Аккумулятор будущего – маховик?: engineering_ru — LiveJournal

?

Categories:

• Авто
• Производство
• Cancel

Оригинал взят у rutinin в Аккумулятор будущего – маховик?

Дешев. Долговечен. Экологически чист. Энергетические возможности маховика, как накопителя кинетической энергии определяются тремя параметрами: скоростью вращения,  диаметром и массой. Увеличив скорость вращения можно убавить вес и размер, но возникает опасность разрыва маховика центробежной силой.
В молодости я прочитал книжку в поисках «энергетической капсулы»
Ее автор изобрел супермаховик, супервариатор, а если  все это установить на автомобиль, то и он  будет  — супер!Изобретение Нурбея Гулиа заключалось в том, что он придумал маховик навитый из металлической ленты.

Такой маховик выдерживал центробежную силу в пять раз большую, чем литой . А при разрыве не разлетался на части, как артиллерийский снаряд, а тормозился лентой о кожух. Супермаховик в вакуумном корпусе с магнитной подвеской и скоростным электродвигателем-генератором для отбора мощности. В общем, жил бы на западе, давно бы уже был мультимиллионером, а не обклеивал квартиру авторскими свидетельствами вместо обоев (у него их три сотни).
С приходом нанотехнологий его изобретение приобрело еще большую значимость. Вот, что он пишет:
>если из такого материала (карбоновое нановолокно) навить супермаховик, то его удельная энергия достигнет 1Мв-час/кг, или в тысячи раз больше, чем у самых перспективных аккумуляторов! Это значит, что на таком накопителе массой в 150 кг легковой автомобиль сможет пройти с одной зарядки свыше 2 миллионов километров — больше, чем способно выдержать шасси. То есть теоретически уже сейчас можно создавать автомобили, которые в течение всего срока службы не требовали бы никакого топлива.

Удельная энергоемкость такого сверхнакопителя в 500—1000 кВт·ч/кг позволит, например, создать электромобиль, заряжаемый прямо на сборочном конвейере один раз на весь срок эксплуатации машины. Два-три десятка килограммов нового супермаховика обеспечат накопление дешевой ночной электроэнергии для огромного дома и расходование этой энергии днем. .>
Фантаст, конечно, но идея красивая!

 Американская компания Beacon Power основанная в 1997 году, сделала большой шаг в этом направлении, создав целую линейку тяжелых стационарных супермаховиков, предназначенных  для включения в промышленные энергосети.

Накопители представляют собой цилиндрические емкости, высотой по пояс человека или по грудь, внутри которых на активных магнитных подшипниках  подвешены супермаховики, которые могут раскручиваться до штатных 22,5 тысяч оборотов в минуту.

Расчетный срок службы — 20 лет, диапазон рабочих температур — от минус 40 до плюс 50 по Цельсию. Согласитесь, для химических аккумуляторов трудновато было бы обеспечить такие показатели. Полностью статья тут
У нас придумали, у них сделали. Дело привычное…
Еще видео —  Гулиа о патентах http://my.mail.ru/video/mail/gulia_nurbei/25/32.html#video=/mail/gulia_nurbei/25/32

Источники
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%83%D0%BB%D0%B8%D0%B0,_%D0%9D%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%B5%D0%B9_%D0%92%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87

http://www.i-r.ru/show_arhive.php?year=2005&month=12&id=1133
http://nurbejgulia.ru/

Tags: транспорт, энергетика, энергоэффективность

Subscribe

• Мороженица системы профессора Мейдингера. 1897

  Уж не знаю, чем отличалась «мороженица» Мейдингера, рекламируемая братьями Петрококино в 1897 году, от «мороженицы» У.Фуллера, к…

• Правила для монтёров. Ламайер и Ко. 1901

  К Вашему вниманию предлагается брошюрка акционерного общества Ламайер и Ко с правилами работы электриков на предприятии в 1901…

• Как советские партизаны заряжали рации от костра?

