Bateria mekanike e energjisë elektrike. Burime alternative të energjisë. Bateritë e Energjisë së Gazit të Kompresuar

Faqe 10 nga 23

Të gjitha ne diskutuar më lart kishte një pajisje kontrolli elektromekanike, e cila përcaktoi manovrimin e tyre të ulët.

Fik. 2.7. Skemat e lidhjes NEE:
A - shunt; B - lineare
Disqet e Energjisë Elektrike (NEE) janë të lidhura me ME me anë të një konvertuesi të valvulës së kontrolluar *, koha e kundërt e rrymës së rrymës është 0.01 c, e cila përcakton manovrimin e tyre të lartë, dhe rrjedhimisht, mundësinë e përdorimit të integruar në EE.

* Që nga akumulimi i energjisë elektrike është e mundur vetëm në rrymën konstante.

Objektet e magazinimit të energjisë elektrike përfshijnë:
Qelizat e karburantit (te);
Bateritë e rechargeable elektrokimike (EAB);
Superconducting Disqet induktive (Spin);
Disqet kapacitive (en).
Ekzistojnë dy metoda për lidhjen e NEE në sistemin e energjisë dhe skemat lineare dhe lineare që korrespondojnë me to janë treguar në Fig. 2.7, dhe, b.
Konsideroni më shumë blloqe të disqeve të energjisë elektrike.

Pajisja e kontrollit të NEE.

Ajo mund të kryhet në një skemë trotuare trefazore që ka tregues të lartë teknik dhe të vërtetuar në funksionimin e konvertuesve ekzistues të fuqisë së lartë. Numri i urave në pajisjen e kontrollit të NEE përcaktohet të dyja të kryera në të vërtetë nga Ura e Tiristorit dhe konsideratat modeste që konsiderohen më poshtë.


Fik. 2.8. Skema e fuqisë sekuenciale në modulet e 12-puls transducers që përbëjnë UU:
1 - element akumulues; 2 - kaloni; 3- Reaktori i fazës së marrësit; 4 - Ura e konvertimit; 5 transformator; 6 - Rrjeti trefazor
Çdo urë është e bashkangjitur në rrjetin AC nëpërmjet një transformatori të veçantë. Në mënyrë që të sigurojë një regjim transformimi me 12 puls me një numër avantazhesh krahasuar me pulsim të vazhdueshëm (më pak të vazhdueshëm të tensionit, përbërje më të mirë harmonike të tensionit alternativ, etj.), Mbështjelljet sekondare të gjysmës së transformatorëve janë të lidhur me "trekëndëshin ", dhe tjetri në" yll "(Fig. 2.8).
Për të rritur faktorin e fuqisë së NEE, të përcaktuar nga këndvështrimi i rregullimit dhe kalimi i pajisjes së konvertimit, si dhe shkalla e shtrembërimit të kurbës së tensionit të ndryshueshëm, pajisjet e ndryshme kompensuese janë të lidhura me gomat e autobusëve të AC - kompensuesit sinkronikë, thyristor statik kompensatorët, komponentët e filtrit. Konsumi i fuqisë reaktive mund të reduktohet duke ndarë konvertimin në një numër të moduleve të kontaktuara.

Në procesin e funksionimit, këndet e kontrollit të të gjitha moduleve, me përjashtim të një, janë të barabartë me 0 °. Njëri prej tyre ka një kënd të përcaktuar nga tensioni i kërkuar. Të gjitha modulet që kanë një kënd zero kërkojnë vetëm fuqi minimale reaktive - për kalimin.
Në Fig. 2.8 Skema e mundshme e konvertimit të bërë për të zvogëluar konsumin e energjisë reaktive është treguar. Konvertuesi është një lidhje sekuenciale e moduleve 12-impuls që përmbajnë transformatorë të fuqisë. Çdo modul llogaritet me 4.5 kV dhe përbëhet nga dy ura 6-pulsore të lidhura paralelisht me reaktorin ndërfazëror që balancon aktuale. Dy module kanë një rrymë prej 50 ka, dy të tjerë - 30 dhe 20 ka. Për shembull, në rrymën maksimale të AE, çdo urë 6-lidhëse siguron një rrymë të përhershme prej 25 ka. Nëse moduli 12-Tune aktivizohet nga një kalim mekanik me një vlerë zero të tensionit dhe pastaj fikni atë nga një rrjet trefazësh, një efikasitet i plotë i konvertuesve do të përmirësohet, pasi rënia e tensionit të drejtpërdrejtë do të eliminojë katër tiristorët e lidhur me radhë .
Vlera e prodhimit të fuqisë aktive të NEE duhet të përcaktohet nga kërkesat e sistemit në të gjitha mënyrat dhe nuk varet nga voltazhi në ndryshim në AE. Një nga mënyrat për të siguruar këtë gjendje është të rregullojë qoshet e kontrollit të valvulave. Përdorimi i konvertuesve të kontrolluar në Binder midis AE dhe rrjetit AC lejon ndryshimin e duhur në përfshirjen e valvulave gjatë ciklit të shkarkimit të NEE-së për të kryer pothuajse çdo fuqi që rregullon fuqinë. Në të njëjtën kohë, fuqia në gomat e tensionit do të varet nga raporti midis tensionit në AE dhe anti-eds të konvertuesit, të përcaktuara me vlerën e këndeve të kontrollit. Megjithatë, kjo metodë e menaxhimit ka një numër të kufizimeve. Meqenëse fuqia e pajisjes së konvertimit të NEE mund të arrijë disa qindra megavat, shpatullat e urave duhet të mblidhen nga valvula sekuenciale paralele. Për të kufizuar mbivlerat paralelisht me ta, është e nevojshme për të lidhur zinxhirët aktive të zbutjes kapacitive. Me rregullim të thellë të konvertuesve në shpatullat e urës dhe valvulave të tij individuale, shfaqen hedhje të tensionit të kundërt. Parametrat e zinxhirëve të dëmtuar të nevojshme për t'i kufizuar ato bëhen të papranueshme për shkak të humbjes së pushtetit në to. Kur aplikoni pajisje të tjera mbrojtëse (për shembull, diodes ortek), ky problem mbetet. Përdorimi i tiristorëve në instalimet e fuqishme të konvertimit rrit më tej numrin e valvulave në shpatullat e urës dhe bën kërkesa më të rrepta për pajisjet e tyre të mbrojtjes.


Fik. 2.9. Switching Diagram i konverterëve UU


Fik. 2.10. Karakteristikat e jashtme të konvertuesve
Nga ana tjetër, me rregullim të thellë simetrik, për shkak të zhvendosjes së fazës së tanishme në krahasim me tensionin në autobusin e stacionit, mbizotëron komponenti reaktiv i pushtetit.

