Super svinghjul som en energilagringsenhet i biler, tog eller et privat hus

Som barn hadde jeg et lite bibliotek med vitenskapelig og pedagogisk litteratur. Noe av det forble nå og er relevant den dag i dag. For eksempel magasinene "Young Technician". I en av bøkene var det en beskrivelse av et system for å samle den kinetiske rotasjonsenergien til en bil.

Fant navnet hennes: N.V. Gulia "På jakt etter en energikapsel." Et svinghjul ble installert i lastebilen i huset, og ved bremsing ble det overført energi for å akselerere svinghjulet, og når du kjørte - fra det.

I sovjettiden ble dette emnet behandlet av forfatteren av den boken, Nurbey Gulia:

Siden 1946 har det blitt laget gyrobusser i Europa, som lagret energi i svinghjul ved stopp:

Utviklet av ingeniør Bjarne Storsand. Et svinghjul som veide 1,5 tonn utviklet 3000 omdr./min. Kjørelengden til gyrobus var da opptil 6-10 km på en enkelt lading. Ladetiden er opptil 3 minutter. Gyrobuser ble brukt på urbane ruter i Sveits, Belgia og til og med i Kongo.

Prinsippet ligner på moderne hybridbilinstallasjoner. Men i dem skjer akkumuleringen av energi i batteriet, og stasjonen fra dem - fra den elektriske motoren.

Gjennom årene har vitenskap i mekaniske energilagringssystemer avansert noe. Super svinghjul ble utviklet. Dette er systemer som ikke har monolitiske revolusjoner, som er farlige når de blir ødelagt. Og super svinghjul er systemer med høy tetthetstape, fiber eller trådvikling. I tilfelle mulig ødeleggelse er det ingen fremtoning av en eksplosjon med spredning av deler, og systemet reduseres av friksjonskreftene som har oppstått fra små deler.

For å redusere friksjonskrefter roterer svinghjulet selvfølgelig i et vakuumhus. Bruken av lagre laget av høytemperatur superledere er ideell. Men dette vil øke kostnadene sterkt, og det kreves et konstant forbruk av energi til kjøling.

Hvor mye energi kan du lagre? For monolitiske svinghjul er denne verdien 2,5 W * t / kg. Ovennevnte fungerer ikke av sikkerhetsmessige årsaker. Sentrifugalkrefter river metall. Den virkelige ytelsen til super svinghjul i vår tid: 450 W * t / kg. Men i grafen super svinghjul - opp til 1200 W * t / kg fra lovende modeller. Tenk deg, i 50 kg super svinghjul kan samle seg opp til 60 kWh energi. Dette varer til 400 km kjørelengde på en liten bil. Videre er effektiviteten til systemtransformasjonen opp til 95-98%.

Til sammenligning har litiumionbatterier en lagret energitetthet på 150 W * h / kg

Hvor kan slike super svinghjul brukes? Hvor slukking av den mekaniske bevegelsesenergien oppstår. De. når du bremser. Det skal ikke brukes på å slette putene, men i slike stasjoner. Biler, tog, metrotog (der bremsing er spesielt hyppig). Energi kan lagres under bremsing og brukes under akselerasjon. Dette vil spare minst 50% energi.

Bruk i biler i trafikkork er en utmerket løsning. Ved bremsing snurrer svinghjulet, og når du kjører med lave hastigheter, snur svinghjulet den elektriske generatoren, og den mater den elektriske motoren på autoaksen. Det viser seg som en elbil, men med lagret energi i et super svinghjul.

En annen vanskelighetsgrad er den nye gyroskopiske effekten i super svinghjulet. Det kan påvirke når du svinger. De. svinghjulet vil opprettholde posisjonen der det ble spunnet. Problemet løses av en flytende fjæring, der svinghjulet forblir i sin posisjon på rammen, og kjøretøyet snur. Hvis spinning skjer med samme generator i elmotormodus, er også problemet med stasjonen til en slik ramme løst.

Drivere på super svinghjul kan også brukes i heiser og kraner. Ja, og i et privat hus kan du også bruke slike systemer. For eksempel har du solcellepaneler. I løpet av dagen akkumuleres energi i svinghjulet (gjennom en elektrisk drivenhet), og om kvelden og om natten eller på overskyede dager blir den bortkastet. Ingen behov for batterier som har kort levetid. Super svinghjulsystemet kan fungere 20-30 år gammel. Eller akkumulere energi om natten (om natten), og varme opp huset om dagen.

For å maksimalt beskytte deg selv og huset mot ødeleggelse - kan systemet installeres i en betongring begravet i bakken.

Noen vil si at alt dette er en forlatt teori, og på grunn av det faktum at teknologien har mange mangler, er det ingen vits i å komme tilbake til den. Dette er ikke sant. I mer enn 50 år i Nederland har det blitt produsert kinetiske energilagringssystemer for reservestrømforsyning på kritiske anlegg: militær, medisinsk, informasjon (datasentre).

I svinghjulet, som er i sentrum - mellom dieselgeneratoren og den elektriske generatoren, lagres kinetisk energi. Videre opprettholdes rotasjonen av en elektrisk motor fra strømnettet. Når den sentrale strømforsyningen er slått av, gir installasjonen øyeblikkelig strøm. Det er ingen pause i 15-30 sekunder, noe som er nødvendig for å starte dieselenheten og nå sin nominelle effekt. Bygningen er ikke strømløs i disse sekundene.

Ordningen er svært effektiv ved kraft fra 1 MW. Mindre vekt sammenlignet med akkumulatorer på et batteri med samme kapasitet. Arbeidstid - opptil 30 år (ved service). Mens batteriet må byttes hvert 5-10 år (opptil 5 millioner. RUB erstatningskostnad for slik strøm). Vi pleide å lage slike installasjoner. Sistnevnte ble installert på Baikonur. Og nå er nederlenderne ledere. Per 50 år etablerte de 1600 slike overflødige kinetiske stasjoner.

Flere eksempler:

To lagringskraftverk har vært i drift i Canada siden 2015 5 MW hver hver og en. Hver har 5 super svinghjul som veier 3 tonn hver. Rotasjonshastigheten deres er 18 tusen. rpm

Det er en enda mer seriøs kjøretur i USA:

I Pennsylvania er det installert en lagringsenhet for solenergi og vindkraft. 200 super svinghjul som veier 2 tonn lagres totalt 40 MW energi. Og et lignende prosjekt i New York (på det andre lysbildet) fungerer allerede 9 år.

På bakgrunn av dette bildet utvikler NASA også kompakte systemer for lagring av kinetisk energi:

Super svinghjulet i karbonfiber kan ha nok energi i en liten satellitt. Tror du denne teknologien har noen muligheter?

***

Abonnere til kanalen, legg den til nettleserens bokmerker (Ctrl + D). Det er mye interessant informasjon fremover.