  Пост с таким заголовком разместил у себя блоггер мастерок: https://masterok. livejournal.com/7006713.html?thread=228365305#t228365305…

Photo

Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq

Previous

← Ctrl ← Alt

• 1
• 2
• 3

Next
Ctrl → Alt →

• Мороженица системы профессора Мейдингера. 1897

  Уж не знаю, чем отличалась «мороженица» Мейдингера, рекламируемая братьями Петрококино в 1897 году, от «мороженицы» У.Фуллера, к…

• Правила для монтёров. Ламайер и Ко. 1901

  К Вашему вниманию предлагается брошюрка акционерного общества Ламайер и Ко с правилами работы электриков на предприятии в 1901…

• Как советские партизаны заряжали рации от костра?

  Пост с таким заголовком разместил у себя блоггер мастерок: https://masterok. livejournal.com/7006713.html?thread=228365305#t228365305…

Самый эффективный способ накопления энергии стар как мир

Когда речь заходит о том, что надо как-то накопить энергию, многие сразу начинают думать об аккумуляторной батарее. Конечно, что же это может быть еще. Тем не менее, есть еще один способ, который используется не очень часто, но при этом имеет очень хорошие перспективы. Особенно, на фоне развития других технологий. Такие разработки даже применялись при производстве общественного и грузового транспорта. Их начало берет свои корни еще в Советском Союзе, но в последнее время технология начинает применяться все чаще. Несколько лет назад, когда позволял регламент, это использовалось даже в Формуле-1. Откроем завесу тайны и расскажем, как работает это достаточно простое, но гениальное изобретение, и о человеке, который посвятил этому жизнь.

Древний маховик тоже был своего рода аккумулятором.

Содержание

• 1 Что такое маховик?
• 2 Где применяются маховики?
• 3 Супермаховик Гулиа
• 4 Эффективность супермаховиков
• 5 Где применяются супермаховики?

Что такое маховик?

Говорить мы сегодня будем о супермаховиках и об их создателе Нурбее Гулиа. Хоть и кажется, что маховик это что-то устаревшее и чисто техническое, но и в новом электрическом мире ему есть место.

Маховик (маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии или для создания инерционного момента, как это используется на космических аппаратах.

Сами маховики были изобретены очень давно и даже успешно применялись в промышленности тех лет. Есть даже находки в Междуречье и древнем Китае, которые подтверждают использование подобных устройств. Правда, тогда они делались из обожженной глины или из дерева и выполняли иные функции.

Где применяются маховики?

Благодаря своей массивности и законам физики, которые сопровождают движение маховика, он нашел применение во многих современных механизмах — от транспорта до промышленности.

Самое простое применение заключается в сохранении скорости вращения вала, на котором установлен маховик. Это может пригодиться во время работы какого-нибудь станка.

Особенно, в те моменты, когда он испытывает резкие нагрузки и надо не допустить падения частоты вращения. Получается такой своего рода демпфер.

Наверное, самым частым местом, где встречаются маховики, является двигатель внутреннего сгорания автомобиля. Он позволяет сохранить скорость вращения двигателя при выключении сцепления. Тем самым снижается воздействие на трансмиссию, так как переключение передачи происходит в то время, когда двигатель работает на оборотах выше оборотов холостого хода. Кроме этого, так достигается больший комфорт и плавность движения. Правда, на гоночных машинах маховик очень сильно облегчается для снижения веса и увеличения скорости, с которой раскручивается двигатель.

Маховик легкового автомобиля.

Также маховики часто используются для стабилизации движения. Происходит это за счет того, что колесо, которым и является маховик, при вращении создает гироскопический эффект. Он создает сильное сопротивление при попытке наклонить его. Этот эффект легко ощутить, например, раскрутив колесо велосипеда и попытавшись его наклонить, или взяв в руки работающий жесткий диск.