Për kompensimin e saj kërkohet papranueshme fuqia e lartë e pajisjeve kompensuese (në kufirin e fuqisë së barabartë të stacionit). Këto rrethana e bëjnë të vështirë rregullimin, në gamën e gjerë të këndeve të kontrollit. Është e mundur të rritet vlerat e tyre duke aplikuar kontrollin alternativ të konvertuesve, në të cilin një pjesë e urave punon në modalitetin ndreqës dhe tjetri në inverter. Me këtë ligj të kontrollit asimetrik, mund të zgjeroni limitin për rregullimin e tensionit të prodhimit të konvertuesit në një koeficient të pranueshëm të faktorit të fuqisë së stacionit. Megjithatë, është e pamundur të besosh plotësisht kontrollin e Nee për të rregulluar këndet e valvulës. Është e këshillueshme që të kombinohen me mënyra të tjera për të siguruar pavarësinë e pushtetit në gomat e NEE nga tensioni i AE.
Në Fig. 2.9 është një skemë e UU Nee (për rastin kur pajisja e konvertimit të stacioneve përbëhet nga dy ura), e cila ju lejon të ndryshoni anti-EMF të konvertuesit (në varësi të tensionit në AE) për shkak të kalimit të urave nga Lidhje paralele me sekuencat kur ngarkon Nee dhe, përkundrazi, kur shkarkimi i tij. Është e aplikueshme për çdo numër të urave konvertuese në stacion. Anode e secilës urë duhet të lidhet përmes aparatit të kalimit me anodën dhe katodën e mëparshme gjatë rrymës dhe anodës së mëvonshme dhe katodë është me anodën dhe katodën e herës tjetër të urës dhe katodë e një të mëparshmi.
Konsideroni funksionimin e Nee në mënyrën e përmbysjes, pasi është në të që është e rëndësishme të sigurohet pavarësia e fuqisë në gomat e makinës nga tensioni i AE.
Konsideroni karakteristikën e jashtme të konvertuesit për rastin kur vlera e fuqisë aktive në gomat e tensionit mbështetet në afërsi të konstancës. Në momentin fillestar (në tensionin maksimal AE), konvertuesi punon me ura të lidhura në mënyrë të suksesshme. Mbështetja e një rryme të caktuar shkarkimi sigurohet duke rregulluar këndet e kontrollit të inverterit (pikat 1-2 në Fig. 2.10). Në kohën e reduktimit të tensionit të AE në një vlerë në të cilën është e mundur të ruhet kjo vlerë aktuale për shkak të funksionimit të një ure (pika 2), ura kalohen nga lidhja serike me paralelisht, e cila korrespondon me tranzicionin Nga pika 2 e karakteristikave të jashtme të konvertuesve në pikën 3. Në të njëjtën kohë rrymat që rrjedhin përmes urave konvertuese, prandaj rryma dhe fuqia e stacionit në gomat e tensionit të tensionit nuk janë ndryshuar, pasi që mbështjelljet primare të transformatorëve janë lidhur paralelisht. Pozita e pikës 4 përcaktohet nga përqindja e përdorimit të AE.
Numri i përgjithshëm i urave të stacioneve duhet të përcaktohet nga kufiri i lejueshëm për rregullimin e qosheve të kontrollit të valvulave dhe koeficientit të specifikuar të përdorimit të AE. Skema (shih Fig. 2.9) Është ndërtuar që në modalitetin e invertimit kur kalimi i stacionit nuk është i fikur nga EES dhe pajisjet e kalimit nuk prishin aktuale të drejtpërdrejtë të punës. Prandaj, prodhimi i tyre nuk do të shkaktojë vështirësi shtesë. Mbingarkesat afatshkurtra të urës kur kalimi nuk tejkalon transmetuesit e lejuar të transmetimit.
Skema e përshkruar në kombinim me rregullimin e qosheve të kontrollit të valvulave lejon të mbajë fuqinë e kërkuar aktive, të lëshuar nga stacioni, deri në një shkarkim të plotë të AE pa pushim të furnizimit me energji elektrike. Kur ndihmohet, është e mundur të sigurohet pavarësia e fuqisë aktive të konsumuar nga tension në AE dhe në mënyrën e saj të ngarkimit (kur ura po punojnë në modalitetin e ndreqës), por me shkyçjen e stacionit nga EES në koha e rekomandimit.
Një mënyrë tjetër për të rregulluar fuqinë e NEE është të lidheni AE në konvertimin e stacionit në pjesë. Për këtë AE, është e nevojshme të ndahet në seksione, secila prej të cilave është e lidhur në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri në gomat e terminalit të autobusëve të pajisjes së konvertimit. Në këtë rast, fuqia e stacionit luhatet për vlerën mesatare të specifikuar; Seksionet e ngarkuara ose të shkarkuara plotësisht duhet të shkyçen nga konvertuesi para se të lidhesh. Një dërrmues mjaft i mirë i AE në seksionin në kombinim me kontrollin e këndeve të kontrollit të konvertuesit do të zvogëlojë në nivelin e lejuar pabarazinë e ndryshimit në fuqinë aktive të AE gjatë ciklit të operacionit.
Metodat e tjera të njohura për rregullimin e zinxhirëve të ngarkesës së qarkut (duke përdorur transformatorët e kontrollit të tensionit nën ngarkesë, duke kaluar kapaktorët e baterisë nga një lidhje sekuenciale me paralel dhe anasjelltas, konvertuesit që lidhin në rrjetin AC përmes konvertuesit statik të kapacitetit induktiv, përdoren si Pajisjet konvertuese të konvertuesve të kompensuar me çelsat artificiale të valvulave aktuale, etj.) Kërkojnë një konsideratë të veçantë.
Kështu, Nee me një pajisje kontrolli të bazuar në një konvertues me 12 puls kur përdoren metodat e diskutuara më lart do të plotësojë të gjitha kërkesat për burimet e fuqisë maksimale në EE.
Ne tani kthehemi në shqyrtimin e llojeve të mundshme të pajisjeve akumuluese për Nee.
Magazinimi elektrokimik i energjisë. Pajisjet e ruajtjes së energjisë elektrokimike ose bateri elektrokimike janë një nga llojet më të zakonshme të disqeve.
Bateria elektrokimike (EAB) përbëhet nga shumë elementë të lidhur në seri dhe paralelisht. Akuzat e saj në orën e Outcompete, dhe shkarkimi është orari i pikut të ngarkesës. Në procesin e ngarkesës së energjisë elektrike me shtigje elektrokimike konvertohet në kimik. Kur shkarkohet, energjia e akumuluar lëshohet gjatë reagimit të kundërt. Shumë punë është bërë në përmirësimin eAb. Doli se bateritë e plumbit mund të aplikohen në Ees. Megjithatë, kostoja e elementeve të tilla është e lartë. Llojet e reja të baterive bazohen në përdorimin e reaksioneve kimike të materialeve si zinku, squfuri, natriumi, etj, ekzistuese në sasi të mjaftueshme dhe janë relativisht të lira. Testet e baterive të klorit-zink që veprojnë në temperatura të ulëta japin rezultate inkurajuese. Nga bateritë që kërkojnë temperatura më të larta, është e mundur të përmendet sulfur sulfur dhe litium-squfur. Testet laboratorike të sulfurit të natriumit janë veçanërisht të suksesshëm.
Karakteristikat e premtimit të llojeve të baterive për shtrirjen e majave të ngarkesës janë dhënë në tabelë. 2.3.
Bateritë elektrokimike kanë një efikasitet duke arritur në 65-70%. Pritet që akumuluesit premtues të kenë një jetë të shërbimit prej rreth 20 vjetësh me investime specifike në instalimin prej rreth 150 dollarë / kW dhe intensitetin specifik të energjisë prej 250 kWh / m3.
Disavantazhet e EAB janë një numër i kufizuar i cikleve të ngarkimit dhe shkarkimit (jo më shumë se 500), një kohë të vogël të ruajtjes së energjisë dhe një ndikim negativ mjedisor.
Tabela 2.3.

Materiali i përdorur si një katodë, anodë	Electrolyte	Temperatura, ° С	I mundshëm dendësi Energji VT-H / kg	I mundshëm dendësi Fuqi, W / kg
Oksid
Zink - klor	Zgjidhje e ujit
Natriumi - squfuri
Litium - Siera

Koncepti i konsumit racional të energjisë po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm në sfondin e përgjithshëm të zhvillimit teknologjik. Kjo është për shkak të faktit se efikasiteti i energjisë si i tillë ka lëvizur nga shkarkimi i pronave shtesë dhe shpesh ekskluzive në rangun e një prej karakteristikave kryesore të konsumit të produktit. Mjafton të kujtojmë bateritë më të thjeshta që përdoren në teknologjinë digjitale, pajisjet elektrike, pajisjen e mjetit të energjisë, etj. Ka fusha më të mëdha të përdorimit të sistemeve të sistemeve të akumulimit për të cilat konsumi i energjisë është veçanërisht i rëndësishëm. Dhe kjo kërkesë gjen një përgjigje nga prodhuesit e specializuar që prodhojnë ruajtjen e energjisë me cilësi të përmirësuara operacionale.

