Super spararats kā enerģijas uzkrāšanas ierīce automašīnās, vilcienos vai privātmājā
Bērnībā man bija neliela zinātniskās un mācību literatūras bibliotēka. Kaut kas no tā palika tagad un ir aktuāls līdz šai dienai. Piemēram, žurnāli "Jaunais tehniķis". Vienā no grāmatām bija aprakstīta sistēma rotācijas kinētiskās enerģijas uzkrāšanai automašīnai.
Atrada viņas vārdu: N.V. Gulia "Enerģijas kapsulas meklējumos". Kravas automašīnā korpusā tika uzstādīts spararats un, bremzējot, enerģija tika nodota spararata paātrināšanai, savukārt, braucot - no tā.
Padomju laikos ar šo tēmu nodarbojās šīs grāmatas autore Nurbey Gulia:
Kopš 1946. gada Eiropā tiek ražoti žiroskopu autobusi, kas enerģiju krāja spararatos pieturvietās:
Izstrādāja inženieris Bjarne Storsand. Spararats, kas sver 1,5 tonnas, attīstīja 3000 apgriezienus minūtē. Tad žirobusa nobraukums ar vienu uzlādi bija līdz 6-10 km. Uzlādes laiks ir līdz 3 minūtēm. Girobusus izmantoja pilsētas maršrutos Šveicē, Beļģijā un pat Kongo.
Princips ir līdzīgs mūsdienu hibrīdu transportlīdzekļu instalācijām. Bet tajos enerģijas uzkrāšanās notiek akumulatorā, un piedziņa no tiem - no elektromotora.
Gadu gaitā zinātne mehāniskajās enerģijas uzkrāšanas sistēmās ir nedaudz attīstījusies. Tika izstrādāti super spararati. Tās ir sistēmas, kurām nav monolītu revolūcijas ķermeņu un kuras ir bīstamas, ja tās iznīcina. Un super spararati ir sistēmas ar augsta blīvuma lentes, šķiedras vai stieples tinumu. Iespējamās iznīcināšanas gadījumā nav redzams sprādziens ar detaļu izkliedi, un sistēmu palēnina berzes spēki, kas radušies no mazām detaļām.
Protams, lai samazinātu berzes spēkus, spararats griežas vakuuma korpusā. Ideāli ir izmantot no augstas temperatūras supravadītājiem izgatavotus gultņus. Bet tas ievērojami palielinās izmaksas, un dzesēšanai ir nepieciešams pastāvīgs enerģijas patēriņš.
Cik daudz enerģijas jūs varat uzglabāt? Monolītajiem spararatiem šī vērtība 2,5 W * h / kg. Iepriekšminētie nedarbosies drošības apsvērumu dēļ. Centrbēdzes spēki saplēš jebkuru metālu. Super spararatu reālā veiktspēja mūsu laikā: 450 W * h / kg. Bet grafēna super spararatos - līdz 1200 W * h / kg no daudzsološiem modeļiem. Iedomājieties, iekšā 50 kg super spararats var uzkrāties līdz 60 kWh enerģija. Tas ilgs līdz plkst 400 km mazas automašīnas nobraukums. Turklāt sistēmas pārveidošanas efektivitāte ir līdz 95-98%.
Salīdzinājumam litija jonu akumulatoriem enerģijas uzglabāšanas blīvums ir 150 W * h / kg
Kur var pielietot šādus super spararatus? Kur notiek kustības mehāniskās enerģijas dzēšana. Tie. bremzējot. To nevajadzētu tērēt spilventiņu dzēšanai, bet šādos diskos. Automašīnas, vilcieni, metro vilcieni (kur bremzēšana notiek īpaši bieži). Enerģiju var uzglabāt bremzēšanas laikā un izmantot paātrinājuma laikā. Tas ietaupīs vismaz 50% enerģijas.
Lielisks risinājums ir izmantošana automašīnās sastrēgumos. Bremzējot, spararats griežas, un, braucot ar mazu ātrumu, spararats pagriež elektrisko ģeneratoru, un tas baro elektromotoru uz auto asi. Izrādās elektriskā automašīna, bet ar uzkrāto enerģiju super spararatā.
