МенюРубрики

Супермаховик - альтернативний накопичувач енергії

 

Альтернативний накопичувач енергії з унікальними характеристиками

Не тільки джерела енергії можуть бути альтернативними, але способи накопичення/зберігання енергії. Понад півстоліття тому, в СРСР розробили концепцію супермаховика для акумулювання енергії, який в стаціонарному виконанні практично не має недоліків. За експлуатаційними характеристиками вони перевершують найкращі сучасні АКБ в кілька разів.

Принципова схема акумулятора енергії

Зашкарублі подання про збереження енергії, викликають з пам'яті автомобільний акумулятор. Однак енергія може бути електричної, теплової, механічної, кінетичної і т. д. Для зберігання, енергію одного виду, переводять в інший. Наприклад, фотоелементи виробляють електричну енергію, але для зберігання в АКБ, її перетворюють на хімічну.

Переклад енергії одного типу в інший, завжди супроводжується частковою втратою. ККД свинцево-кислотного акумулятора в кращому разі сягає 70%.

Супермаховик як акумулятор електроенергії

В 1964 році, радянський учений М.В. Гуліа звернув увагу на звичайний маховик.

Його використовують вже тисячі років. Найдавніший маховик, гончарний круг. Він продовжує обертатися після розгону деякий час, значить, у нього запасена кінетична енергія.

Після низки дослідів і розрахунків, винахідник прийшов до висновку, що:

  1. Швидкість обертання маховика має більше значення для енергоємності накопичувача, ніж маса. Доказ E=mc2, тобто енергія пропорційна квадрату швидкості, а маса враховується тільки в першій мірі.
  2. Відмова від цільних (литих, кованих) конструкцій. Вони обов'язково повинні бути складовими. Справа в тому, що запас кінетичної енергії був настільки великий, що у разі руйнування монолітного супермаховика, кілограмові осколки розліталися зі швидкістю кулі!
  3. Якщо маховик підвісити на магнітні підшипники і помістити в міцний сталевий корпус з розрідженою атмосферою, то тривалість обертання можна порівнювати з періодом саморозряду автомобільного акумулятора.

В 70-х роках Гуліа виготовив кілька працюючих зразків супермаховика, і деякі з них навіть встановлював на автобуси для рекуперації енергії. Але сам маховик, вчений як-би «намотував», а не збирав.

Причина в тому, що параметр питомої міцності матеріалу, заважає збільшити швидкість обертання для збільшення енергоємності. Проблема вирішувалась використанням матеріалів з одновісної міцністю, як-то: стрічки, металеві нитки і волокна, дріт. Додатково це робило пристрій безпечним. Адже при аварійному руйнуванні, маховик заплутувався в цих уривках і легко відновлювався.

Порівняння хімічних акумуляторів і супермаховика

 

СупермаховикХімічний акумулятор
Енергетична ємністьТеоретично 500 Вт*год/кг, реально випускаються зразки 450 Вт*год/кгСвинцево-кислотний АКБ ≈ 42 Вт*год/кг,Літій-іонний акумулятор ≈ 160 Вт*год/кг
Кількість циклів/ термін службиТермін служби не менше 25 років, кількість циклів не має значенняНе більше 1000 циклів для кращих зразків при жорсткому дотриманні умов експлуатації. Розряджати нижче 70% не рекомендується
ККД98%70-78%

 

При інтеграції в енергосистему, супермаховик набагато простіше і невибагливі будь-яких акумуляторів. Бронекапсулу можна закопати в грунт на глибину кількох метрів, і нагорі залишаться лише кілька проводів для управління і використання.

 

Сучасний стан

Дивно, але цей варіант збереження електроенергії взагалі не висвітлюється в пресі. Тим часом в Канаді вже 5 років функціонують 2 акумулюючі станції, що зберігають по 5 мВт/год електроенергії.

На кожній з них встановлено по 5 супермаховиков, масою 3 тонни, що обертаються зі швидкістю близько 18000 оборотів в хвилину.

У США побудували більш серйозні накопичувачі. У Пенсільванії, недалеко від сонячних електростанцій і полів з вітрогенераторами, фірма Beacon Power зібрала акумуляторну підстанцію, працюючу на супермаховиках.

Сумарна потужність енергії запасається 40 мВт. На об'єкті встановлено «невеликі» супермаховики вагою близько 2 тонн, в кількості 200 шт. Кожен з них може запасати до 0,2 мВт/год електроенергії.

 

Аналогічна підстанція коштує близько Нью-Йорка вже 9 років і до цих пір працює без поломок.

Винахідник кінетичного акумулятора Н. Ст. Гуліа, знайшов інвесторів і відкрив в Росії фірму, яка випускає супермаховики декількох типорозмірів. Майже всі покупці з Європи.

Використання супермаховика в приватному домоволодінні

В Росії кілька фірм випускають супермаховики невеликих типорозмірів. Наприклад, цей накопичувач може зберігати близько 20 кВт електроенергії.

Але в конструкції супермаховика є і небезпека. Ротор обертається зі швидкістю 1500-1700 об/сек! Це дозволяє зберегти колосальний запас електроенергії, але збирати його в домашній майстерні важко.

Але немає нічого неможливого! Патенти на винахід знаходяться у відкритому доступі. Є умільці, які вже зробили супермаховик для своєї системи автономного енергозабезпечення. Хай не з такими фантастичними характеристиками, але все одно вони в 4-6 разів більш енергоємні, ніж стандартні АКБ.

А можна і купити такий супермаховик у самого винахідника. Кінетичний накопичувач енергії зібраний у промислових умовах буде коштувати не дорожче, ніж система свинцево-кислотних акумуляторів, але в експлуатації вона набагато надійніше і довговічніше.

 

 


Ймовірно, Вам також сподобаються такі матеріали:Мікрогес і гідроакумулятори в приватному секторі


Спасибі, що дочитали до кінця! Не забувайте підписуватись на канал, Еслі стаття Вам сподобалася!

Діліться з друзями, залишайте ваші коментарі

Добавляйтесь в нашу групу в ВК:

ALTER220 Портал про альтернативну енергію

і пропонуйте теми для обговорень, разом буде цікавіше!!!

Коментарі

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"