Mitkä ovat energiavaraston

Luonto antoi ihmiselle eri energialähteiden: aurinko, tuuli, joet ja muut. Haittana näiden generaattorien energia on epävakaus. Näin ollen, jaksojen aikana ylimääräinen energia varastoidaan sen varastointi ja kuluttaa aikana väliaikaisen laskun. energian varastointi on tunnettu siitä, että seuraavat parametrit:

• varastoidun energian määrää;
• sen kertymisnopeuteen, ja vaikutus;
• ominaispaino;
• energian varastointi aika;
• luotettavuus;
• valmistus- ja ylläpitokustannukset ja muut.

Menetelmät systematisointia monet asemat. Yksi kätevä on luokittelu tyypin käytetyn energian varastointiin, ja menetelmä sen varastointia ja tuottoa. energian tallennuslaitteita jaettu seuraaviin pääryhmään:

• mekaaninen;
• lämpö;
• sähkö;
• kemikaali.

Kertymistä potentiaalienergia

Olennaista näissä mutkatonta laitteista. Nostettaessa kuormaa kertymistä potentiaalienergian, suorittaa hyödyllistä työtä, kun alentamalla sitä. Erityispiirteet ovat riippuvaisia rahtityypin. Se voi olla kiinteä, nestemäinen tai hiukkasmaista ainetta. Tyypillisesti suunnittelu tämän tyyppisiä laitteita on hyvin yksinkertainen, joten luotettavuus ja pitkä käyttöikä. varastoidun energian varastointi riippuu materiaalien kestävyys ja voi tavoittaa tuhansia. Valitettavasti tällaiset laitteet on alhainen ominaisenergiakapasiteetin.

Mekaanisen voimansiirron kineettinen energia

Näissä laitteissa, varastoitunut energia liikkeen elin. Yleensä se on värähtelevän tai edestakaista liikettä.

Kineettinen energia on värähtelevä järjestelmissä on keskittynyt edestakainen liike rungon. Energia toimitetaan ja kulutetaan annoksia, ajan kanssa vartalon liikkeitä. Mekanismi on melko monimutkainen ja arvaamaton perustamiseen. Laajalti käytetty mekaanisen kellot. Määrä varastoitu energia on yleensä pieni ja sopii vain laitteen toiminnan.

Asemat käyttävät energiaa gyroskooppi

Kaluston kineettinen energia on keskittynyt pyörivän vauhtipyörän. Erityisiä vauhtipyörä energia on paljon suurempi kuin energia vastaa staattisen kuormituksen. On mahdollista lyhyessä ajassa on vastaanotettu tai suuri teho. energian varastointi aika on pieni, ja suurin osa malleista on rajoitettu muutamaan tuntiin. Moderni teknologia mahdollistaa tuoda energiavaraston aika jopa useita kuukausia. Vauhtipyörät ovat hyvin herkkiä häiriöille. Energiaa laite on suoraan verrannollinen nopeuteen sen pyöriminen. Siksi energian varastoinnin ja paluu tapahtuu muutos vauhtipyörän nopeutta. Kuorma vaatii yleensä vakio, alhaisella nopeudella.

Lupaavampi laitteita supermahovik. Ne on valmistettu teräsnauha, synteettinen kuitu tai lanka. Rakenne voi olla kiinteä aine tai on tyhjä tila. Jos tilaa on käytettävissä käämien nauhan siirtyä kohti kehää pyörimisen hitausmomentti vauhtipyörän muutetaan, osa energiasta jouseen kohdistuu muodonmuutoksia. Tällaisissa laitteissa, kierrosluku on vakaampi kuin tselnotelyh rakenteissa, ja niiden energian kulutus on paljon suurempi. Lisäksi ne ovat turvallisempia.

Moderni supermahovik Kevlar- kuituja. Ne pyörivät tyhjökammiossa, jossa magneettiset jousitus. Se pystyy varastoida energiaa useita kuukausia.

