Super smagratis kaip energijos kaupimo įtaisas automobiliuose, traukiniuose ar privačiuose namuose

Vaikystėje turėjau nedidelę mokslinės ir mokomosios literatūros biblioteką. Kažkas liko dabar ir yra aktualus iki šiol. Pavyzdžiui, žurnalai „Jaunasis technikas“. Vienoje iš knygų buvo aprašyta automobilio sukimosi kinetinės energijos kaupimo sistema.

Rado jos vardą: N.V. Gulia "Ieškant energijos kapsulės". Į sunkvežimį korpuse buvo sumontuotas smagratis ir stabdant energija buvo perduota smagračiui paspartinti, o važiuojant - iš jo.

Sovietmečiu šią temą nagrinėjo tos knygos autorė Nurbey Gulia:

Nuo 1946 m. ​​Europoje buvo gaminami giroskopo autobusai, kurie energiją kaupė smagračiuose stotelėse:

Sukūrė inžinierė Bjarne Storsand. 1,5 tonos svorio smagratis išvystė 3000 aps./min. Tada girobuso rida vienu įkrovimu buvo iki 6–10 km. Įkrovimo laikas yra iki 3 minučių. Girobusai buvo naudojami miesto maršrutuose Šveicarijoje, Belgijoje ir net Konge.

Principas yra panašus į šiuolaikinių hibridinių transporto priemonių įrenginius. Bet juose energijos kaupimasis vyksta akumuliatoriuje, o pavara iš jų - iš elektros variklio.

Bėgant metams, mechaninių energijos kaupimo sistemų mokslas nežymiai tobulėjo. Buvo sukurti super smagračiai. Tai nėra monolitinių revoliucijos kūnų sistemos, kurios yra pavojingos sunaikinus. „Super“ smagračiai yra sistemos su didelio tankio juostos, pluošto ar vielos apvija. Galimo sunaikinimo atveju nėra jokio sprogimo su dalimis išsisklaidymu, o sistemą stabdo trinties jėgos, atsirandančios dėl mažų dalių.

Žinoma, norėdamas sumažinti trinties jėgas, smagratis sukasi vakuuminiame korpuse. Idealu naudoti guolius iš aukštos temperatūros superlaidininkų. Bet tai labai padidins išlaidas ir reikalingas pastovus energijos suvartojimas aušinimui.

Kiek energijos galite sukaupti? Monolitiniams smagračiams ši vertė 2,5 W * h / kg. Aukščiau išvardyti dalykai neveiks dėl saugumo. Išcentrinės jėgos drasko bet kurį metalą. Tikras super smagračių veikimas mūsų laikais: 450 W * h / kg. Bet grafeno super smagračiuose - iki 1200 W * h / kg nuo perspektyvių modelių. Įsivaizduokite, in 50 kg super smagratis gali kauptis iki 60 kWh energijos. Tai tęsis iki 400 km mažo automobilio rida. Be to, priklauso nuo sistemos pertvarkymo efektyvumo 95-98%.

Palyginimui, ličio jonų baterijų energijos tankis yra 150 W * h / kg

Kur galima pritaikyti tokius super smagračius? Kur įvyksta mechaninės judesio energijos gesinimas. Tie. stabdant. Tai neturėtų būti išleista trinkelėms ištrinti, bet tokiuose diskuose. Automobiliai, traukiniai, metro traukiniai (kur ypač dažnai stabdoma). Energiją galima kaupti stabdant ir naudoti greitėjimo metu. Tai sutaupys mažiausiai 50% energijos.

Naudojimas automobiliuose kamščiuose yra puikus sprendimas. Stabdant smagratis sukasi, o važiuojant nedideliu greičiu, smagratis suka elektros generatorių ir jis maitina elektrinį variklį auto ašyje. Pasirodo, elektromobilis, bet su super smagračiu sukaupta energija.

Kitas sunkumas yra super smagratyje atsirandantis giroskopinis poveikis. Tai gali turėti įtakos posūkiuose. Tie. smagratis išlaikys padėtį, kurioje jis buvo pasuktas. Klausimą išsprendžia plaukiojanti pakaba, kai smagratis lieka savo padėtyje ant rėmo, o transporto priemonė pasisuka. Jei sukimasis vyksta su tuo pačiu generatoriumi elektros variklio režimu, tada taip pat išspręstas klausimas dėl pavaros prie tokio rėmo.

Taip pat liftuose ir kranuose galima naudoti pavaras super smagračiais. Taip, o privačiame name taip pat galite naudoti tokias sistemas. Pavyzdžiui, turite saulės baterijas. Dienos metu smagratyje (per elektrinę pavarą) kaupiama energija, o vakare ir naktį ar debesuotomis dienomis - eikvojama. Nereikia baterijų, kurių tarnavimo laikas trumpas. Super smagratis sistema gali veikti 20-30 metų. Arba kaupkite energiją naktį (nakties greičiu), o dieną šildykite namą.

Norėdami maksimaliai apsaugoti save ir namą nuo sunaikinimo - sistemą galima įdiegti į betoną, įkastą į žemę.

Kažkas pasakys, kad visa tai yra apleista teorija ir dėl to, kad technologija turi daug trūkumų, nėra prasmės prie jos grįžti. Tai netiesa. Daugiau nei 50 metų Nyderlanduose kinetinės energijos kaupimo sistemos buvo gaminamos atsarginėms maitinimo sistemoms kritinėse patalpose: karinėse, medicinos, informacijos (duomenų centruose).

Smagratyje, kuris yra centre - tarp dyzelinio generatoriaus ir elektros generatoriaus, kaupiama kinetinė energija. Be to, sukimąsi palaiko elektros variklis iš tinklo. Išjungus centrinį maitinimo šaltinį, įrenginys akimirksniu išleidžia elektros energiją. 15–30 sekundžių nėra pertraukos, kuri yra būtina norint paleisti dyzelinį agregatą ir pasiekti jo vardinę galią. Šioms sekundėms pastatas nėra išjungtas.

Schema yra labai efektyvi esant 1 MW galiai. Mažesnis svoris, palyginti su tos pačios talpos akumuliatorių akumuliatoriais. Darbo laikas - iki 30 metų (kai atliekamas aptarnavimas). Akumuliatorių reikia keisti kas 5–10 metų (iki 5 mln. Akumuliatorių). RUB pakeitimo kaina tokiai galiai). Mes darėme tokias instaliacijas. Pastarieji buvo įrengti Baikonūre. O dabar olandai yra lyderiai. Per 50 metų jie nustatė 1600 tokie nereikalingi kinetiniai varikliai.

Daugiau pavyzdžių:

Nuo 2015 m. Kanadoje veikia dvi saugyklos Po 5 MW kiekvienas. Kiekvienas turi 5 super smagračius, sveriančius po 3 tonas. Jų sukimosi greitis siekia 18 tūkst. aps./min

JAV yra dar rimtesnis varymas:

Pensilvanijoje įrengtas saulės ir vėjo energijos kaupimo įtaisas. 200 super sandarikliai, sveriantys 2 tonas, iš viso saugomi 40 MW energijos. Ir panašus projektas Niujorke (antroje skaidrėje) jau veikia 9 metai.

Sprendžiant iš šios nuotraukos, NASA taip pat kuria kompaktiškas kinetinės energijos kaupimo sistemas:

Anglies pluošto super smagratis gali turėti pakankamai energijos mažo palydovo gyvenimui. Ar manote, kad ši technologija turi perspektyvų?

***

Prenumeruoti prie kanalo pridėkite jį prie savo naršyklės žymių („Ctrl“ + D). Laukia daug įdomios informacijos.