Super zotrvačník ako zariadenie na ukladanie energie v autách, vlakoch alebo v súkromnom dome

Ako dieťa som mal malú knižnicu vedeckej a náučnej literatúry. Niečo z toho zostalo teraz a je relevantné dodnes. Napríklad časopisy „Mladý technik“. V jednej z kníh bol uvedený popis systému na akumuláciu kinetickej energie otáčania automobilu.

Nájdené jej meno: N.V. Gulia "Pri hľadaní energetickej kapsuly." V nákladnom vozidle v kryte bol nainštalovaný zotrvačník a pri brzdení sa prenášala energia na zrýchlenie zotrvačníka a pri jazde - z neho.

V sovietskych časoch sa touto témou zaoberal autor knihy Nurbey Gulia:

Od roku 1946 sa v Európe vyrábajú gyroskopické autobusy, ktoré na zastávkach ukladali energiu do zotrvačníkov:

Vyvinutý inžinierom Bjarne Storsandom. Zotrvačník s hmotnosťou 1,5 tony vyvinul 3 000 ot./min. Kilometre gyrobusu potom boli na jedno nabitie až 6 - 10 km. Doba nabíjania je až 3 minúty. Gyrobusy sa používali na mestských trasách vo Švajčiarsku, Belgicku a dokonca aj v Kongu.

Princíp je podobný ako pri moderných hybridných vozidlách. Ale v nich dochádza k akumulácii energie v batérii a pohonu z nich - z elektromotora.

V priebehu rokov veda v systémoch skladovania mechanickej energie mierne pokročila. Boli vyvinuté super zotrvačníky. Toto nie sú systémy s monolitickými revolučnými telesami, ktoré sú nebezpečné, keď sú zničené. A super zotrvačníky sú systémy s navíjaním pásky, vlákien alebo drôtov s vysokou hustotou. V prípade možného zničenia nejaví nič podobné výbuchu s rozptýlením častí a systém je spomalený trecími silami, ktoré vznikli z malých častí.

Na zníženie trecích síl sa samozrejme zotrvačník otáča vo vákuovej skrini. Ideálne je použitie ložísk vyrobených z vysokoteplotných supravodičov. To ale výrazne zvýši náklady a je potrebná stála spotreba energie na chladenie.

Koľko energie môžete uskladniť? Pre monolitické zotrvačníky táto hodnota 2,5 W * h / kg. Vyššie uvedené nebude fungovať z bezpečnostných dôvodov. Odstredivé sily trhajú akýkoľvek kov. Skutočný výkon super zotrvačníkov v našej dobe: 450 W * h / kg. Ale v graféne super zotrvačníky - až 1 200 W * h / kg od nádejných modelov. Predstavte si, v 50 kg super zotrvačník sa môže hromadiť až 60 kWh energie. Toto potrvá do 400 km najazdené malé auto. Účinnosť transformácie systému je navyše až 95-98%.

Pre porovnanie, lítium-iónové batérie majú akumulovanú energetickú hustotu 150 W * h / kg

Kde je možné použiť také super zotrvačníky? Tam, kde dochádza k zhasnutiu mechanickej energie pohybu. Tých. pri brzdení. Nemalo by sa to vynakladať na mazanie vankúšikov, ale na také pohony. Autá, vlaky, vlaky metra (kde je obzvlášť časté brzdenie). Energiu je možné akumulovať počas brzdenia a využívať pri akcelerácii. Takto ušetríte najmenej 50% energie.

Použitie v automobiloch v dopravných zápchach je vynikajúcim riešením. Pri brzdení sa zotrvačník roztáča a pri jazde nízkou rýchlosťou zotrvačník roztáča elektrický generátor a napája elektromotor na os vozidla. Ukázalo sa, že ide o elektromobil, ale so zásobou energie v super zotrvačníku.

Ďalšou ťažkosťou je nastupujúci gyroskopický efekt na super zotrvačníku. Môže to mať vplyv na zákruty. Tých. zotrvačník si udrží polohu, v ktorej bol roztočený. Problém je vyriešený plávajúcim zavesením, kde zotrvačník zostáva v polohe na ráme a vozidlo sa otáča. Ak sa pri rovnakom elektromotore v režime elektromotora vyskytne točenie, potom je vyriešený aj problém s pohonom na taký rám.

Vo výťahoch a žeriavoch je možné použiť aj pohony na super zotrvačníkoch. Áno, a v súkromnom dome môžete tiež použiť takéto systémy. Napríklad máte solárne panely. Počas dňa sa akumuluje energia na zotrvačníku (pomocou elektrického pohonu) a večer a v noci alebo v zamračených dňoch sa zbytočne míňa. Nie sú potrebné batérie, ktoré majú krátku životnosť. Systém super zotrvačníka môže pracovať 20 - 30 rokov. Alebo akumulujte energiu v noci (pri nočnej frekvencii) a cez deň vykurujte dom.

Aby ste maximálne ochránili seba a dom pred zničením - systém je možné inštalovať do betónového prstenca zakopaného v zemi.

Niekto si povie, že je to všetko opustená teória a vzhľadom na to, že technológia má veľa nedostatkov, nemá zmysel sa k nej vracať. To nie je pravda. Už viac ako 50 rokov sa v Holandsku vyrábajú systémy na ukladanie kinetickej energie pre záložné napájanie v dôležitých zariadeniach: vojenské, lekárske, informačné (dátové centrá).

Na zotrvačníku, ktorý je v strede - medzi naftovým generátorom a elektrickým generátorom sa ukladá kinetická energia. Ďalej je rotácia udržiavaná elektrickým motorom zo siete. Keď je centrálny zdroj napájania vypnutý, zariadenie okamžite dodáva elektrinu. Na naštartovanie naftovej jednotky a dosiahnutie jej menovitého výkonu nie je potrebná žiadna pauza po dobu 15 - 30 sekúnd. Budova nie je počas týchto sekúnd bez napätia.

Schéma je vysoko efektívna pri výkonoch od 1 MW. Menšia hmotnosť v porovnaní s akumulátormi na batériu s rovnakou kapacitou. Pracovná doba - až 30 rokov (pri údržbe). Zatiaľ čo batériu je potrebné meniť každých 5 - 10 rokov (až 5 miliónov. RUB náhradné náklady na takúto energiu). Robili sme také inštalácie. Posledné menované boli nainštalované na Bajkonure. A teraz sú vodcami Holanďania. Za 50 rokov založili 1600 také nadbytočné kinetické pohony.

Ďalšie príklady:

V Kanade od roku 2015 fungujú dve akumulačné elektrárne Po 5 MW každý jeden. Každý z nich má 5 super zotrvačníkov s hmotnosťou každého 3 tony. Ich rýchlosť otáčania je 18 tisíc. ot./min

V USA existuje ešte vážnejšia snaha:

V Pensylvánii je nainštalované solárne a veterné energetické zariadenie. 200 sú uložené celkovo zotrvačníky s hmotnosťou 2 tony 40 MW energie. A podobný projekt v New Yorku (na druhej snímke) už funguje 9 rokov.

Súdiac podľa tejto fotografie, NASA tiež vyvíja kompaktné systémy na ukladanie kinetickej energie:

Super zotrvačník z uhlíkových vlákien môže mať dostatok energie na život malého satelitu. Myslíte si, že má táto technológia nejaké vyhliadky?

***

Prihlásiť sa na odber do kanála, pridajte ho do záložiek prehliadača (Ctrl + D). Čaká vás veľa zaujímavých informácií.