Mekaanisen voimansiirron avulla elastisen voiman

Tämän tyyppinen laite voi tallentaa valtava energiatiheys. Mekaanisen ajaa se on suurin energiasisältö laitteisiin, jonka mitat ovat muutaman sentin. Suurempi vauhtipyörät erittäin suurella pyörimisnopeus on paljon suurempi energiankulutusta, mutta ne ovat hyvin alttiita ulkoisista tekijöistä, ja on vain vähän aikaa varastoida energiaa.

Mekaanisen voimansiirron Jousen energiaa

Joka pystyy tarjoamaan suurimman mekaanisen tehon kaikkien luokkien energian varastointi. Sitä rajoittaa ainoastaan raja jousen voimaa. Energia pakatussa keväällä voidaan säilyttää useita vuosikymmeniä. Kuitenkin, johtuen pysyvän muodonmuutoksen metallin väsyminen kertyy ja vähentää kapasiteettia keväällä. Samaan aikaan, korkealaatuista jousiterästä, jollei käyttöolosuhteissa voivat työskennellä satoja vuosia ilman merkittävää kapasiteetin menetystä.

jousi toiminto voidaan suorittaa minkä tahansa joustavat elementit. Kuminauhat, esimerkiksi kymmenen kertaa parempi terästuotteiden varastoidun energian massayksikköä kohti. Mutta termi kumi palvelua takia kemiallisen ikääntyminen on vain muutaman vuoden.

Mekaaniset käytöt, käyttäen energiaa painekaasun

Tämän tyyppinen energian tallennuslaitteita johtuu kaasun puristus. Kun läsnä on ylimäärin energiaa kompressorin paineen alainen kaasu ruiskutetaan ilmapallo. On tarpeen, että käytetään paineistettua kaasua turbiinia tai generaattori. Alhaisissa valtuudet turbiinin sijasta käytetään mäntämoottorin. Kaasun paine astiassa satojen ilmakehää on suuri spesifinen energiatiheys useita vuosia, ja kun läsnä korkealaatuisten venttiilit - ja kymmeniä vuosia.

Kertymistä lämpöenergian

Suurin osa alueen maamme sijaitsee pohjoisilla alueilla, joten suuri osa energiasta kuluu lämmitykseen sisäisesti. Tässä yhteydessä on säännöllisesti ratkaista pitää lämpimänä asemaan ja poistamalla sen sieltä tarvittaessa.

Useimmissa tapauksissa et voi saavuttaa korkea tiheys varastoitu lämpöenergian ja lisäksi merkittävät ehdot sen säilyttämiseksi. On tehokas laite useita sen ominaisuuksia ja korkeat hinnat eivät sovellu yleiseen käyttöön.

Kerääntyminen kustannuksella lämpökapasiteetti

Tämä on yksi vanhimmista tavoista. Se perustuu periaatteeseen lämpöenergiaa varastoiva materiaali kuumennettaessa ja palaavat lämpöä sen jäähdytys. Suunnittelu nämä asemat on erittäin helppoa. Ne voivat olla mikä tahansa kiinteä kappale tai suljettuun säiliöön nestemäisen jäähdytysaineen. lämpöenergian liikkeissä on hyvin pitkäikäinen, lähes rajaton määrä energian varastointi ja paluu sykliä. Mutta varastointiaika enintään muutaman päivän.

Kertymistä Sähköenergian

Sähköenergia - tämä on kätevin sitä nykymaailmassa. Siksi sähkökäyttöjen käytetään laajalti ja eniten kehittynyt. Valitettavasti halvat laitteet ominaiskapasitanssi on pieni, ja laitteita, joissa on suuri spesifinen kapasiteetti kalliita ja lyhytaikaiseksi. Varastointi sähköenergian - on kondensaattoreita, supercapacitors, paristoja.

kondensaattorit

Se on suosituin laji energian varastointi. Kondensaattorit ovat kykenevät toimimaan lämpötilassa -50-150 astetta. Määrä energian varastointi-rekyyli sykli - kymmeniä miljardeja sekunnissa. Yhdistää useita kondensaattoreita rinnakkain, voit helposti saada tarvittavan tehon arvoa. Lisäksi on olemassa muuttuja kondensaattoreita. Muuttamalla kapasitanssi tällaisia kondensaattoreita voidaan tehdä mekaanisesti tai sähköisesti, tai lämpötilan vaikutuksesta. Useimmiten säädettävät kondensaattorit löytyy resonanssipiirin.

