Пост опубликован: 20 марта, 2020
Альтернативный накопитель энергии с уникальными характеристиками
Содержание статьи
Не только источники энергии могут быть альтернативными, но способы накопления/хранения энергии. Более полувека назад, в СССР разработали концепцию супермаховика для аккумулирования энергии, который в стационарном исполнении практически не имеет недостатков. По эксплуатационным характеристикам они превосходят самые лучшие современные АКБ в несколько раз.
Принципиальная схема аккумулятора энергии
Заскорузлые представления о сохранении энергии, вызывают из памяти автомобильный аккумулятор. Однако энергия может быть электрической, тепловой, механической, кинетической и т.д. Для хранения, энергию одного вида, переводят в другой. Например, фотоэлементы вырабатывают электрическую энергию, но для хранения в АКБ, её преобразовывают в химическую.
Перевод энергии одного типа в другой, всегда сопровождается частичной потерей. КПД свинцово-кислотного аккумулятора в лучшем случае достигает 70%.
Супермаховик как аккумулятор электроэнергии
В 1964 году, советский учёный Н.В. Гулиа обратил внимание на обычный маховик.
Его используют уже тысячи лет. Самый древний маховик, гончарный круг. Он продолжает вращаться после разгона некоторое время, значит, в нём запасена кинетическая энергия.
После ряда опытов и расчётов, изобретатель пришёл к выводу, что:
- Скорость вращения маховика имеет большее значение для энергоёмкости накопителя, нежели масса. Доказательство E=mc2, т.е. энергия пропорциональная квадрату скорости, а масса учитывается только в первой степени.
- Отказ от цельных (литых, кованых) конструкций. Они обязательно должны быть составными. Дело в том, что запас кинетической энергии был настолько велик, что в случае разрушения монолитного супермаховика, килограммовые осколки разлетались со скоростью пули!
- Если маховик подвесить на магнитные подшипники и поместить в прочный стальной корпус с разреженной атмосферой, то продолжительность вращения можно сравнивать с периодом саморазряда автомобильного аккумулятора.
В 70-х годах Гулиа изготовил несколько работающих образцов супермаховика, и некоторые из них даже устанавливал на автобусы для рекуперации энергии. Но сам маховик, учёный как-бы «наматывал», а не собирал.
Причина в том, что параметр удельной прочности материала, мешает увеличить скорость вращения для увеличения энергоёмкости. Проблема решалась только использованием материалов с одноосной прочностью, как-то: ленты, металлические нити и волокна, проволока. Дополнительно это делало устройство безопасным. Ведь при аварийном разрушении, маховик запутывался в этих обрывках и легко восстанавливался.
Сравнение химических аккумуляторов и супермаховика
| Супермаховик | Химический аккумулятор | |
| Энергетическая ёмкость | Теоретически 500 Вт*ч/кг, реально выпускаемые образцы 450 Вт*ч/кг | Свинцово-кислотный АКБ ≈ 42 Вт*ч/кг,Литий-ионный аккумулятор ≈ 160 Вт*ч/кг |
| Количество циклов/ срок службы | Срок службы не менее 25 лет, количество циклов не имеет значения | Не более 1000 циклов для лучших образцов при жёстком соблюдении условий эксплуатации. Разряжать ниже 70% не рекомендуется |
| КПД | 98% | 70-78% |
При интеграции в энергосистему, супермаховик гораздо проще и неприхотливее любых аккумуляторов. Бронекапсулу можно закопать в грунт на глубину нескольких метров, и наверху останутся только несколько проводов для управления и использования.
Современное состояние
Удивительно, но этот вариант сохранения электроэнергии вообще не освещается в прессе. Тем временем в Канаде уже 5 лет функционируют 2 аккумулирующие станции, хранящих по 5 мВт/ч электроэнергии.
На каждой из них установлено по 5 супермаховиков, массой 3 тонны, вращающихся со скоростью около 18000 оборотов в минуту.
В США построили более серьёзные накопители. В Пенсильвании, недалеко от солнечных электростанций и полей с ветрогенераторами, фирма Beacon Power собрала аккумуляторную подстанцию, работающую на супермаховиках.
Суммарная мощность запасаемой энергии 40 мВт. На объекте установлены «небольшие» супермаховики весом около 2 тонн, в количестве 200 шт. Каждый из них может запасать до 0,2 мВт/ч электроэнергии.
Аналогичная подстанция стоит около Нью-Йорка уже 9 лет и до сих пор работает без поломок.
Изобретатель кинетического аккумулятора Н. В. Гулиа, нашёл инвесторов и открыл в России фирму, которая выпускает супермаховики нескольких типоразмеров. Почти все покупатели из Европы.
Использование супермаховика в частном домовладении
В России несколько фирм выпускают супермаховики небольших типоразмеров. Например, этот накопитель может хранить около 20 кВт электроэнергии.
Но в конструкции супермаховика есть и опасность. Ротор вращается со скоростью 1500-1700 об/сек! Это позволяет сохранить колоссальный запас электроэнергии, но собирать его в домашней мастерской затруднительно.
Но нет ничего невозможного! Патенты на изобретение находятся в открытом доступе. Есть умельцы, которые уже сделали супермаховик для своей системы автономного энергообеспечения. Пусть не с такими фантастическими характеристиками, но всё равно они в 4-6 раз более энергоёмкие, нежели стандартные АКБ.
А можно и купить такой супермаховик у самого изобретателя. Кинетический накопитель энергии собранный в промышленных условиях будет стоить не дороже, чем система свинцово-кислотных аккумуляторов, но в эксплуатации она гораздо надёжнее и долговечнее.
Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:МикроГЭС и гидроаккумуляторы в частном секторе
Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!
Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии
Добавляйтесь в нашу группу в ВК:
ALTER220 Портал о альтернативную энергию
и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!
1. «Супермаховик обходит аккумуляторы по всем параметрам» — звездешь чистой воды. Если вакуумированый обходит по кпд, то на пару порядков проигрывает по цене. Если обычный, то проигрывает не только в цене, но и в КПД(там потери в час сравнимы с аккумуляторами в год)
2.Какой нахрен советский ученый в 1964? Первая демопоездка гиробуса(ага, маховик использует) с пассажирами состоялись в 1950 году. Соответственно разработки начались раньше.
3.»При интеграции в энергосистему, супермаховик гораздо проще и неприхотливее любых аккумуляторов» — Конечно, автор интегрируй супермаховик в энергосистему своего автомобиля, а потом рассказывай.
Евгений, За вес не сказал ещё.
Евгений, Даже если вакуумированный. У него массогабариты будут явно хуже аккумуляторных. А с вакуумом ещё и геморрой дополнительный. Разгерметизация и всё, ремонтировать. А если ещё и взрывная, то вообще 3.14здец. Кинескопы неплохо так взрывались. А тут объёмы какие.
Ребят, а вы зря накинулись на автора! Ой как зря. Если честно, то я сам как-то не очень в эти приблуды верю, поэтому начал искать по сети информацию о супермаховиках. Нашёл этого самого Гулиа, посмотрел его лекции, почитал его научные труды и статьи. И…
И «мощность энергии» и «E=mc2» и всё что вызывает неприятие, абсолютно все взято именно от этого Гулиа Н. В.
А что же вы тогда на автора накинулись? А знаете почему? Потому что с Гулиа спорить сложнее… он доктор технических наук, завкафедрой Московского Государственного Индустриального Университета, член Союза Писателей России, профессор.
Ну как? видать с ним спорить — «не по Сеньке шапка». Вот и спустили собак на автора статьи.
Не верите? Посмотрите его лекции и доклады.
Автор только упустил один нюанс, супермаховики хороши в работе на коротких циклах, т.е. на месяц не запасёшь энергию. Максимум в режиме день/ночь. А в остальном… да он просто из лекций этих взял процентов 40-50 информации.
И кстати, в Канаде и в Америке эти супермаховики ведь работают в промышленном масштабе почти 10 лет! И скажите что они там бакланы, и просто бабло отмывают. Давайте вместе их разоблачим.
Вячеслав Казаков, Поддерживаю! О компетенции автора сказать ничего не могу, но статью он назвал не совсем корректно. Супермаховик что-то среднее между АКБ и эл. конденсатором. Первые хранят энергию месяцы-годы, вторые секунды. А в маховиках эффективно накапливать энергию на непродолжительное время, думаю 5-12 часов максимум, получается что-то среднее.
В Формуле 1 пару лет назад использовали супермаховики, технология KERS. При торможении накапливается энергия, при разгоне отдается. И на ВАЗе экспериментировали во времена СССР, тогда с управлением не особо у них получалось.
Григорий Гаспарян, Да я тоже что-то увлёкся этой темой! Ну сначала реально подумал что можно хранить долго, а потом уже выяснил, это устройство с короткоживущим циклом. Но вообще удобное должно быть устройство, если они уже лет 10 в Америке работают в пром. масштабе.
И про автобусы я там фотку прилеплял… ну пока интересовался, находил что даже в Европе где-то во Франции ездили такие «Гиробусы»!!! Название почти как … не к столу будет сказано. Но там был прикол — этот маховик на поворотах работал как гироскоп! Вот на поездах, это другое дело.
А с названием… ну это автор слукавил наверное, типа чтобы внимание привлечь, а так ведь он «не гонит»! Может где-то не договаривает… ну так этому он про правительства РФ научился. Дело не хитрое…
Вот только не могу узнать нигде, по чём эти супермаховики продаёт фирма этого Гулиа…
Читаю кучу коментариев, все прям такие грамотные, вы прежде чем осуждать прочтите книгу Гулиа, он всю жизнь этими маховиками занимается, думаете вы умнее его??
Николай, будь оно действенным и со столь высоким КПД, то оно безусловно было бы в ходу. Это же экономика. Она вливает кучу средств на то, чтобы тратить как можно меньше тех же самых средств. В общем, ждём управляемый термоядерный синтез (или, на худой конец, практическую реализацию сферы Дайсона — шучу, конечно же =)) и не откатываемся назад в эпоху паровых котлов, ДВС, маятников и маховиков.
Порадовала 3D-модель на предпоследней иллюстрации, где ротор помещён между двумя подшипниками: сверху — упираясь торцем в упорный подшипник, в то время как снизу — в ненагруженный радиальный… Механоидиотия. Вообще, если интересно, можно разнести в пух и прах все эти заявления о столь высоких энергоёмкостях в купе с псевдо высоким КПД хотя бы даже на примере этой «модели».
Гулиа, быть может, и умным был, в своё время. Благо, время не стоит на месте. Да и мы до сих пор всё никак не определимся с тем, как его оценивать, этот ум упомянутый.
автор,просвети,что такое Мвт/час ,из какога юнивера??? где такое придумали? Что измеряют?))
Сергей, это он в квитанции об оплате электричества видел
Корпулентный Дрыщ, там такое не пишут,там квт*час,т.е потребленная энергия