Informacion i përgjithshëm rreth disqeve të energjisë

Në natyrë, ka shumë burime të përhershme dhe të pashtershme të energjisë, e cila përdoret për t'i shërbyer nevojave të ndryshme të njerëzimit. Por për përdorimin përfundimtar, duhet të kalojë shumë faza të përpunimit dhe akumulimit. Kjo veçori kryhet nga stacionet e energjisë dhe nënstacionet. Lista e detyrave të tyre të menjëhershme përfshin gjenerimin e energjisë me karakteristika të pranueshme për përdorim, si dhe transformimin dhe shpërndarjen e saj. Infrastruktura kryesore e furnizimit me energji të ndërtesave rezidenciale, objekteve industriale, pajisjeve inxhinierike dhe konsumatorëve të tjerë përgjegjës zbatohet përmes rrjeteve të stacionale të energjisë. Ata kryejnë furnizim të përhershëm, por sot kërkesa për pajisje, pajisje dhe pajisje elektrike në mënyrë të qëndrueshme është në rritje. Sidomos për konsumatorët e tillë, përdoret një pajisje për ruajtjen e energjisë kapacitete, e cila është në mënyrë të pavarur me kusht - me intervale të caktuara, duhet të ngarkohet vetë nga të njëjtat rrjete stacionare. Shembulli më i thjeshtë i një makine të tillë është një bateri telefonike. Për shembull, elementi Li-ion mund të ketë një kapacitet prej rreth 2000-3000 MAH. Do të jetë e mjaftueshme për disa orë ose ditë të funksionimit autonom të pajisjes servised në varësi të modelit të saj. Por pas shterimit të këtij vëllimi, bateria duhet të lidhet me një prizë 220 V për shërim.

Disqet mekanike

Kjo kategori e disqeve ka historinë më të gjatë të ekzistencës. Për të ilustruar pajisje të tilla, ju mund të sillni një shembull të sistemit gravitacional. Sot nuk përdoret pothuajse, por portat e ngritjes së ngritjes me kundërpeshjet ishin të përhapura. Ata përdorin energjinë e ngarkesës që është akumuluar dhe kthehet në momentin e dëshiruar në një formë ose në një tjetër - varet nga ekzekutimi strukturor i makinës. Përveç ngarkesës së zakonshme, lëngu vepron si një element akumulues aktiv. Avantazhet e këtyre sistemeve përfshijnë fleksibilitetin strukturor. Inxhinierët mund të përdorin tubacione të degëzuar, duke kaluar përmes të cilave uji i dha energjinë tankeve të konjuguar. Në kohën tonë, disqet e tilla të energjisë janë paraqitur në formën e stacioneve hidrokullëzuese. Vërtetë, pajisjet akumuluese të lëngëta karakterizohen nga koha e ulët e ruajtjes, pasi uji avullon dhe kërkon përditësim të rregullt.

Disqet kinetike

Ky grup përfaqësohet kryesisht nga mekanizmat oscilues në të cilët procesi i akumulimit zbatohet përmes lëvizjeve reciproke, rrotulluese ose lineare të të njëjtit ngarkesë. Një tipar i dizenjove të tilla është se, nëse është e nevojshme, kthimi i energjisë do të kryhet si jo vazhdimisht, por pjesë - taktika. Shembulli klasik i makinës kinetike është ora mekanike. Në këtë rast, "ngarkesa" bëhet me anë të një impianti të mekanizmit, pas së cilës duhet të jetë kthimi gradual i energjisë nga lavjerrja e pranverës. Një interpretim më modern i mekanizmave kinetik përfaqëson një bateri gyroskopike. Magazinimi i energjisë në këtë rast bazohet në një volant rrotullues me një funksion shoku. Sistemet e tilla përdoren në teknika hidraulike dhe pneumatike.

Ruajtje

Nga një pikëpamje teknologjike, ky është shembulli më i thjeshtë i akumulimit të energjisë, me proceset e të cilave një person takon kudo. Gardhi metalik i nxehtë nën rrezet e drejtë të diellit tashmë është duke u bërë një bateri ngrohëse, pasi ajo e mban atë në strukturën e saj. Gjithashtu, materialet e tjera mund të veprojnë si disqet e nxehtësisë. Efektiviteti i punës së tyre në këtë kapacitet do të varet nga kapaciteti i ngrohjes specifike dhe volumetrike. Për shembull, kapaciteti i ngrohjes së ujit është 4.2 KJ, dhe është bërë i vogël - vetëm 0.46 kJ. E megjithatë, kur është fjala për akumulimin e synuar, disqet metalike të energjisë termike ose disqet e naftës përdoren më shpesh. Kjo zgjidhje është e justifikuar nga dëshira për të optimizuar dizajnin. Konvectors moderne dhe radiatorëve preferohen prej çeliku dhe alumini. Përsëri, disa modele janë të mbushura me më shumë të dobishme në treguesit e mbajtjes me energji termike.

Magazinimi i energjisë elektrike

Lloji më masiv i energjisë është energjia elektrike. Prandaj, kjo kategori po zhvillohet më aktivisht duke ofruar të gjitha vendimet e reja dhe më të avancuara. Për momentin, bateria më e zakonshme e energjisë elektrike është një radio transmetues. Ajo karakterizohet nga një shkallë e lartë e kthimit dhe akumulimi i energjisë, pa kufizuar proceset e punës me kushtet përreth. Për shembull, shumica e modeleve mund të përdoren në kushtet e temperaturave të larta ose jashtëzakonisht të ulëta. Dhe përsëri, për të optimizuar, disqet elektrike të energjisë janë të mbushura me elemente të veçantë elektrolitike me një enë të lartë specifike.

Disqet kimike

Gjatë funksionimit të disqeve të tilla, ndodh një reagim kimik. Burimi i energjisë në këtë rast do të jetë organizimi i kushteve për këtë reagim dhe sigurimi i veprimtarisë së komponentëve të integruar. Për më tepër, prodhimi mund të formojë energjinë e llojeve të ndryshme. Për shembull, hidrogjeni mund të theksohet nga uji gjatë elektrolizës direkte. Më shpesh, me metoda të tilla të akumulimit, është karburant. Mund të transformohet brenda një komplekse të reagimit kimik ose të transferohet tek konsumatori në formën e tij origjinale. Prandaj, pajisjet e ruajtjes së energjisë mund të jenë gjithashtu konvertues, edhe pse një zgjerim i tillë i funksioneve teknikisht e komplikon sistemin.

Disqet elektrokimike

Ky lloj i disqeve, siç shihet nga emri, është një kombinim ose hibrid. Meqenëse reagimet kimike karakterizohen nga një shkallë e lartë e efikasitetit dhe kosto të ulët, ato janë logjikisht të kombinuara me detyrën e zhvillimit të tipit më të kërkuar të energjisë - energjisë elektrike. Një element aktiv në pajisje të tilla është elektrolit. Në veçanti, pajisja e ruajtjes së energjisë për telefonin zakonisht bëhet në bazë të elementeve litium-jon ose litium-polimer. E njëjta vlen edhe për paketat e baterive për mjetet e pushtetit. Sipas karakteristikave, këto janë bateri mjaft të favorshme, të shquara me performancë të mirë, kapacitet të lartë dhe madhësi të vogla. Por bateri elektrokimike kanë një numër të kufizuar të cikleve të shkarkimit të shkarkimit, që është minus kryesor i tyre.