Kondensaattorit jaetaan kahteen luokkaan - napa ja poolittomia. Käyttöikä polaarinen (elektrolyytti) vähemmän kuin ei-polaarisia, ne ovat enemmän riippuvaisia ulkoisista olosuhteista, mutta samaan aikaan on korkeampi spesifinen kapasitanssi.

Energian varastointiin kondensaattorit - ei kovin onnistunut instrumentteja. Niillä on pieni kapasiteetti ja pieni ominaistiheys varastoitu energia ja sen varastointi aika mitataan sekunteja, minuutteja, tunteja harvoin. Kondensaattorit ovat löytäneet sovelletaan pääasiassa tehoelektroniikan ja sähkötekniikan.

Laskeminen kondensaattori, yleensä ei aiheuta vaikeuksia. Kaikki tarvittavat tiedot erilaisten kondensaattorit Teknisessä käsikirjoja.

ionistory

Nämä laitteet miehittää väliasentoon välillä napa kondensaattorit ja akkuja. "Supercapacitors" kutsutaan. Niinpä niillä on valtava määrä lataus-purku vaiheessa kapasiteetti on suurempi kuin kondensaattori, mutta hieman vähemmän kuin pieniä paristoja. energian varastointi aika - jopa useita viikkoja. Ionistory hyvin herkkiä lämpötilan.

teho paristot

Sähkökemialliset akkuja käytetään, jos haluat tallentaa paljon energiaa. Se sopii parhaiten tähän tarkoitukseen lyijy-laitteita. Ne keksittiin noin 150 vuotta sitten. Ja sen jälkeen akku laitteessa ei tuo mitään uutta. Siellä oli paljon erikoistuneita malleja, laatu komponenttien parantunut akun luotettavuutta huomattavasti. On huomionarvoista, että akku laitteen luoma eri valmistajien eri tarkoituksiin eroavat vain pieniä yksityiskohtia.

Sähkökemialliset akut luokitellaan veto ja alkaa. Traction käytetään sähkö liikenteen, UPS, virtalähteet. Tällaisia akkuja on ominaista pitkä ja yhtenäinen hoitaessaan suuri syvyys. Käynnistysakut voi antaa suuren virran lyhyessä ajassa, mutta syväpurkaus niitä voida hyväksyä.

Sähkökemiallinen akuissa on rajoitettu määrä lataus-purku syklejä, keskimäärin 250 2000 Vaikka mitään toimintaa ne eivät muutaman vuoden kuluttua. Sähkökemialliset akut ovat herkkiä lämpötilan, edellyttää pitkän lataus- ja tiukka noudattaminen koskevat säännöt.

Laite on ladattava säännöllisesti. Akun varaustila on asennettu ajoneuvoon, se tuotetaan generaattorin ajo. Talvella tämä ei riitä, kylmä akku on huono ottaa vastaa, ja virrankulutus alussa moottorin kasvaa. Siksi on tarpeen tehdä edelleen ladata akkua lämpimässä huoneessa erityinen laturi. Yksi suurimmista haitoista lyijy-yksiköistä on niiden suuri paino.

Akut pienitehoiset laitteet

Tarvittaessa mobiililaitteisiin, joissa on pieniä painoja, valittu seuraavan tyyppisiä akkuja nikkeli-kadmium, litium-ioni, metalli hybridi, polymeeri-ionisia. Heillä on suurempi erityinen kyky, mutta hinta on paljon korkeampi. Niitä käytetään matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, kameroiden ja muiden pienissä laitteissa. Erityyppisiä paristoja eroavat parametrit: määrä latausta, säilyvyys, kapasiteetti, koko, jne ...

