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

Som barn havde jeg et lille bibliotek med videnskabelig og uddannelsesmæssig litteratur. Noget af det forblev nu og er relevant den dag i dag. For eksempel magasinerne "Young Technician". I en af ​​bøgerne var der en beskrivelse af et system til akkumulering af den kinetiske rotationsenergi for en bil.

Fundet hendes navn: N.V. Gulia "På jagt efter en energikapsel." Et svinghjul blev installeret i lastbilen i huset, og når der bremses, blev der overført energi til at fremskynde svinghjulet og under kørsel - fra det.

I sovjetisk tid blev dette emne behandlet af forfatteren af ​​den bog, Nurbey Gulia:

Siden 1946 er der blevet fremstillet gyrobusser i Europa, der lagrede energi i svinghjul ved stop:

Udviklet af ingeniør Bjarne Storsand. Et svinghjul, der vejer 1,5 ton, udviklede 3000 omdr./min. Kilometertal af gyrobus var derefter op til 6-10 km på en enkelt opladning. Opladningstiden er op til 3 minutter. Gyrobusser blev brugt på byruter i Schweiz, Belgien og endda i Congo.

Princippet svarer til moderne hybridbilsinstallationer. Men i dem forekommer akkumulering af energi i batteriet og drevet fra dem - fra den elektriske motor.

I årenes løb er videnskaben inden for mekaniske energilagringssystemer avanceret lidt. Super svinghjul blev udviklet. Dette er systemer, der ikke har monolitiske revolutioner, som er farlige, når de ødelægges. Og super svinghjul er systemer med tape med høj densitet, fiber eller trådvikling. I tilfælde af mulig ødelæggelse er der ikke nogen form for eksplosion med spredning af dele, og systemet sænkes af de friktionskræfter, der er opstået fra små dele.

For at reducere friktionskræfter roterer svinghjulet selvfølgelig i et vakuumhus. Brug af lejer lavet af superledere med høj temperatur er ideel. Men dette øger omkostningerne betydeligt, og der kræves et konstant energiforbrug til køling.

Hvor meget energi kan du gemme? For monolitiske svinghjul er denne værdi 2,5 W * h / kg. Ovenstående fungerer ikke af sikkerhedsmæssige årsager. Centrifugalkræfter river ethvert metal. Den virkelige præstation af super svinghjul i vores tid: 450 W * h / kg. Men i grafen super svinghjul - op til 1200 W * h / kg fra lovende modeller. Forestil dig, i 50 kg super svinghjul kan akkumulere op til 60 kWh energi. Dette varer indtil 400 km kilometertal for en lille bil. Desuden er effektiviteten af ​​systemtransformationen op til 95-98%.

Til sammenligning har lithium-ion-batterier en lagret energitæthed på 150 W * h / kg

Hvor kan sådanne super svinghjul anvendes? Hvor slukning af den mekaniske bevægelsesenergi opstår. De der. ved bremsning. Det skal ikke bruges på sletning af elektroderne, men i sådanne drev. Biler, tog, metrotog (hvor bremsning er særlig hyppig). Energi kan lagres under bremsning og bruges under acceleration. Dette sparer mindst 50% energi.

Brug i biler i trafikpropper er en glimrende løsning. Ved bremsning drejer svinghjulet, og når du kører ved lave hastigheder, drejer svinghjulet den elektriske generator, og det fremfører den elektriske motor på autoaksen. Det viser sig at være en elbil, men med lagret energi i et super svinghjul.

En anden vanskelighed er den nye gyroskopiske effekt i super svinghjulet. Det kan påvirke, når du svinger. De der. svinghjulet opretholder den position, hvor det blev drejet. Problemet løses af en flydende affjedring, hvor svinghjulet forbliver i sin position på rammen, og køretøjet drejer. Hvis centrifugeringen sker med den samme generator i elmotortilstand, er problemet med drevet til en sådan ramme også løst.

Drev på super svinghjul kan også bruges i elevatorer og kraner. Ja, og i et privat hus kan du også bruge sådanne systemer. For eksempel har du solpaneler. I løbet af dagen akkumuleres energi i svinghjulet (gennem et elektrisk drev), og om aftenen og natten eller på overskyede dage spildes det. Intet behov for batterier, der har en kort levetid. Super svinghjulsystemet kan arbejde på 20-30 år gammel. Eller akkumulere energi om natten (om natten) og opvarm huset i løbet af dagen.

For maksimalt at beskytte dig selv og huset mod ødelæggelse - kan systemet installeres i en betonring begravet i jorden.

Nogen vil sige, at dette alt sammen er en forladt teori, og på grund af det faktum, at teknologien har mange mangler, er der ingen mening i at vende tilbage til den. Det er ikke sandt. I mere end 50 år i Holland er der produceret kinetiske energilagringssystemer til backup strømforsyning på kritiske faciliteter: militær, medicinsk, information (datacentre).

I svinghjulet, der er i midten - mellem dieselgeneratoren og den elektriske generator, lagres kinetisk energi. Yderligere opretholdes rotation af en elektrisk motor fra lysnettet. Når den centrale strømforsyning er slukket, giver installationen øjeblikkeligt strøm. Der er ingen pause i 15-30 sekunder, hvilket er nødvendigt for at starte dieselenheden og nå sin nominelle effekt. Bygningen er ikke spændingsløs i disse sekunder.

Ordningen er yderst effektiv ved effekt fra 1 MW. Mindre vægt sammenlignet med akkumulatorer på et batteri med samme kapacitet. Arbejdstid - op til 30 år (ved service). Mens batteriet skal udskiftes hvert 5-10 år (op til 5 mio. RUB-udskiftningsomkostninger for sådan strøm). Vi plejede at lave sådanne installationer. Sidstnævnte blev installeret på Baikonur. Og nu er hollænderne lederne. Om 50 år de etablerede 1600 sådanne overflødige kinetiske drev.

Flere eksempler:

To lagerkraftværker har været i drift i Canada siden 2015 5 MW hver hver og en. Hver har 5 super svinghjul, der hver vejer 3 tons. Deres rotationshastighed er 18 tusind. omdrejningstal

Der er en endnu mere seriøs kørsel i USA:

I Pennsylvania er der installeret en sol- og vindkraftopbevaringsenhed. 200 super svinghjul, der vejer 2 tons, lagres i alt 40 MW energi. Og et lignende projekt i New York (på det andet dias) fungerer allerede 9 år.

At dømme efter dette billede udvikler NASA også kompakte systemer til lagring af kinetisk energi:

Super-svinghjulet i kulfiber kan have nok energi til en lille satellits levetid. Tror du, at denne teknologi har nogen udsigter?

***

Abonner til kanalen, tilføj den til dine browserbogmærker (Ctrl + D). Der er meget interessant information fremad.