Zgjidhje moderne

Promovohen kompani të avancuara të përfshira në zhvillimin e teknologjive të larta dhe drejtimin e baterive kapacitor. Pra, për shembull, inxhinierët e Tesla krijuan një bllok Powerwall 2 që peshon 122 kg, bazuar në të njëjtat bateri litium-jon. Ky instalim është modular dhe i aftë për të ruajtur rreth 13.5 kW * h. Zhvillime të ngjashme ofrojnë LG. Për shembull, sistemi Chem Resu strehon rreth 10 kW * h, por në cilësitë e tjera operacionale nuk është inferiore ndaj njësisë TESLA. Kjo bateri është një pajisje e shumtë e ruajtjes së energjisë, e cila mund të përdoret si në jetën e përditshme dhe në industri. Gjëja kryesore është që fuqia të përmbushë kërkesat për sistemet konsumuese.

Përfundim

Në segmentin e drives energjetike, gjithashtu alokohen drejtime të ndryshme të zhvillimit teknologjik. Ata janë të bashkuar me vetëm një - pajtueshmëri me kërkesat e konsumatorëve të fundëm. Për shembull, disqet elektrike të energjisë për pajisjet dhe pajisjet e vogla duhet të plotësojnë kërkesat e besueshmërisë dhe besueshmërisë. Tregu i gjerë i teknologjisë digjitale është mjaft i fokusuar në madhësitë kompakte të disqeve dhe rritjen e kontejnerit të tyre. Natyrisht, për të kombinuar në një pajisje të gjitha cilësitë e listuara nuk janë të lehta, kështu që zhvilluesit ende kërkojnë fillimisht orientimin e tyre në aplikacione specifike.

Për kohën e shkyçjes së rrjetit ose të prishjeve të tij, disqet e energjisë elektrike janë përdorur gjerësisht për në shtëpi. Ato janë instaluar kryesisht në shtëpi private dhe janë vazhdimisht në një gjendje të lidhjes. Kjo lejon për një kohë mjaft të gjatë për të marrë energji elektrike të mjaftueshme për ndriçimin dhe nevojat e tjera të emergjencave.

Si rregull, këto pajisje përdoren kur prodhojnë energji elektrike me mënyra të pazakonta. Në raste të tilla, ndërhyrjet në paraqitjen e tij po ndodhin, dhe disqet kompensojnë me sukses mungesën e përkohshme të energjisë. Në thelb, këto janë bateri që mund të ngarkojnë dhe shkarkojnë.

Disqet e pajisjes

Megjithatë, pajisjet e ruajtjes së energjisë elektrike kryejnë funksione më të gjera se bateria konvencionale. Ata janë struktura komplekse dhe të integruara të aftë jo vetëm për të grumbulluar energji, por gjithashtu, duke e bërë atë të përshtatshme për përdorim të mëtejshëm.

Këto pajisje zënë një nga vendet kryesore në tregun e instrumenteve alternative të energjisë. Bateritë e litiumit i shërbejnë bazës së tyre. Ato përbëhen nga një ngarkues ose kontrollues i ngarkuesit, konvertuesit të tensionit () dhe sistemet e kontrollit. Dizajni i disqeve lejon zëvendësimin e një numri të madh të pajisjeve për sistemet emergjente dhe në furnizimin me energji alternative. Shumica e modeleve janë të dizajnuara për të punuar jo vetëm nga rrjeti stacionar, por edhe nga panelet diellore. Fuqia e tyre mesatare e prodhimit është 5 kilovat. Për operacion normal, pajisja është e mjaftueshme vetëm për t'u lidhur me rrjetin.

Zbatimi i disqeve të energjisë elektrike

Më shpesh, disqet elektrike të energjisë për shtëpi përdoren në familjet individuale. Para së gjithash, ata shërbejnë si burimet kryesore të energjisë në situata emergjente dhe mbylljet e centralizuara të rrjeteve elektrike. Me ndihmën e këtyre pajisjeve, ju mund të shtoni energji për menaxhimin individual të energjisë gjatë periudhës së ngarkesave të ngarkesave në orët e pikut në rrjetet e përbashkëta të shpërndarjes. Shumë shpesh, pajisja e energjisë elektrike të instaluar në shtëpi ose në vend bën të mundur përmirësimin e cilësisë së furnizimit me energji elektrike.

Aktualisht, shumë konsumatorë përdorin pajisje dhe pajisje të shtrenjta shtëpiake. Hedhjet e tensionit shpesh shkaktojnë shkatërrimin dhe dështimin e saj. Kur përdorni disqet, është e mundur të shmangni një numër të madh problemesh. Një tension i qëndrueshëm është krijuar, duke siguruar pajisje të qëndrueshme elektrike. Nuk ka nevojë për përfshirjen afatshkurtër të gjeneratorit. Ka një mundësi për të përdorur tarifat me baste të ndryshme.

Zinxhiri i ciklit të rrjedhjes së prodhimit të energjisë elektrike me domosdoshmëri përfshin një lidhje të tillë si një makinë (bateri). Në metodat tradicionale për gjenerimin e energjisë elektrike, rezervat e energjisë grumbullohen në një formë paraprake, "jo-elektrike", dhe kjo lidhje është ruajtja e energjisë, është drejtpërdrejt para gjeneratorit elektrik.

Rezervuari i stacionit hidroelektrik është projektuar për të grumbulluar energjinë potenciale të ujit të lumit në fushën gravitacionale të tokës, duke e ngritur atë në një lartësi me ndihmën e digës. Fabrika e nxehtësisë grumbullohet në repoziuesit e saj të nevojshëm për operacione të pandërprera të karburantit të ngurtë ose të lëngët, ose furnizon tubacionin e gazit natyror, vlerën kalorifike të së cilës garanton furnizimin e kërkuar të energjisë. Shufrat e reaktorëve të centraleve bërthamore janë një gjendje e karburantit bërthamor, i cili ka një burim të caktuar për të përdorur energjinë bërthamore.

Modaliteti i largët i energjisë është i disponueshëm për të gjitha llojet e gjeneratorëve të energjisë elektrike. Sasia e energjisë së prodhuar rregullohet në një kufi të gjerë në varësi të nivelit të konsumit të ngutshëm të energjisë. Burime alternative (energjia e erës, baticat, burimet gjeotermale, energjia diellore) nuk mund të sigurojnë fuqinë e garantuar të konstante të gjeneratorit në nivelin e kërkuar në këtë moment. Makina, pra, nuk është aq shumë depo e burimeve si një pajisje e zbutjes duke e bërë konsumin e energjisë më pak të varur nga luhatjet e energjisë elektrike. Energjia burimore është akumuluar në makinë, dhe më vonë konsumohet, sipas nevojës, në formën e energjisë elektrike. Në këtë rast, çmimi i saj varet kryesisht nga kostoja e makinës.

Një tipar karakteristik i makinës në burimet alternative të energjisë është gjithashtu fakti që energjia e akumuluar në të mund të shpenzohen për qëllime të tjera. Pra, për shembull, me ndihmën e tyre, mund të gjenerohen fusha magnetike të forta dhe të shkëlqyera.

