, сначала нажав на красный палец с напоминанием о батарее в отсек. ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что разъемы аккумулятора ( + и ) совпадают с металлическими пластинами внутри аккумуляторного отсека.

  • После установки батареи закройте дверцу отсека и нажмите кнопку тестирования, чтобы убедиться, что устройство работает только от батареи, прежде чем снова устанавливать устройство на потолок. Если устройство не издает звуковой сигнал, снова откройте дверцу батарейного отсека, чтобы убедиться, что красные штифты напоминания прижаты вниз, а батареи выровнены правильно.

  • Если у вас есть сигнализация с проводным подключением переменного тока, вам необходимо повторно подключить жгут проводов быстрого подключения к задней части сигнализации перед установкой устройства обратно на монтажный кронштейн. Совместите отверстия для жгута проводов Quick Connect со штырями на задней стороне сигнализатора. Затем сожмите вместе пластиковые штыри жгута проводов и вставьте жгут проводов в устройство, пока он не встанет на место.

  • Установите сигнализацию на монтажный кронштейн, повернув его в направлении стрелки On на пластине.

Подробные инструкции и схемы см. В руководстве пользователя.

Для замены батарей в моделях с фронтальной загрузкой

  • Откройте дверцу батарейного отсека, нажав на дверцу батарейного отсека, затем отпустите, чтобы дверца открылась. Вытяните аккумулятор из отсека.

  • Вставьте аккумулятор в отсек. Убедитесь, что разъемы аккумулятора ( + ) обращены наружу.Совместите плюс ( + ) и минус () разъемы с желтой этикеткой на дне аккумуляторного отсека.

  • После того, как батарея вставлена, нажмите на дверцу батарейного отсека, пока она не зафиксируется в закрытом положении. Если крышка батарейного отсека открывается, убедитесь, что она полностью открыта, прежде чем снимать и устанавливать новую батарею (и). В моделях, использующих батарейки типа AA, убедитесь, что контакты не в одном направлении.


  • ПРИМЕЧАНИЕ: Отсутствующая или неправильно установленная батарея не позволяет закрытию батарейного отсека.

  • Нажмите кнопку тестирования, чтобы убедиться, что устройство работает только от батареи, перед установкой устройства обратно на потолок. Если устройство не издает звуковой сигнал, повторно откройте дверцу батарейного отсека, чтобы убедиться, что батареи выровнены правильно.

Подробные инструкции и схемы см. В руководстве пользователя.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.