Есть развитие и обычнх аккумуляторов: Новый тип аккумулятора позволит электромобилям проехать почти 2400 километров без подзарядки

Такая сила мешает при управлении мотоциклом, заставляя прибегать к контррулению, особенно на большой скорости, но очень помогает, например, для стабилизации корабля во время качки. Также подвесив такой маховик и учитывая, что он всегда находится в одном положении относительно горизонта, можно фиксировать его отклонения от корпуса объекта и понимать его положение в пространстве. Применение таких свойств маховика актуально в авиации. Именно вращающийся маховик позволит определить положение фюзеляжа самолета в пространстве.

Супермаховик Гулиа

Теперь, после достаточно долгого введения и предысторий, поговорим непосредственно о супермаховиках и о том, как они помогают сохранять энергию, не имея в составе каких-либо химических соединения для этого.

Нурбей Гулиа — создал и продвигает идею супермаховика, как накопителя энергии.

Супермаховик представляет собой один из типов маховиков, предназначенный для накопления энергии. Он специально сделан так, чтобы накапливать как можно больше энергии без необходимости применения по другому назначению.

Такие маховики тяжелые и очень быстро крутятся. Из-за того, что скорость вращения очень высокая, есть риск разрежения конструкции, но это тоже продумано. Сам маховик состоит из намотанных витков стальной пластичной ленты или из композитных материалов. Кроме того, что такая конструкция прочнее монолитной, она еще разрушается постепенно. То есть, при отслоениях маховик просто будет тормозиться и запутается в своих же частях. Думаю, не стоит объяснять, что разрыв маховика, который вращается со скоростью в десятки тысяч оборотов в минуту и весит минимум десятки килограмм, чреват очень серьезными последствиями.

Кроме этого, для обеспечения еще большей безопасности можно поместить систему с таким маховиком в бронекапсулу и закопать ее на несколько метров в землю. В этом случае движущиеся элементы точно никак не смогут навредить человеку.

Дополнительным плюсом использования бронекапсулы будет создание в ней вакуума, который позволит существенно снизить воздействие внешних сил на движение. Проще говоря, так можно свести к минимуму или вообще убрать сопротивление газовой среды (в обычном случае воздуха).

Так устроен супермаховик Гулиа.

В качестве дополнительных сил, мешающих вращению, еще выступает сопротивление подшипников, на которых установлен маховик. Но его можно установить на магнитный подвес. В этом случае силы воздействия сведены к такому минимуму, которым можно пренебречь. Именно по этой причине такие маховики способны крутиться месяцами. Кроме этого, магнитный подвес позволяет не задумываться об износе системы. Изнашивается только генератор.

Именно генератор и является тем элементом, который позволяет выработать электричество. Он просто подключается к маховику, и получая переданное им вращение вырабатывает электричество. Получается аналог обычного генератора, только для этого не надо сжигать топливо.

Чтобы получать еще больше интересной информации из мира высоких технологий, подписывайся на наш новостной канал в Telegram.

Для накопления энергии в то время, когда нет нагрузки, маховик раскручивается и тем самым “держит заряд”. Собственно, возможен и комбинированный вариант по аналогии с обычными аккумуляторами, которые могут одновременно отдавать энергию и заряжаться сами. Для раскрутки маховика используется мотор-генератор, который может как раскручивать маховик, так и забирать энергию его вращения.

Такие системы актуальны для накопления энергии в домохозяйствах и в системах зарядки. Например, подобная система по задумке инженеров Skoda должна использоваться для зарядки автомобилей. Днем маховик раскручивается, а вечером отдает заряд в электромобили, не нагружая городскую сеть в вечернее и ночное время. При этом можно заряжаться медленно от одного маховика или быстро от нескольких, с которых будет “сниматься” больше электричества.

Эффективность супермаховиков

Эффективность супермаховиков при всей их кажущейся архаичности достигает очень высоких значений. Их КПД доходит до 98 процентов, что даже не снилось обычным аккумуляторным батареям. Кстати, саморазряд таких батарей тоже происходит быстрее, чем потеря скорости хорошо сделанного маховика в вакууме и на магнитном подвесе.

Можно вспомнить старые времена, когда люди начали запасать энергию посредством маховиков. Самым простым примером являются гончарные круги, которые раскручивались и крутили, пока ремесленник работал над очередным сосудом.