Pranuar në fizikë dhe njësi të energjisë të matjes së energjisë dhe marrëdhëniet midis tyre: 1 kWh, ose 1000 W 3600 S - njëjtë si 3.6 MJ. Prandaj, 1 MJ është ekuivalente me 1 / 3.6 kWh, ose 0.278 kWh

Disa disqe të përbashkëta të energjisë:

Publikuar menjëherë: Shqyrtimi i mësipërm nuk është një klasifikim i plotë i disqeve të përdorura në sektorin e energjisë, përveç atyre që konsiderohen këtu ka termike, pranverë, induksion, lloje të ndryshme të ruajtjes së energjisë.

1. Lloji Condenatery Drive

Energjia e ruajtur nga kondensatori me një kapacitet prej 1 φ në një tension prej 220 v është: e \u003d 22/2 \u003d 1 2202/2 kj \u003d 24 200 j \u003d 0.0242 mj ~ 6.73 w h. Masa e një kondensatori të tillë elektrolitik mund të arrijë 120 kg. Numërimi i një njësie të masës energjia specifike rezulton të jetë e barabartë me vetëm më shumë se 0.2 KJ / kg. Puna e orës së makinës është e mundur me një ngarkesë brenda 7 W. Kapacitet elektrolitikë mund të zgjasin deri në 20 vjet. Ionistorss (supercapacitors) kanë një dendësi më të madhe të energjisë dhe të energjisë (rreth 13 vat të C / L \u003d 46.8 KJ / L dhe deri në 6 kW / L, përkatësisht), me një burim rreth 1 milion cikle rimbushëse. Avantazhi i padiskutueshëm i Drive Condenser është aftësia për të përdorur energjinë e akumuluar për një periudhë të shkurtër kohore.

2. Disqet e tipit gravitacional

Pajisjet e ruajtjes së energjisë së nderit janë intensifikuar kur mbresë është ngritur me një masë foshnje 2T dhe më shumë se një lartësi prej rreth 4 m. Lëvizja e pjesës së rrotullimit të Copra lëshon energjinë potenciale të trupit, duke informuar gjeneratorin e saj elektrik. Sasia e energjisë së prodhuar e \u003d mgh është në mënyrë ideale (duke përjashtuar humbjet e fërkimit) do të jetë ~ 2000 10 4 kj \u003d 80 kj ~ 22,24 watts. Për njësi peshë të Baba Babra energji specifike rezulton të jetë 0.04 KJ / kg. Për një orë, pajisja është e aftë të sigurojë një ngarkesë deri në 22 W. Jeta e pritshme e shërbimit të dizajnit mekanik tejkalon 20 vjet. Energjia e akumuluar në fushën gravitacionale mund të shpenzohen edhe në një periudhë të shkurtër kohore, e cila është përparësia e këtij opsioni.

Drive hidraulik përdor energjinë e ujit (peshon rreth 8-10 ton) derdhur nga pusi në kapacitetin e kullës së ujit. Në lëvizjen e kundërt nën veprimin e gravitetit, uji rrotullohet turbinën e gjeneratorit elektrik. Një pompë e zakonshme vakumi pa probleme ju lejon të shkarkoni ujë në një lartësi deri në 10 m. Energjisë rezervë e \u003d mgh ~ 10000 8 10 j \u003d 0.8 mj \u003d 0.223 kWh. Llogaritur nga një njësi e energjisë në masë të veçantë rezulton të jetë 0.08 KJ / kg. Ngarkesa e siguruar nga pajisja brenda një ore është brenda 225 W. Disku mund të shërbejë nga 20 vjet e më shumë. Turbina me erë mund të aktivizojë drejtpërdrejt pompën (pa konvertimin e energjisë në elektrike, e cila është e lidhur me humbje të caktuara), uji në kapacitetin e rezervuarit mund të përdoret në nevoja të tjera.

3. Drive me bazë valixhe

Energjia kinetike e volanës së rradhës përcaktohet si më poshtë: e \u003d j w2 / 2, nën j, nënkupton momentin e vet të inercisë së cilindrit metalik (pasi rrotullohet rreth boshtit të simetrisë), W është shpejtësia këndore e rrotullim.

Me një rreze r dhe lartësi h, cilindri ka një moment të inercisë:

J \u003d m r ^ 2/2 \u003d pi * p r ^ 4 h / 2

ku p është dendësia metalike - materiali i cilindrit, produkti Pi * r ^ 2 h është volumi i saj.

Shpejtësia maksimale e mundshme lineare e pikave të sipërfaqes së cilindrit Vmax (është rreth 200 m / s për volantin e çelikut).

Vmax \u003d wmax * r, nga ku wmax \u003d vmax / r

Energjia maksimale e mundshme e rotacionit Emax \u003d J Wmax ^ 2/2 \u003d 0.25 PI * P R2 ^ 2 h v2max \u003d 0.25 m vmax ^ 2

Energjia për njësi në masë është: Emax / m \u003d 0.25 vmax ^ 2

Energjisë specifike në rast se vola cilindrike është bërë prej çeliku, do të jetë rreth 10 KJ / kg. Flywheel peshon 200 kg (me madhësi lineare h \u003d 0.2 m, r \u003d 0.2 m) Emax Emax \u003d 0.25 PI 8000 0.22 0.2 2002 ~ 2 mj ~ 0.556 kWh. Ngarkesa maksimale e siguruar nga pajisja e endur për një orë nuk tejkalon 560 w. Flywheel mund të shërbejë mirë 20 vjet ose më shumë. Avantazhet: Lirimi i shpejtë i energjisë së akumuluar, mundësia e përmirësimit të ndjeshëm në karakteristikat duke përzgjedhur materialin dhe ndryshimet në karakteristikat gjeometrike të volanit.

4. Drive në formën e një baterie të rechargeable kimike (plumb-acid)

Bateria klasike e rechargeable, që ka një kapacitet prej 190 një h në një tension në daljen 12 v dhe 50% shkarkim të aftë për të lëshuar rrymën prej rreth 10 A për 9 orë. Energjia e lëshuar do të jetë 10 a 12 në 9 orë \u003d 1.08 kWh, ose, rreth 3.9 MJ për një cikël. Marrja e një mase të baterisë të barabartë me 65 kg, ne kemi një energji specifike prej 60 kJ / kg. Ngarkesa maksimale që bateria është në gjendje të ofrojë për një orë nuk kalon 1080 W. Jeta e shërbimit të garancisë për një bateri me cilësi të lartë është brenda 3-5 viteve, në varësi të intensitetit të operimit. Nga bateria e ringarkueshme është e mundur që drejtpërdrejt të marrin energji elektrike me një rrymë të prodhimit që arrin mijëra ampsite, në tensionin e prodhimit të 12 V, që korrespondon me standardin e automobilave. Me baterinë, shumë pajisje të dizajnuara për tension të vazhdueshëm 12 v janë në dispozicion të konvertuesve 12/220 në fuqi të ndryshme të prodhimit.