Litium-ioni-akkuja käytetään suuritehoisia sähkö- ja hybridiautojen. Ne ovat erittäin kevyitä ominaiskapasitanssi ja korkea luotettavuus. Samaan aikaan, litium-ioni-akkuja ovat erittäin tulenarkoja. Sytytys voi tapahtua oikosulun, mekaanisen muodonmuutoksen tai tuhoutuminen ruumiin, häiriöt veloitusmuodon tai akun tyhjenemisen. Melko vaikea sammuttamaan palon koska suuri aktiivisuus litiumia.

Paristot ovat perusta monille laitteille. Esimerkiksi energian varastointi puhelin - kompakti ulkoinen akku, joka sijaitsee karu, vedenpitävä. Sen avulla voit ladata tai teho matkapuhelin. Tehokas mobiili energian tallennuslaitteita voivat veloittaa kaikki digitaaliset kamerat, jopa kannettavissa tietokoneissa. Tällaisissa laitteissa, asetetaan, tyypillisesti litium-ioni-akkuja suuri kapasiteetti. energian varastointi kotiin eikä tehdä ilman paristoja. Mutta se on paljon enemmän monimutkaisia laitteita. Lisäksi akku niiden koostumus sisältää akkulaturin, ohjausjärjestelmä, invertterin. Laitteet voivat toimia pysyvänä verkon, sekä muista lähteistä. Lähtöteho keskellä on 5 kW.

Yhtenäistäjistä kemiallinen energia

Erottaa "polttoaine" ja "ilman polttoainetta" asemista. Ne vaativat erityisiä tekniikoita ja usein hankalia korkean teknologian laitteita. Käytetyt prosessit mahdollistavat saada energiaa eri muodoissa. Lämpökemiallisen reaktiot voivat tapahtua sekä alhaisilla ja korkeassa lämpötilassa. Komponentteja korkean lämpötilan reaktioita otetaan käyttöön vain silloin, kun on tarpeen saada energiaa. Sitä ennen, ne tallennetaan erikseen eri paikoissa. Komponentteja matalan lämpötilan reaktiot ovat yleensä yhdessä astiassa.

Energian varastointi polttoaineen käyttöaika

Tämä menetelmä sisältää kaksi täysin riippumatonta vaihetta: energian varastointi ( "latauksen") ja sen käyttö ( "purkaa"). Perinteinen polttoaine on yleensä suuri ominaisenergiakapasiteetin mahdollisuus pitkäaikaiseen varastointiin, helppokäyttöisyys. Mutta elämä ei pysähdy. Uusien tekniikan asettaa suuria vaatimuksia polttoaineen. Ongelma ratkaistaan parantamalla nykyisten ja uusien, korkean energian polttoaineita.

Laaja uusien mallien rajoittaa puute teknologisia prosesseja, jäte, suuri tulipalo ja räjähdysvaaraa työssä, tarvitaan korkeasti koulutettua henkilöstöä, korkeat kustannukset teknologian.

Ilman polttoainetta kemiallisen energiavaraston

Tässä muodossa taajuusmuuttajan energiaa varastoituu muuntaminen tiettyjen kemiallisten aineiden muissa. Esimerkiksi sammutettu kalkki aikana kuumennuksen kalkin tilassa. Kun "myönsi" varastoitu energia vapautuu lämmön ja kaasun. Se mitä tapahtuu, kun kalkin sammutusveteen. Reaktion aloittamiseksi, se riittää yleensä kytkeä komponentteja. Pohjimmiltaan tämä tyyppi lämpökemiallisten tapahtuu ainoastaan se lämpötilassa satoja tuhansia astetta. Siksi käytettävät laitteet on paljon monimutkaisempi ja kalliimpaa.