Super zamašnjak kao uređaj za pohranu energije u automobilima, vlakovima ili privatnoj kući

Kao dijete imao sam malu knjižnicu znanstvene i obrazovne literature. Nešto od toga ostalo je sada i relevantno je do danas. Na primjer, časopisi "Mladi tehničar". U jednoj od knjiga bio je opis sustava za akumuliranje kinetičke energije rotacije automobila.

Pronašli smo njeno ime: N.V. Gulia "U potrazi za energetskom kapsulom." Zamašnjak je ugrađen u kamion u kućište i pri kočenju se prenosi energija za ubrzanje zamašnjaka, a tijekom vožnje - od njega.

U sovjetsko se vrijeme ovom temom bavio autor te knjige Nurbey Gulia:

Od 1946. godine u Europi se izrađuju žiro autobusi koji su energiju u zamašnjacima spremali na stajalištima:

Razvio inženjer Bjarne Storsand. Zamašnjak težak 1,5 tone razvijao je 3000 okretaja u minuti. Kilometraža giroba tada je bila do 6-10 km jednim punjenjem. Vrijeme punjenja je do 3 minute. Žirobusi su se koristili na gradskim rutama u Švicarskoj, Belgiji, pa čak i u Kongu.

Princip je sličan modernim instalacijama hibridnih vozila. Ali u njima se akumuliranje energije događa u bateriji, a pogon od njih - od elektromotora.

Tijekom godina znanost u sustavima mehaničkog skladištenja energije blago je napredovala. Razvijeni su super zamašnjaci. To su sustavi koji nemaju monolitna tijela revolucije, a koji su opasni kada se unište. A super zamašnjaci su sustavi s namotajem vrpce visoke trake, vlakana ili žice. U slučaju mogućeg uništenja, nema izgleda eksplozije s raspršivanjem dijelova, a sustav usporavaju sile trenja nastale iz malih dijelova.

Naravno, da bi se smanjile sile trenja, zamašnjak se okreće u vakuumskom kućištu. Idealna je upotreba ležajeva izrađenih od visokotemperaturnih supravodiča. Ali to će uvelike povećati troškove i potrebna je stalna potrošnja energije za hlađenje.

Koliko energije možete pohraniti? Za monolitne zamašnjake, ova vrijednost 2,5 W * v / kg. Gore navedeno neće raditi iz sigurnosnih razloga. Centrifugalne sile trgaju bilo koji metal. Prava izvedba super zamašnjaka u naše vrijeme: 450 W * v / kg. Ali u super zamašnjacima grafena - do 1200 W * v / kg od perspektivnih modela. Zamislite, u 50 kg super zamašnjak može akumulirati do 60 kWh energije. To će trajati do 400 km kilometraža malog automobila. Štoviše, učinkovitost transformacije sustava je do 95-98%.

Za usporedbu, litij-ionske baterije imaju pohranjenu gustoću energije od 150 W * h / kg

Gdje se mogu primijeniti takvi super zamašnjaci? Tamo gdje se događa gašenje mehaničke energije gibanja. Oni. pri kočenju. Ne bi se trebalo trošiti na brisanje jastučića, već na takve pogone. Automobili, vlakovi, metro vlakovi (gdje je kočenje posebno često). Energija se može pohraniti tijekom kočenja i koristiti tijekom ubrzavanja. Tako ćete uštedjeti najmanje 50% energije.

Upotreba u automobilima u gužvi je izvrsno rješenje. Pri kočenju zamašnjak se vrti, a pri vožnji malom brzinom zamašnjak vrti električni generator i on napaja elektromotor na automatskoj osi. Ispada električni automobil, ali s pohranjenom energijom u super zamašnjaku.

Druga je poteškoća nastajući žiroskopski učinak u super zamašnjaku. Može utjecati na zavoj. Oni. zamašnjak će zadržati položaj u kojem se vrtio. Problem se rješava plutajućim ovjesom, pri čemu zamašnjak ostaje u svom položaju na okviru, a vozilo se okreće. Ako se predenje dogodi s istim generatorom u načinu elektromotora, tada je riješen i problem s pogonom na takav okvir.

Također se pogoni na super zamašnjacima mogu koristiti u dizalima i dizalicama. Da, i u privatnoj kući, također možete koristiti takve sustave. Na primjer, imate solarne panele. Danju se energija akumulira u zamašnjaku (kroz električni pogon), a navečer i noću ili u oblačnim danima troši se. Nema potrebe za baterijama s kratkim vijekom trajanja. Super sustav zamašnjaka može raditi Star 20-30 godina. Ili akumulirajte energiju noću (noću), a kuću grijte danju.

Da biste maksimalno zaštitili sebe i kuću od uništenja - sustav se može ugraditi u betonski prsten zakopan u zemlju.

Netko će reći da je ovo sve napuštena teorija i zbog činjenice da tehnologija ima mnogo nedostataka, nema smisla vraćati joj se. Ovo nije istina. Više od 50 godina u Nizozemskoj se proizvode sustavi za pohranu kinetičke energije za rezervno napajanje u kritičnim objektima: vojni, medicinski, informacijski (podatkovni centri).

U zamašnjaku, koji je u središtu - između dizelskog generatora i električnog generatora, pohranjuje se kinetička energija. Nadalje, rotaciju održava električni motor iz mreže. Kad se isključi centralno napajanje, instalacija trenutno daje električnu energiju. Nema pauze od 15-30 sekundi, potrebnih za pokretanje dizelske jedinice i postizanje nominalne snage. Zgrada nije isključena ove sekunde.

Shema je vrlo učinkovita pri snagama od 1 MW. Manja težina u usporedbi s akumulatorima na baterijama istog kapaciteta. Trajanje rada - do 30 godina (prilikom servisiranja). Dok bateriju treba mijenjati svakih 5-10 godina (do 5 milijuna. Zamjenski trošak za takvu snagu u RUB). Nekad smo radili takve instalacije. Potonji su instalirani na Baikonuru. A sada su Nizozemci predvodnici. Po 50 godina utvrdili su 1600 takvi suvišni kinetički pogoni.

Još primjera:

Dvije akumulacijske elektrane rade u Kanadi od 2015. godine Po 5 MW svaki. Svaki ima 5 super zamašnjaka teških po 3 tone. Brzina rotacije im je 18 tisuća. o / min

U SAD-u postoji još ozbiljniji pogon:

U Pensilvaniji je instaliran solarni uređaj za pohranu energije i energije vjetra. 200 ukupno se pohranjuju super zamašnjaci teški 2 tone 40 MW energije. A sličan projekt u New Yorku (na drugom slajdu) već radi 9 godina.

Sudeći prema ovoj fotografiji, NASA također razvija kompaktne sustave za pohranu kinetičke energije:

Super zamašnjak od ugljičnih vlakana možda ima dovoljno energije za život malog satelita. Mislite li da ova tehnologija ima perspektivu?

***

Pretplatite se na kanal, dodajte ga u oznake preglednika (Ctrl + D). Puno je zanimljivih informacija.