5. Drive pneumatik

Ajri, i ngarkuar në tankin e çelikut prej 1 metër kub në një presion prej 40 atmosferash, kryen punë në një zgjerim izotermal. Puna e kryer nga gazi ideal në kushtet t \u003d const përcaktohet sipas formulës:

A \u003d (m / mu) r t ln (v2 / v1)

Këtu m është masa e gazit, mu është një masë prej 1 lutjes së gazit të njëjtë, r \u003d 8.31 j / (mol k), t - temperatura e llogaritur në shkallën absolute të Kelvin, V1 dhe V2- Vëllimi fillestar dhe i fundit Zënë nga gaz (kjo v2 / v1 \u003d 40 është zgjeruar në presion atmosferik brenda tank). Për zgjerimin isotermal, ligji i Boyl-Mariotta është i vlefshëm: P1V1 \u003d p2 v2. Ne marrim t \u003d 298 0k (250c) për ajër m / mu ~ 40: 0.0224 \u003d 1785.6 moles e substancës, gazi e bën punën A \u003d 1785.6 8.31 298 ln 50 ~ 16 m ~ 4.45 kW për cikël. Muret e rezervuarit të dizajnuara për presionin e 40-50 atmosferave duhet të kenë një trashësi prej të paktën 5 mm, dhe për këtë arsye masa e makinës do të jetë rreth 250 kg. Energjia specifike e furnizuar me këtë makinë pneumatike do të jetë e barabartë me 64 KJ / kg. Fuqia maksimale e siguruar nga një makinë pneumatike gjatë një ore operacioni do të jetë 4.5 kW. Jeta e shërbimit të garantuar, si në shumicën e pajisjeve të ruajtjes bazuar në punën mekanike të pjesëve të tyre strukturore, është nga 20 vjet. Avantazhet e këtij lloji të drive: aftësia për të gjetur një nëntokë tank; Rezervuari mund të shërbejë si një cilindër i gazit standard duke përdorur pajisjet e duhura, turbina me erë është e aftë të transmetojë drejtpërdrejt lëvizjen e pompës së kompresorëve. Përveç kësaj, shumë pajisje përdorin drejtpërdrejt energjinë e akumuluar të ngjeshur në rezervuarin e ajrit.

Ne japim parametrat e llojeve të konsideruara të drives energjetike në tabelën e konsoliduar:

Një lloj energjia	Performanca e vlerësuar	Vlerë rezervë Energjia, KJ.	Energji specifike (për njësinë e njësisë së pajisjes), KJ / kg	Ngarkoni kufirin kur shkoni me një makinë për një orë, T.	Jeta e pritshme e shërbimit në vite
Lloji i kondensatorit	kapaciteti i baterisë 1 f, 220 v tension, peshë 120 kg	24,2			brenda 20.
Lloji i Koprovaya	baba Scarma Mass 2000 kg, maksimumi Heqja 4 M.		0.04		jo më pak se 20.
Lloji hidraulik gravitacional	masë të lëngshme 8000 kg, ndryshim në altitudes 10 m		0.08		jo më pak se 20.
Volant	flywheel cilindrike bërë prej çeliku 200 kg, rreze 0.2 m, Trashësia 0.2 M.	2000			jo më pak se 20.
Bateria e acidit fëmijësh	kapaciteti i baterisë 190 A · orë Tension në output12 b, Mass bateri 60 kg	3900		1080	minimumi 3 Maksimumi 5
Lloji pneumatik	tank i bërë nga kapaciteti i çelikut 1 m 3, mASS TANK 2.5C Presioni i ajrit të ngjeshur 40 Atmosferë	16000		4500	jo më pak se 20.

Makinë mekanike (MN), ose akumulator i energjisë mekanike, quhet një pajisje për pampering dhe ruajtjen e energjisë kinetike ose potenciale me kthimet e mëvonshme për të bërë punë të dobishme.

Sa për çdo lloj të pajisjeve të ruajtjes së energjisë (NE), mënyrat karakteristike të operacionit MN janë ngarkoj (akumulimi) dhe shkarkoj (Kthimi i energjisë). Ruajtje Energjia shërben si një modalitet i ndërmjetëm mn. Në mënyrën e ngarkimit, energjia mekanike nga një burim i jashtëm është furnizuar në MN, dhe zbatimi specifik teknik i burimit të energjisë përcaktohet nga lloji MN. Në shkarkimin e MN, pjesa kryesore e energjisë së ruajtur prej tyre i transmetohet konsumatorit. Disa nga energjia e akumuluar është shpenzuar për kompensim për humbjet që ndodhin në mënyrën e shkarkimit, dhe në shumicën e llojeve të MN - dhe në mënyrat e magazinimit.

Sepse në një numër të instalimeve akumuluese, koha e pagesës3 mund të jetë shumë më e lartë se koha e shkarkimit (G3 "GR), është e mundur të nxjerrim në thelb një shifër mesatare" RP mbi fuqinë mesatare P3 ngarkuar mn. Kështu, është e lejueshme të grumbullohen energji për të grumbulluar energji me burime relativisht të ulëta.

Varietetet kryesore të MN janë të ndara në pajisje statike, dinamike dhe të kombinuara.

Statik MNS thith energji potenciale përmes një ndryshimi elastik në formën ose volumin e lëngut të punës ose duke lëvizur kundër drejtimit të gravitetit në fushën gravitacionale. Lëngu i ngurtë, i lëngët ose i gaztë i këtyre MNS ka një shtet statik në modalitetin e ruajtjes së energjisë, dhe ngarkesa dhe shkarkimi i NE-së shoqërohen nga lëvizja e lëngjeve të punës.

Dinamik Mys grumbullojnë energji kinetike kryesisht në masat e rradhës të solids. Me kusht - në MNS dinamike mund të përfshijë edhe pajisjet akumuluese të përshpejtuesve të grimcave elementare të ngarkuara, në të cilat energjia kinetike e elektroneve ose protoneve, duke lëvizur ciklikisht përgjatë trajektoreve të mbyllura.

I kombinuar MNS janë në të njëjtën kohë kinetike dhe energji potenciale. Një shembull i një MN të kombinuar mund të shërbejë si një supermarker nga materiali fibroz me forcë të lartë që ka një modul relativisht të vogël elastik. Gjatë rotacionit të këtij MN në të, së bashku me energjinë kinetike, intensifikohet energjia potenciale e deformimit elastik. Kur nxjerrja e energjisë së akumuluar nga një gjë e tillë, arrihet përdorimi i të dy specieve të saj.

Sa i përket nivelit të energjisë specifike të akumuluar për njësi të masës ose vëllimit të elementit akumulues, Myset dinamike inerciale në mënyrë të konsiderueshme tejkalon disa varieteteve të tjera të Ne (për shembull, disqet induktive dhe kapacitive). Prandaj, MN janë me interes të madh praktik për aplikime të ndryshme në industri të ndryshme dhe kërkime shkencore.

Specie të ndara të MN që gjenden deri më tani përdorim në shkallë të gjerë në industrinë e energjisë elektrike, të tilla si një udhërrëfyes i stacioneve elektrike. Ngarkimi - cikli i shkarkimit të punës së tyre arrin dhjetëra orë.

Për minierat inerciale, mënyrat e diferencave afatshkurtra janë karakteristike. Përzgjedhja e energjisë nga MN shoqërohet me një rënie në shpejtësinë këndore të volanit në një nivel të lejuar. Në disa raste, frenimi mund të ndodhë derisa të ndalet volanti. Shkarkimet "shoku", të karakterizuara nga një përzgjedhje e disponueshme ose ciklike e energjisë së ruajtur, dhe si rezultat i momentit të madh kinetik dhe koha e vogël e shkarkimit të MN, reduktimi i shpejtësisë këndore të rotorit të saj është relativisht i vogël, Edhe pse 0 fuqia e fuqishme mund të arrijë vlera mjaft të larta. Në këtë mënyrë, shumë kërkesa janë paraqitur për të siguruar forcën e boshtit. Nën ndikimin e çift rrotullues në bosht ka stres të rrezikshme tangjent, cha. Energjia kinetike e rotorit kalon në energjinë potenciale të deformimeve elastike të boshtit. Për të kapërcyer këto vështirësi në strukturat e ndara, jepen kthetrat elastike ose fërkimi.