Vēl viena grūtība ir žiroskopiskais efekts super spararatā. Tas var ietekmēt, braucot līkumos. Tie. spararats saglabās pozīciju, kurā tas tika vērpts. Jautājumu atrisina peldoša balstiekārta, kur spararats paliek uz rāmja un transportlīdzeklis pagriežas. Ja vērpšana notiek ar to pašu ģeneratoru elektromotora režīmā, tad tiek atrisināts arī jautājums par piedziņu uz šādu rāmi.
Arī super spararatu piedziņas var izmantot liftos un celtņos. Jā, un privātmājā jūs varat arī izmantot šādas sistēmas. Piemēram, jums ir saules paneļi. Dienas laikā spararātā (izmantojot elektrisko piedziņu) tiek uzkrāta enerģija, un vakarā un naktī vai mākoņainās dienās tā tiek izšķiesta. Nav nepieciešamas baterijas, kurām ir īss kalpošanas laiks. Var darboties super spararata sistēma 20-30 gadus vecs. Vai arī uzkrāt enerģiju naktī (pēc nakts likmes), un dienā sildīt māju.
Lai maksimāli pasargātu sevi un māju no iznīcības - sistēmu var uzstādīt zemē ieraktā betona gredzenā.
Kāds teiks, ka tā visa ir pamesta teorija un sakarā ar to, ka tehnoloģijai ir daudz trūkumu, nav jēgas pie tās atgriezties. Tā nav taisnība. Vairāk nekā 50 gadus Nīderlandē kinētiskās enerģijas uzkrāšanas sistēmas tiek ražotas rezerves enerģijas piegādei kritiskās vietās: militārajā, medicīniskajā, informācijas (datu centros).
Spararatā, kas atrodas centrā - starp dīzeļa ģeneratoru un elektrisko ģeneratoru, tiek uzkrāta kinētiskā enerģija. Turklāt rotāciju uztur elektrotīkls no elektrotīkla. Kad centrālais barošanas avots ir izslēgts, iekārta uzreiz izdala elektrību. 15-30 sekundes nav pārtraukuma, kas nepieciešams dīzeļa agregāta iedarbināšanai un tā nominālās jaudas sasniegšanai. Ēkai šīs sekundes nav strāvas.
Shēma ir ļoti efektīva ar jaudu no 1 MW. Mazāks svars salīdzinājumā ar akumulatoriem uz tādas pašas ietilpības akumulatora. Darba termiņš - līdz 30 gadiem (apkalpojot). Tā kā akumulators jāmaina ik pēc 5-10 gadiem (līdz 5 miljoniem akumulatoru). RUB nomaiņas izmaksas šādai jaudai). Mēs mēdzām veikt šādas instalācijas. Pēdējie tika uzstādīti Baikonurā. Un tagad holandieši ir līderi. Per 50 gadi viņi nodibināja 1600 tādas liekas kinētiskās piedziņas.
Citi piemēri:
Kopš 2015. gada Kanādā darbojas divas krātuves 5 MW katrs katrs. Katram ir 5 super spararati, kas katrs sver 3 tonnas. Viņu rotācijas ātrums ir 18 tūkstoši. apgr./min
ASV ir vēl nopietnāka dziņa:
Pensilvānijā ir uzstādīta saules un vēja enerģijas uzkrāšanas ierīce. 200 super spararati, kas sver 2 tonnas, kopumā tiek uzglabāti 40 MW enerģija. Un līdzīgs projekts Ņujorkā (otrajā slaidā) jau darbojas 9 gadi.
Spriežot pēc šī fotoattēla, NASA izstrādā arī kompaktas sistēmas kinētiskās enerģijas uzglabāšanai:
Oglekļa šķiedras super spararam var būt pietiekami daudz enerģijas maza satelīta darbībai. Vai jūs domājat, ka šai tehnoloģijai ir perspektīvas?
***
Abonēt kanālam, pievienojiet to pārlūkprogrammas grāmatzīmēm (Ctrl + D). Priekšā ir daudz interesantas informācijas.