Super volant ca dispozitiv de stocare a energiei în mașini, trenuri sau o casă privată

În copilărie, am avut o mică bibliotecă de literatură științifică și educațională. Ceva din el a rămas acum și este relevant până în prezent. De exemplu, revistele „Young Technician”. Într-una din cărți a existat o descriere a unui sistem de acumulare a energiei cinetice de rotație pentru o mașină.

I-am găsit numele: N.V. Gulia „În căutarea unei capsule de energie”. Un volant a fost instalat în camion în carcasă și la frânare, energia a fost transmisă pentru a accelera volantul, iar la conducere - din acesta.

În epoca sovietică, acest subiect a fost tratat de autorul cărții respective, Nurbey Gulia:

Din 1946, în Europa s-au fabricat autobuze giroscopice, care stocau energie în volante la stații:

Dezvoltat de inginerul Bjarne Storsand. Un volant cu greutatea de 1,5 tone a dezvoltat 3000 rpm. Kilometrajul girobusului era apoi de până la 6-10 km cu o singură încărcare. Timpul de încărcare este de până la 3 minute. Girobuzele au fost utilizate pe rutele urbane din Elveția, Belgia și chiar în Congo.

Principiul este similar cu instalațiile moderne de vehicule hibride. Dar în ele, acumularea de energie are loc în baterie, iar acționarea de la acestea - de la motorul electric.

De-a lungul anilor, știința sistemelor mecanice de stocare a energiei a avansat ușor. Au fost dezvoltate super volante. Acestea sunt sisteme care nu au corpuri de revoluție monolitice, care sunt periculoase atunci când sunt distruse. Și super volanele sunt sisteme cu bandă de densitate mare, înfășurare cu fibră sau sârmă. În cazul unei posibile distrugeri, nu există nici o aparență de explozie cu împrăștierea pieselor, iar sistemul este încetinit de forțele de frecare care au apărut din piesele mici.

Desigur, pentru a reduce forțele de frecare, volanta se rotește într-o carcasă de vid. Utilizarea rulmenților din supraconductori de temperatură ridicată este ideală. Dar acest lucru va crește foarte mult costul și este necesar un consum constant de energie pentru răcire.

Câtă energie puteți stoca? Pentru volanele monolitice, această valoare 2,5 W * h / kg. Cele de mai sus nu vor funcționa din motive de securitate. Forțele centrifugale rup orice metal. Performanța reală a super volantelor din timpul nostru: 450 W * h / kg. Însă la super volante grafen - până la 1200 W * h / kg de la modele promițătoare. Imaginați-vă, în 50 Kg super volanta se poate acumula până la 60 kWh energie. Aceasta va dura până 400 km kilometrajul unei mașini mici. Mai mult, eficiența transformării sistemului este de până la 95-98%.

Pentru comparație, bateriile litiu-ion au o densitate de energie stocată de 150 W * h / kg

Unde pot fi aplicate astfel de super volante? Unde are loc stingerea energiei mecanice a mișcării. Acestea. la frânare. Nu trebuie cheltuit pe ștergerea tampoanelor, ci în astfel de unități. Mașini, trenuri, trenuri de metrou (unde frânarea este deosebit de frecventă). Energia poate fi stocată în timpul frânării și utilizată în timpul accelerației. Acest lucru va economisi cel puțin 50% energie.

Utilizarea în mașini în ambuteiaje este o soluție excelentă. La frânare, volanta se rotește și, atunci când circulă cu viteze mici, volanta învârte generatorul electric și alimentează motorul electric pe axa automată. Se pare că este o mașină electrică, dar cu energie stocată într-un super volant.

O altă dificultate este efectul giroscopic emergent în super volant. Poate afecta la viraje. Acestea. volanta va menține poziția în care a fost rotită. Problema este rezolvată printr-o suspensie plutitoare, în care volanta rămâne în poziția sa pe cadru, iar vehiculul se rotește. Dacă filarea are loc cu același generator în modul motor electric, atunci se rezolvă și problema legată de un astfel de cadru.

De asemenea, acționările pe super volante pot fi utilizate în ascensoare și macarale. Da, și într-o casă privată, puteți utiliza și astfel de sisteme. De exemplu, aveți panouri solare. În timpul zilei, energia este acumulată în volant (printr-o acționare electrică), iar seara și noaptea sau în zilele înnorate, este irosită. Nu este nevoie de baterii care au o durată de viață scurtă. Sistemul super volant poate funcționa 20-30 de ani. Sau acumulați energie noaptea (cu viteza de noapte) și încălziți casa în timpul zilei.

Pentru a vă proteja la maximum pe tine și casa de distrugere - sistemul poate fi instalat într-un inel de beton îngropat în pământ.

Cineva va spune că totul este o teorie abandonată și, datorită faptului că tehnologia are multe neajunsuri, nu are rost să ne întoarcem la ea. Nu este adevarat. De mai bine de 50 de ani în Olanda, au fost produse sisteme de stocare a energiei cinetice pentru alimentarea cu energie de rezervă în instalații critice: militare, medicale, de informații (centre de date).

În volanta, care se află în centru - între generatorul diesel și generatorul electric, este stocată energia cinetică. Mai mult, rotația este menținută de un motor electric de la rețea. Când alimentarea centrală este oprită, instalația emite instantaneu electricitate. Nu există nicio pauză timp de 15-30 de secunde, care sunt necesare pentru pornirea unității diesel și atingerea puterii sale nominale. Clădirea nu este dezactivată în aceste secunde.

Schema este extrem de eficientă la puteri de la 1 MW. Greutate mai mică în comparație cu acumulatorii de pe o baterie de aceeași capacitate. Perioada de lucru - până la 30 de ani (la întreținere). În timp ce bateria trebuie schimbată la fiecare 5-10 ani (până la 5 mln. Costul de înlocuire RUB pentru o astfel de putere). Obișnuiam să facem astfel de instalații. Acestea din urmă au fost instalate la Baikonur. Iar acum olandezii sunt liderii. Pe 50 de ani au stabilit 1600 astfel de acțiuni cinetice redundante.

Mai multe exemple:

Două centrale electrice de stocare funcționează în Canada din 2015 5 MW fiecare fiecare. Fiecare are 5 super volante cu greutatea de 3 tone fiecare. Viteza lor de rotație este de 18 mii. rpm

Există un impuls și mai serios în SUA:

În Pennsylvania, au fost instalate o unitate de stocare a energiei solare și turbine eoliene. 200 super volante cu greutatea de 2 tone sunt stocate în total 40 MW energie. Și un proiect similar în New York (la al doilea diapozitiv) funcționează deja 9 ani.

Judecând după această fotografie, NASA dezvoltă și sisteme compacte pentru stocarea energiei cinetice:

Super volanta din fibră de carbon poate avea suficientă energie pentru viața unui mic satelit. Credeți că această tehnologie are perspective?

***

Abonati-va la canal, adăugați-l la marcajele browserului (Ctrl + D). Există o mulțime de informații interesante în față.