Static MN mbajnë energji të ruajtur, duke qenë në një gjendje fikse. Bartësit e energjisë potenciale në to janë organe të ngurta të deformuara në mënyrë elastike ose gazra të ngjeshur nën presion të tepërt, si dhe masat e ngritura në lartësinë në krahasim me sipërfaqen e Tokës. Shembuj tipikë të statit MN janë: burime të shtrirë ose të ngjeshur, gome; bateritë e gazit-ballon dhe akumulatorët pneumatikë; Pajisjet e ndikimit të policëve të ndryshëm, për shembull, të ngjiten në shtylla duke përdorur energjinë masive në shtetin e ngritur; Rezervuarët e hidrumulimit të termocentraleve, tankeve të ujit. Ne paraqesim raportet kryesore të energjisë dhe parametrat karakteristikë të disa pajisjeve tipike.

Konsideroni MN S. Elastik elementet.

Besoj Shtet i ngurtë Sistemi linear, atëherë elementi elastik akumulues ka një ngurtësi të vazhdueshme (ose elasticitet) N.= Const. Forcë F.\u003d Nx. proporcional me deformimin linear x. Perfekt kur ngarkohet puna elementare Dw.\u003d Fdx. Energji të ruajtur të plotë

W. = J. FDX \u003d. J. NXDX \u003d NAH2 / 2-FAAH / 2, Oo.

KuAh - deformimi që rezulton, i kufizuar, për shembull, I lejueshëm Tension Ar materiale; Fn. = Nah -Hed forca.

Le të vlerësojmë energjinë specifike WYA. \u003d WJ. M, për njësinë e njësisë M. \u003d Yv.\u003d ysh. Burime ose volum shufra V. dhe seksion kryq S., Materiali i të cilit ka densitetin e y dhe shkon në hendekun brenda ligjit të fytit A. \u003d Xfe, Për më tepër X.* \u003d Xfh- deformim relativ, E.-Module elasticitet (jung), g ^ gp. Futur Da \u003d Edx„ Ne mund të shkruajmë Dw.\u003d Fhdx* \u003d Fhdo./ E. dhe Dwya. \u003d DW./ ysh. \u003d Fda./ Yse., Nga ku C. \u003d F./ S. Gjej

Wya \u003d] (alje) da \u003d a2j (2je).Rreth

Për çelik Burime C "\u003d 8 108 n / m "E \u003d. 2 , 1-1011 n / m2, y \u003d 7800 kg / m3, pastaj WYA. ^200 J./ kg. AnaLlogaritja logjike për gome teknike jep ^ UD ^ 350 J / kg, megjithatë, për shkak të karakterit hysteresis F.= F.(X.) Në ciklin "ngarkesë-shkarkimi", humbja dhe ngrohja Për të Plakja graduale (shkatërrimi) e gomës, paqëndrueshmëria e përkeqësimit të vetive elastike të saj.

Akumulimi i gazit Sistemi është në një gjendje mekanikisht jo të ekuilibrit në lidhje me mjedisin: me barazinë e temperaturës së temperaturës dhe mjedisit (T \u003d t0c) Presioni i sistemit P\u003e p0, c, Prandaj, sistemi mund të funksionojë. Energji elastike e ngjeshur në një vëllim cilindër V. Gazi është

W. \u003d P (vdp \u003d v (p2-pi) .. (4.1)

Në një njësi të masës m të ndonjë gazi të ngjeshur sipas (4.1) ekziston një energji specifike

Wya \u003d w / m \u003d v (p2-pl) im \u003d aply. (4.2)

Bazuar në (4.2), në k \u003d 1m3 vlerë W.- WYSM. numerikisht të barabartë me rënien e presionit AR \u003d P1-P1. Për shembull, nëse a /? \u003d 250 105 pa (presioni fillestar p! \u003d Y5pa), pastaj il \u003d 25-106 j, pavarësisht nga përbërja kimike e gazit. Vlera maksimale e WYA kur zgjeron gazin e ngjeshur në zero presion në një temperaturë të caktuar sipas ekuacionit Mendeleev - Klapirone Pv- Mvryt. përbëj

WYA.\u003d Wlm \u003d ryti ", (4.3)

Ku c \u003d m / mts - masa molare (kg / kmol); RY & ~ 8,314 KJ / (Kolol K) është një konstante universale e gazit në TX273 K; /? "105PA; Mm - numri i kilometrave në një masë të gazit M.

Nga (4.3) mund të shihet se përdorimi më efikas i gazrave të lehta në MN. Për gazin më të lehtë - hidrogjen (C \u003d 2 kg / kmol) në R \u003d 300 në energji specifike ~ 1250 KJ / kg (ose 1250 j / g). Në (4.3), presioni në mënyrë eksplicite nuk është i përfshirë, pasi që WYA përcaktohet nga (4.2) raporti i gazit të mbingarkesës në dendësinë e tij. Kjo e fundit me një rritje të presionit dhe r \u003d consts rritet sipas ligjit linear (në një proces isotermal Pv= Const). Duhet të theksohet se në mënyrë të përshtatshme për përdorimin efektiv të presionit të lartë në shqyrtim janë për shkak të konsideratave të forcës masive të konsiderueshme të cilindrave të gazit, duke marrë parasysh vlerën e instalimit të WYA si një e tërë mund të refuzojë pothuajse një rend të madhësisë në krahasim me Fvya nga (4.2), (4.3). Një vlerësim i forcës së cilindrave mund të kryhet duke përdorur marrëdhëniet e llogaritura prej § 4.5.7.

Konsideroj Gravitacional Disqet e energjisë.

Energjia graviste e tërheqjes së tokës (në nivelin e ORA) vlerësohet mjaft e lartë "UD \u003d 61.6 MJ / kg, e cila karakterizon punën e kërkuar për lëvizjen e njëtrajtshme të trupit me një masë të MX \u003d kg nga sipërfaqja e tokës Hapësira e jashtme (ne tregojmë se kjo vlerë Pvya është përafërsisht më shumë se një energji kimike prej 1 kg vajoze). Kur heqin peshën e ngarkesës M. Në lartësi H. \u003d X.2 - XL. Rezervoni energji potenciale

W. \u003d jgmdx \u003d gmh , (4.4)

Ku m \u003d const, g \u003d 9,8l m / s2. Sipas (4.4) energji specifike WYA.\u003d WJ. M.\u003d Gh. Varet vetëm nga lartësia H.. Energjia e ruajtur është lëshuar kur ngarkesa bie dhe kryen punë relevante të dobishme si rezultat i tranzicionit të energjisë potenciale në kinetike. Energjia më e madhe kinetike e veçantë në natyrë gjatë rënies mund të zhvillojë meteorite për të cilat wya ^ 60 mj / kg (duke përjashtuar kostot e energjisë për fërkime në atmosferë).

Përdorimi i menjëhershëm i forcave gravistatike, me masat natyrore të masave natyrore, është pothuajse e pamundur. Megjithatë, pompimi i ujit në rezervuarët artificiale të ngritura ose nga rezervuarët nëntokësorë në sipërfaqe, është e mundur të grumbullohen një sasi mjaft të madhe të energjisë potenciale për aplikime në shkallë të gjerë në sistemet e energjisë elektrike. Nëse ndryshimi i nivelit H. \u003d 200 m, pastaj llogaritur në masën e ujit m \u003d 103 kg energjia e ruajtur në (4.4) të barabartë me dhe\u003e "\u003d 1962 KJ, energji specifike WYA.\u003d Wjm.= 1.962 KJ / kg.

Konsideroj inerte kinetike Mn.

Energjia kinetike në parim mund të riparohet në çdo lëvizje masive. Për lëvizjen uniforme progresive të trupit M. me shpejtësi V. energji kinetike W.\u003d Mv2 / 2. Energji specifike WYA.\u003d W./ M. \u003d V.2 J.2 Varet (kuadrat) vetëm nga shpejtësia e trupit linear. Trupi që lëviz në hapësirën e parë të hapësirës së km / c ka një specifik

Energji wyax32 mj / kg.