Мы уже определись, что конструкция супермаховика достаточно проста, он имеет высокий КПД и при этом стоит относительно недорого, но есть у него один минус, который сказывается на эффективности его использования и стоит на пути массового внедрения. Точнее, таких минусов два.

Ленточный маховик.

Главным из них будет тот самый гироскопический эффект. Если на кораблях это полезное побочное свойство, то на автомобильном транспорте это будет очень сильно мешать и надо будет использовать сложные системы подвеса. Вторым минусом будет пожароопасность в случае разрушения. Из-за большой скорости разрушения даже композитные маховики будут выделять большое количество тепла за счет трения о внутреннюю часть бронекапсулы. На стационарном объекте это не будет большой проблемой, так как можно сделать систему пожаротушения, но на транспорте может создать очень много трудностей. Тем более, на транспорте риск разрушения выше за счет вибраций во время движения.

Где применяются супермаховики?

В первую очередь, Н.В. Гулия хотел использовать свое изобретение именно на транспорте. Даже было построено несколько образцов, которые проходили испытания. Несмотря на это, системы дальше испытаний не пошли. Зато применение такому способу накопления энергии нашлось в другой сфере.

Так в США в 1997 году компания Beacon Power сделала большой шаг в разработке супермаховиков для применения их в электростанциях на промышленном уровне. Эти супермаховики могли запасать энергию до 25 кВт⋅ч и имели мощность до 200 кВт. Строительство станции мощностью 20 МВт началось в 2009 году. Она должна была нивелировать пики нагрузки на электрическую сеть.

В России тоже есть подобные проекты. Например, под научным руководством самого Н. В. Гулиа компания Kinetic Power создала собственную версию стационарных накопителей кинетической энергии на базе супермаховика. Один накопитель может запасать до 100 кВт⋅ч энергии и обеспечивать мощность до 300 кВт. Система таких маховиков может обеспечивать выравнивание суточной неоднородности электрической нагрузки целого региона. Так можно полностью отказаться от очень дорогих гидроаккумулирующих электростанций.

Возможно использование супермаховиков и на объектах, где нужна независимость от электрических сетей и резервное питание. Эти системы имеют очень высокую скорость отклика. Она составляет буквально доли секунд и позволяет обеспечить действительно бесперебойное питание.

Такая идея «не зашла». Может получится с поездами?

Еще одним местом, где возможно применение Супермаховик, является железнодорожный транспорт. На торможение составов тратится очень много энергии и, если не тратить ее впустую, нагревая тормозные механизмы, а раскрутить маховик, накопленную энергию потом можно потратить на набор скорости. Вы скажете, что система на подвесе будет очень хрупкой для транспорта и будете правы, но в таком случае можно говорить и о подшипниках, так как запасать энергию надолго просто нет необходимости и потери от подшипников будут не такими большими на таком промежутке времени. Зато такой способ позволяет экономить 30 процентов энергии потребляемой поездом для движения.

Как видим, системы на супермаховиках имеют очень много плюсов и совсем немного минусов. Из этого можно сделать вывод, что они будут набирать популярность, становиться более дешевыми и массовыми. Это тот самый случай, когда свойства вещества и законы физики, знакомые людям с древних времен, позволяют придумать что-то новое. В итоге вы получили удивительным симбиозом механики и электрики, потенциал которого до конца еще не раскрыт.

Бетонная маховиковая система хранения для жилых фотоэлектрических систем – фотожурнал International

Французский стартап разработал бетонный маховик для накопления солнечной энергии инновационным способом. В настоящее время решение для хранения данных проходит испытания во Франции и первоначально будет предлагаться на заморских территориях Франции и в Африке.

21 июня 2021 г. Gwénaëlle Deboutte

Из журнала pv France

Французский стартап Energiestro разработал технологию хранения бытовых фотоэлектрических систем на основе маховиковой системы на основе бетона.

