За дълго време, не са широко използвани механичен маховик за съхранение на енергия в основата. Това е било улеснено не много високи нива на ефективност на работата им. Но през последното десетилетие се дължи на въвеждането на нови технологии се е променила, а сега те се използват все по-често в различни области, включително в енергийния сектор.

В момента, за съхранение на енергия все още е широко използван за различни видове електрохимични съхранение, която има свои недостатъци, сред които са краткотрайно. Ето защо е много важно да се намери алтернатива на такива устройства, които отговарят на определени изисквания - това е издръжливост, надеждност, размер.

Един от тях може да бъде механично задвижване на базата на маховик, в съчетание с електрическата машина, и работи като мотор и като генератор (електрическо задвижване).

Vycon съхранение Електромеханична енергия

Такова устройство е в състояние на отглеждане, както и съхраняване на механична енергия, но също така конвертира и го доставят под формата на електрическа енергия за по-нататъшна употреба. Се съхранява, обикновено, кинетичната енергия на въртеливото движение на маховика, който по време на зареждане на електромеханично задвижване се отвива от източник на механичната енергия. При изпълнение на съхранявания механичната енергия се превръща в електрическа енергия от мотора работи в режим генератор. Оказва се, че електромеханично задвижване се състои от три части - структурно обединените маховика, мотор и генератор.

Предимството на електромеханични устройства са с високо съдържание на опазването на околната среда и трайност, лесна поддръжка, а най-високата плътност на мощността на всички видове акумулатори на енергия.

Механична задвижващ агрегат, комбиниран с електрическа кола, започва да се учи от края на 70-те години на XX век. През това време имаше тежък режим и олекотени материали, повишена характеристики на постоянни магнити, магнитни лагери, електроника. Това води до факта, че съвременните механични задвижвания имат високо енергийно съдържание, както и способността бързо да достави енергия резерв. Използването на тези технологии позволява въвеждането на електромеханични устройства в различни устройства.

Според изследване, проведено в Ливърмор лаборатория Лорънс, модерни електромеханични устройства за съхранение на енергия предлагат значителни предимства пред други видове системи за съхранение на ефективността на оползотворяване на енергията (заустване кВтч във връзка с таксата за киловатчас). Ефективност в тях надхвърля 95%, което е значително по-добър от всеки олово киселина батерията. Конкретната стойност на акумулирана енергия в този случай може да достигне 5-10 кВт, което е няколко десетки пъти по-висока от тази на електрохимични батерии.

Сравнителни характеристики на някои видове ефективност съхранение.

Основните предимства на механични устройства, с помощта на маховик, могат да бъдат разграничени в неговото изграждане:

• - висока плътност на мощността;
• - висока специфична плътност на акумулирана енергия;
• - не оказва влияние на цикъла заряд-разряд за определен период на работа, дълъг експлоатационен живот на маховика;
• - То не изисква периодична поддръжка;
• - мащабируемост;
• - ниско въздействие върху околната среда.

В таблицата са посочени стойностите на специфичната енергия на някои съвременни устройства за съхранение на енергия:

Както се вижда от таблицата, като се използват съвременни технологии, включително силни и леки материали, магнитни лагери, е възможно да се постигнат значителни стойности специфична енергия в механични задвижвания.

В момента вече има търговски приложения на механично съхранение на енергия в космически технологии в моторни превозни средства, непрекъсваеми токозахранващи устройства (UPS), транспорт, подобряване на качеството на електрическата мрежа системи, автономни захранващи системи.

За моторни превозни средства, механични задвижвания са предназначени за оптимизиране на електроцентрала и оползотворяване на енергията. Необходимостта от това е отдавна, но тя е била ограничена в много отношения. От една страна, тя е била ограничена до големи инвестиции, а от друга - недостатъчно ниво на технологично развитие на екологично чисти и доста обемен съхранение и енергийно оползотворяване на енергията.

Електромеханично задвижване, предназначени за използване във Формула 1

От особен интерес е използването на електромеханични устройства за автономни енергийни системи. Известно е, че една обща черта на възобновяеми енергийни източници като вятъра и слънцето е тяхната нестабилност на размер и време. Тъй като нестабилност на вятъра поток характеризира с посока и скорост, която може да доведе, например, краткосрочни колебания на електрически ток параметри. Същото се наблюдава и в слънчевата енергия, която е свързана с промените на деня и нощта, както и влиянието на атмосферните условия.

Така че има смисъл да се натрупват енергия по време на производството му, а след това да я използват за непрекъснато подаване на потребителя в момента на изхода не се извършва. Това е особено вярно за автономни енергийни системи, които позволяват на потребителите електрически ток, когато е трудно по традиционен начин чрез общ електрически мрежа.

Принципът на работа на такава схема е както следва. Излишната енергия се подава към двигателя, който завърта маховика, където се съхранява енергия. След като потребителят е възстановил способността да използват получената енергия, генераторът преобразува въртене енергия обратно в електрическа енергия. Ако ние считаме, че съвременните електрически двигатели и генератори имат висока ефективност, както и загубата на използването на съвременни технологии и материали в дизайна на устройството е минимална, може да се заключи, че използването на електродинамиката кола във връзка производител-консуматор в автономни енергийни системи е обещаващ решение.

Следващата фигура показва диаграма на автономната система за захранване разработен от ENERCON (Германия), в която като междинни инсталирани дизелов генератор, батерия, както и механично съхранение на енергия.

Схема на системата автономно захранване от Enercon

За подобряване на електрически ток параметър може да бъде контролер базирана система Разпределение Статично синхронен компенсатор (DSTATCOM), комбиниран с електромеханично задвижване. Системата позволява да се смекчи колебанията в напрежението и силата от различни генериращи енергия системи, включително и тези от вятърни електроцентрали.

Както е показано на фигурата, използването на такива устройства в системата позволява да се подобрят параметрите на електрическия ток.

Следващата фигура показва механичната диск индустриална POWERBRIDGE 1100 кВт / 4,6 КВ Пилър, служейки като посредник за големи консуматори на енергия, които преминават от електрическата мрежа за дизел генератор. Теглото му е 6000 кг, скоростта на въртене 1800-3600 об / мин.

Механично устройство POWERBRIDGE

Следващата фигура показва механично задвижване 300W, които могат да работят при скорости до 40000ob / мин. Дизайнът използва магнитни лагери свръхпроводници, които изискват охлаждане.

Механично устройство магнитен лагер

Според изследване, проведено в Ливърмор лаборатория Лорънс, модерни електромеханични устройства за съхранение на енергия предлагат значителни предимства пред други видове системи за съхранение на ефективността на оползотворяване на енергията (заустване кВтч във връзка с таксата за киловатчас). Ефективност в тях надхвърля 95%, което е значително по-добър от всеки олово киселина батерията. Конкретната стойност на акумулирана енергия в този случай може да достигне 5-10 кВт, което е няколко десетки пъти по-висока от тази на електрохимични батерии.

Със своята висока плътност на мощността, механични задвижвания са в състояние бързо да прехвърлят и съхраняват енергия, което допринася за по-нататъшното им изпълнение.