Për një shumëllojshmëri të aplikacioneve të energjisë dhe transportit, racional i lëvizjes rrotulluese është racional - mn inerciale (valixhe). Energjia kinetike rezervë W \u003d J & / ~ përcaktohet nga sheshi i shpejtësisë këndore Q. \u003d 2NN. (P - frekuenca e rrotullimit) dhe momenti i inercisë J. Valwheel në krahasim me aksin e rrotullimit. Nëse flywheel disk ka një rreze G. dhe në masë M. = Yv. (V.- Vëllimi, W. - Dendësia materiale), T °

J ^ MR2 / 2 \u003d YVR2J2 dhe W \u003d n2mr2n2 \u003d n2yvr2n2. Energji specifike specifike (për njësi M. ose V) përbëj Fv/ M.\u003d N.* R.2n.2 , J / kg dhe Lv0ya.\u003d W./ V.\u003d N.2yr2n.2 , J / m3. Vlerat e Q dhe N në një madhësi të caktuar G janë të kufizuara në një shpejtësi lineare periferike V. \u003d Q..r. \u003d 2mr., lidhur me një tension të lejuar të grisjes së AP materiale. Dihet se tensioni A në disk ose rotor cilindrik MN varet nga v2. Në varësi të formës gjeometrike të flywheels metalike, shpejtësi të lejueshme kufizuese në periferi karakterizohen nga rreth 200 deri në 500 m / s.

Energjia e akumuluar, në veçanti për një volant të hollë rimorkimi, W.\u003d Mv /2 (M.- Miss e unazave rrotulluese). Energji specifike WYA.\u003d W./ M. \u003d V.2 /2 nuk varet nga madhësia e unazës dhe përcaktohet nga raporti i parametrave të ose / në materialin e tij (shih § 4.5.1, ku është treguar se V.2 \u003d OPJ.Y). Duhet të theksohet se një model i ngjashëm për Wya ~ AVJU gjithashtu zhvillohet në ruajtjen e energjisë induktive (shih Ch22), edhe pse ato ndryshojnë ndjeshëm nga natyra fizike. Në përgjithësi, në prodhimin e elementeve të magazinimit MN, është e nevojshme për të aplikuar materiale me vlera të ngritur GP / Y\u003e 105 j / kg. Materialet më të përshtatshme janë çeliku me forcë të lartë, lidhjet e titanit, si dhe lidhjet e lehta të aluminit (tipit "dural") dhe lidhjeve të magnezit (tip "elektron"). Aplikimi i materialeve metalike, ju mund të merrni energjinë specifike të MN në WM \u003d 200-300 në J / kg.

Forwheels forwarding me energji veçanërisht të mëdha specifike (supermarkete) Materialet ton-fibër teorikisht mund të ofrojnë nivelet e mëposhtme të treguesit të WYA: filamentet e qelqit 650 kJ / kg, fije kuarc - 5000 KJ / kg, fibra karboni (me strukturë diamanti) -15000 kJ / kg. Threads (ose kaseta të bëra prej tyre) dhe ngjitësit po formojnë një dizajn të përbërë, forca e të cilave është më e ulët se ajo e fibrave burimore. Duke marrë parasysh elementet e fiksimit në super-sterswheels reale, vlerat e hebreut më pak të specifikuara praktikisht janë arritur, por ende relativisht më të larta se në varietetet e tjera të MN. Supermanhovikov pranon shpejtësi të rrethuara për të V. "1000 m / s. Zbatimi teknik i pajisjeve të tilla kërkon sigurimin e kushteve të veçanta. Për shembull, instalimi i një volani në një shtresë vakumi është e nevojshme, që nga vlerat e specifikuara V. Korrespondojnë me shpejtësi supersonike në ajër (numri i maha ma\u003e 1), i cili në rastin e përgjithshëm mund të shkaktojë një numër efektesh të papranueshme: paraqitja e vulave të ajrit dhe valëve të shokut, një rritje e mprehtë e rezistencës aerodinamike dhe temperaturës.

Por- Masa në një varg të ngurtë; B.- Supergi Rim

Supermarketet e fibrozës multilayer kanë besueshmëri mjaft të lartë dhe më të sigurt në operacion se solids solidwheels. Me ngarkesa të papranueshme të shkaktuara nga forcat inerciale, vetëm shtresat më të vështira të dizajnit të përbërë të fibrave të Supermanovka janë shkatërruar, ndërsa shkatërrimi i volumit masiv shoqërohet me një zgjerim të pjesëve të thyera.

Kombinimi i pronave statike dhe dinamike MN zhvillohet në pajisje të ndryshme. Më e thjeshtë prej tyre është lavjerrësia lëkundëse. Procesi ciklik i transformimit të ndërsjellë të energjisë potenciale në kinetike mund të mbahet mjaft i gjatë, nëse kompensoni humbjen në mekanizmin e lavjerrës.

Konsideroni shembuj ilustrues të MN, përgjegjës për akuzën në të njëjtën kohë, energji kinetike dhe potenciale. Ata demonstrojnë mundësitë kryesore të përdorimit të përbashkët praktik të të dy llojeve të energjisë mekanike të akumuluar. Në Fig. 4.1, por Shfaqet ngarkesa M, Duke rrotulluar rreth qendrës Rreth Në një gjatësi / devijuar absolutisht të ngurtë nga pozita vertikale në cep të CP. Shpejtësia e linjës V. korrespondon me lëvizjen rrotulluese të m rreth rrethit të rrezes G. Energji potenciale e ngarkesës Wn.\u003d Gmh për shkak të rritjes së tij në lartësi H. Si rezultat i devijimit. Energjia kinetike e ngarkesës është 1fk \u003d 0.5 Mv2 . Forca f \u003d f "+ fr. Komponenti i saj inercial është i barabartë me fk \u003d mv lr\u003e përbërësit e vlerës gravitacionale f T. \u003d Gm.. Që nga f "/ fr \u003d r2 / rg \u003d tg (d, postolo Wn./ Wk. \u003d 2h./ Rtg.^>. Nëse po kalon ^! Çfarë A \u003d / (L - Coscp) dhe R \u003d / SINCP, atëherë / g / g \u003d (1 - COSCP) / SIN. Në këtë mënyrë, W."L. Lfk \u003d 2coscp / (l + cos (p), dhe në rastin e cp-\u003e 0 ne marrim wn / wk-\u003e 1. Prandaj, në CPS të vogla, energjia e ruajtur fv \u003d JVK + WN mund të shpërndahen në pjesë të barabarta (WN \u200b\u200bWN mund të rritet nëse sigurojmë ngarkesën në pezullimin elastik (shufra ose vargun).

Një shembull tjetër i akumulimit të përbashkët W.„ dhe Wk. Shërben rrotulluese të fluturimit të betonit të betonit (Figura 4.1, B), e cila ka elasticitet (ngurtësi) N. Tensioni në rim ^ p \u003d NAI është proporcional me zgjatjen elastike A / \u003d 2L (Z.0) të shkaktuara nga forcat inerciale AFR. \u003d AMV2 / g, i shpërndarë Jo unë Në perimetrin e buzës nga rrezja e ekuilibrit të elementit të rimut që peshon 2 dm \u003d 2 (l // 2l;) d (p përcaktuar nga raporti 2A / V \u003d \u200b\u200b2A / 7 (() Sinacp ^ ai ^ ACP, ku 0,5 Mv2 \u003d 2k.2 (R. - R.0 ) N.. Rrjedhimisht, rimorkimi i energjisë kinetike LVK. \u003d 2n.2 (R. - R.0 ) N.. Që nga energjia potenciale e ruajtur)