Супер маховик като устройство за съхранение на енергия в автомобили, влакове или частна къща

Като дете имах малка библиотека с научна и образователна литература. Нещо от него остана сега и е актуално и до днес. Например списанията „Млад техник“. В една от книгите имаше описание на система за акумулиране на кинетичната енергия на въртене за автомобил.

Намери нейното име: Н.В. Гулия "В търсене на енергийна капсула." В камиона в корпуса е монтиран маховик и при спиране се прехвърля енергия за ускоряване на маховика, а при движение - от него.

По съветско време с тази тема се занимаваше авторът на тази книга Нурбей Гулия:

От 1946 г. в Европа се произвеждат жиробуси, които съхраняват енергия в маховици на спирки:

Разработено от инженер Bjarne Storsand. Маховик с тегло 1,5 тона развива 3000 оборота в минута. Тогава пробегът на гиробуса беше до 6-10 км с едно зареждане. Времето за зареждане е до 3 минути. Жиробусите са били използвани по градски маршрути в Швейцария, Белгия и дори в Конго.

Принципът е подобен на съвременните инсталации за хибридни превозни средства. Но при тях натрупването на енергия се случва в батерията, а задвижването от тях - от електродвигателя.

През годините науката в системите за механично съхранение на енергия леко напредва. Разработени са супер маховици. Това са системи, които не са с монолитни тела на революция, които са опасни при разрушаване. А супер маховиците са системи с лента с висока плътност, намотки от влакна или тел. В случай на евентуално унищожаване няма привид на експлозия с разсейването на части и системата се забавя от силите на триене, възникнали от малки части.

Разбира се, за да се намалят силите на триене, маховикът се върти във вакуумен корпус. Използването на лагери от високотемпературни свръхпроводници е идеално. Но това значително ще увеличи разходите и е необходимо постоянно потребление на енергия за охлаждане.

Колко енергия можете да съхранявате? За монолитни маховици тази стойност 2,5 W * h / kg. Горното няма да работи от съображения за сигурност. Центробежните сили разкъсват всеки метал. Истинското представяне на супер маховиците в наше време: 450 W * h / kg. Но в графен супер маховици - до 1200 W * h / kg от обещаващи модели. Представете си, в 50 кг супер маховик може да се натрупа до 60 kWh енергия. Това ще продължи до 400 км пробег на малка кола. Освен това ефективността на трансформацията на системата е до 95-98%.

За сравнение, литиево-йонните батерии имат запаметена енергийна плътност от 150 W * h / kg

Къде могат да се прилагат такива супер маховици? Където настъпва гасенето на механичната енергия на движението. Тези. при спиране. Не трябва да се харчи за изтриване на подложките, а в такива устройства. Автомобили, влакове, метро влакове (където спирането е особено често). Енергията може да се съхранява по време на спиране и да се използва по време на ускорение. Това ще спести поне 50% енергия.

Използването в автомобили в задръствания е отлично решение. При спиране маховикът се върти, а при движение с ниски обороти маховикът върти електрическия генератор и той захранва електродвигателя по автоматичната ос. Оказва се електрическа кола, но със съхранена енергия в супер маховик.

Друга трудност е възникващият жироскопичен ефект в супер маховика. Това може да повлияе при завиване. Тези. маховикът ще запази позицията, в която е бил въртян. Проблемът се решава с плаващо окачване, при което маховикът остава в позицията си върху рамата и автомобилът се завърта. Ако въртенето се случи със същия генератор в режим на електродвигател, тогава проблемът с задвижването към такава рамка също е разрешен.

Също така задвижванията на супер маховици могат да се използват в асансьори и кранове. Да, и в частна къща също можете да използвате такива системи. Например имате слънчеви панели. През деня енергията се натрупва в маховика (чрез електрическо задвижване), а вечер и през нощта или в облачни дни се губи. Няма нужда от батерии, които имат кратък експлоатационен живот. Супер системата на маховика може да работи На 20-30 години. Или натрупвайте енергия през нощта (през нощта) и отоплявайте къщата през деня.

За да защитите максимално себе си и къщата от разрушаване - системата може да бъде монтирана в бетонен пръстен, заровен в земята.

Някой ще каже, че всичко това е изоставена теория и поради факта, че технологията има много недостатъци, няма смисъл да се връщаме към нея. Това не е вярно. Повече от 50 години в Холандия се произвеждат системи за съхранение на кинетична енергия за резервно захранване на критични съоръжения: военни, медицински, информационни (центрове за данни).

В маховика, който е в центъра - между дизеловия генератор и електрическия генератор, се съхранява кинетична енергия. Освен това въртенето се поддържа от електрически двигател от мрежата. Когато централното захранване е изключено, инсталацията незабавно дава електричество. Няма пауза за 15-30 секунди, необходими за стартиране на дизеловия агрегат и достигане на номиналната му мощност. Сградата не е обезсилена за тези секунди.

Схемата е високоефективна при мощности от 1 MW. По-малко тегло в сравнение с акумулатори на батерия със същия капацитет. Срок на работа - до 30 години (при обслужване). Докато батерията трябва да се сменя на всеки 5-10 години (до 5 млн. Разходи за замяна на такава мощност). Ние правехме такива инсталации. Последните бяха инсталирани в Байконур. И сега холандците са лидерите. Per 50 години те установиха 1600 такива излишни кинетични задвижвания.

Още примери:

Две електроцентрали за съхранение работят в Канада от 2015 г. 5 MW всеки всеки един. Всеки има 5 супер маховика с тегло 3 тона всеки. Скоростта им на въртене е 18 хиляди. об / мин

В САЩ има още по-сериозно задвижване:

В Пенсилвания е инсталирано устройство за съхранение на слънчева и вятърна енергия. 200 общо се съхраняват супер маховици с тегло 2 тона 40 MW енергия. И подобен проект в Ню Йорк (на втория слайд) вече работи 9 години.

Съдейки по тази снимка, НАСА разработва и компактни системи за съхранение на кинетична енергия:

Супер маховикът от въглеродни влакна може да има достатъчно енергия за живота на малък сателит. Смятате ли, че тази технология има някакви перспективи?

***

Абонирай се към канала, добавете го към отметките на вашия браузър (Ctrl + D). Предстои много интересна информация.