Система маховика способна накапливать электричество, преобразовывая его в кинетическую энергию с помощью двигателя, вращающего ротор. Маховик вращается с такой высокой скоростью, что электрическая энергия преобразуется в механическую.

Предлагаемое решение состоит из полого или сплошного цилиндра, который вращается вокруг оси и соединен с электродвигателем и генератором. «Когда у вас есть запас энергии, двигатель приводит в движение маховик, который разгоняется», — сказал соучредитель и генеральный директор компании Андре Женнессо. «В другом направлении двигатель может действовать как тормоз для разрядки электричества».

На сегодняшний день, по словам производителя, большинство маховиков, используемых для хранения такого рода, были изготовлены из стали. «Но у стальных маховиков есть ограничение: их цена, в то время как пользователи стационарных хранилищ ищут, прежде всего, оптимальные затраты», — пояснил Женнессо. «Некоторые компании также разрабатывают углеродные баллоны, которые намного легче, но, опять же, очень дороги, в то время как наш подход заключается в том, чтобы не работать в первую очередь на вес, потому что в этом типе приложений это не имеет значения».

По словам генерального директора, сейчас карбоновые маховики стоят около 250 евро/кВтч, стальные маховики – 200 евро/кВтч, а бетонные – около нескольких евро. «Особенность нашей запатентованной технологии заключается в том, что бетонный цилиндр предварительно натягивается обмоткой из стекловолокна и удерживается в вакууме, чтобы избежать трения», — заявил Женнессо. Благодаря этому операции по техническому обслуживанию сокращаются, поскольку механическая часть герметична, а смазочное масло также находится в вакууме без риска окисления.

Гарантия на маховик составляет 30 лет, а замена его инвертора ожидается через 15 лет. «Сначала мы выбрали бетон из соображений цены, но быстро обнаружили, что анализ его жизненного цикла также был положительным», — продолжил Женнессо. «У нас около 10 граммов CO ₂ на кВтч, в то время как у литий-ионных аккумуляторов около 40 г CO ₂ / кВтч, на том же уровне, что и у стальных маховиков».

Popular content

В настоящее время Energiestro предлагает стандартное решение для хранения с номинальной мощностью около 10 кВт, что соответствует циклу зарядки и разрядки в течение одного часа.

Маховик имеет диаметр один метр и весит три тонны и может быть размещен в саду частного дома.

Емкость системы должна быть увеличена сначала до 20 кВтч, а затем до 50 кВтч, чтобы в конечном итоге достичь 24 часов хранения. «Ограничение по размеру будет определяться логистикой, поскольку нам нужно найти краны, способные закапывать маховики в землю, поэтому в нашем текущем бизнес-плане мы ограничиваемся 50 кВтч», — добавил Женнессо, отметив, что решение будет первоначально предлагался на заморских территориях Франции и в Африке.

Французская компания получила финансирование от исследовательской и инновационной программы Horizon 2020 Европейского Союза. «В качестве бета-теста у нас есть демонстрационный проект с Voltalia в Гайане», — сказал Дженнессо. «В этом контексте мы установим маховик мощностью 10 кВтч, который будет управлять колебаниями в сети в течение одного часа, если пройдет облако».

По его словам, в жарких и влажных регионах маховики намного прочнее и надежнее литий-ионных аккумуляторов. Компания также работает в партнерстве с Engie над проектом солнечной электростанции Thémis в Восточных Пиренеях (3,4 МВт), где будет установлено несколько маховиков мощностью 10 кВтч с целью проверки влияния этой технологии на регулирование частоты по сравнению с литиевыми. -ионные аккумуляторы.

*Статья обновлена ​​для исправления ошибки перевода. Предлагаемое решение состоит из полого или сплошного цилиндра, а не из полого сплошного цилиндра, как мы сообщали ранее.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть повторно использован. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, обращайтесь по адресу: [email protected].

Системы накопления энергии с маховиком (FESS) – будущее наступило | Семья ТОЦ | Воспитание | Дети

0 акции

• Поделиться
• Твит

Поскольку последствия изменения климата продолжают ощущаться людьми во всем мире, без принятия надлежащих мер проблема будет только усугубляться.

К счастью, возобновляемая энергия является ключевой частью решения и будет по-прежнему широко использоваться во всем мире.

На самом деле, по данным Allied Market Research, к 2030 году ожидается, что мировой рынок возобновляемых источников энергии будет стоить около 2 триллионов долларов США9.0003

Оглавление

Amber Kinetics представляет себе мир, в котором ветровая и солнечная энергия являются нормой

Однако проблема с такими источниками энергии заключается в том, что они имеют тенденцию быть непостоянными и прерывистыми.

Ключом к сценарию, в котором мир на 100% питается от возобновляемых источников энергии, является система накопления энергии.

Вот тут-то и приходит на помощь решение Amber Kinetics.

Amber Kinetics, лидер отрасли в производстве сетевых систем кинетического хранения (KESS), является единственным поставщиком долговременных систем хранения энергии маховика.

Эта система накопления энергии увеличивает срок службы и эффективность маховиков с минут до часов, что обеспечивает безопасное, экономичное и надежное хранение энергии.

Маховики представляют собой, по сути, механические батареи.

Они накапливают электричество в виде кинетической энергии, используя электричество для ускорения ротора на высокой скорости, преобразуя электрическую мощность в энергию вращения, а затем сохраняя ее.

После этого процесса энергия может быть использована путем замедления маховика, который преобразует кинетическую энергию обратно в электрическую энергию.

Этот экологичный вариант во многих отношениях предпочтительнее химических батарей.

Решения по хранению энергии на маховике требуют минимального обслуживания и имеют длительный срок службы.

На самом деле система накопления энергии Amber Kinetics имеет расчетный срок службы 30 лет и не подвержена деградации.

Он также имеет высокую доступность на уровне сайта благодаря высокой модульности.

Решения для хранения энергии с маховиком также нечувствительны к колебаниям температуры, поскольку они работают в горячих и холодных условиях от -20 до 50 градусов Цельсия.

Amber Kinetics M32 — первая промышленная система накопления кинетической энергии с четырехчасовым разрядом.

Компания Amber Kinetics, ведущий мировой поставщик маховиковых систем накопления энергии, более доступная и эффективная, чем гидро- или газовые колонки с насосом, разработала этот маховик для удовлетворения потребностей современных энергосистем в хранении энергии.

Поставщики технологических решений могут интегрировать Amber Kinetics M32 для различных приложений.

Система легко масштабируется по мощности, производству энергии и производству и может быть увеличена до десятков или сотен мегаватт.

По мере того, как хранение энергии становится все более важным, маховики станут неотъемлемой частью нашего энергетического будущего.

Кроме того, поскольку погодные условия и стихийные бедствия становятся все более предсказуемыми, компании ищут решения, отвечающие разнообразным требованиям энергетического рынка.

Системы накопления энергии с маховиком (FESS) делают именно это и являются наиболее устойчивыми из доступных систем накопления энергии.

Эта система хранения возобновляемой энергии на 100 % пригодна для повторного использования

Эта система хранения возобновляемой энергии на 100 % пригодна для вторичной переработки, не содержит химических материалов и не предусматривает утилизации опасных отходов.

Ожидается, что глобальные установки накопителей энергии увеличатся с 6 ГВт в 2017 году до более 40 ГВт в 2022 году.

Хранение возобновляемой энергии также обеспечивает отличные финансовые показатели, поскольку улавливание избыточной возобновляемой генерации в непиковые часы и высвобождение в пиковые часы удовлетворяет требованиям Стандарта портфеля возобновляемых источников энергии и позволяет избежать дорогостоящих обновлений и инвестиций в системы передачи и распределения.

О компании Amber Kinetics

Компания Amber Kinetics, основанная в 2008 году, ставит перед собой задачу предоставить безэмиссионное, безопасное и экономичное решение для хранения энергии.

Устойчивое развитие лежит в основе миссии компании, и они сосредоточены на выполнении этой миссии по всему миру.