Aké sú skladovanie energie

Príroda dala človeku rôzne zdroje energie: Slnko, vietor, rieky a ďalšie. Nevýhodou týchto generátorov voľnej energie je nedostatok stability. Preto sa v priebehu obdobia prebytočnej energie je uložená v jeho pamäti a konzumovať počas obdobia dočasného poklesu. skladovania energie je charakterizovaná nasledujúcimi parametrami:

• Množstvo akumulovanej energie;
• jeho rýchlosť akumulácie a vplyv;
• špecifická hmotnosť;
• Doba skladovania energie;
• spoľahlivosť;
• výroba a náklady na údržbu, a ďalšie.

Metódy systematizácia mnohých pohonov. Jedným z najviac výhodné je klasifikácia typu energie používanej pri skladovaní, a spôsob jeho uloženia a návrat. zariadenia na skladovanie energie sú rozdelené do nasledujúcich hlavných typov:

• mechanická;
• tepelné;
• elektrické;
• chemická.

Akumulácia potenciálna energia

Podstatou týchto jednoduchých prístrojov. Pri zdvíhaní hromadenie zaťažení potenciálna energia, vykonáva užitočnú prácu pri posunovaní nadol. Konštrukčné prvky sú závislé od typu nákladu. Môže to byť pevné, kvapalné alebo časticová substancie. Typicky je konštrukcia tohto typu zariadenia sú veľmi jednoduché, a preto je vysoká spoľahlivosť a dlhá životnosť. uložená doba skladovania energie závisí na trvanlivosť materiálov a môže dosiahnuť tisíce. Bohužiaľ, takéto zariadenia majú nízku mernú energetickú kapacitu.

Mechanickej pohony kinetická energia

V týchto zariadeniach je energia uložená v pohybe tela. Zvyčajne to osciluje alebo vratný pohyb.

Kinetická energia v kmitajúcich systémov je sústredená do vratného pohybu tela. Energia je dodávaná a spotrebovaný po častiach, v čase s pohybom tela. Tento mechanizmus je pomerne zložitý a rozmarná pri nastavovaní. Široko používaný v mechanických hodiniek. Množstvo akumulovanej energie je obvykle malý a je vhodný iba pre prevádzku zariadenia.

Pohony využívanie energie gyroskopu

Zásoba kinetickej energie je sústredená do rotujúce zotrvačník. Špecifická zotrvačník energia je oveľa väčšia ako energia ekvivalentné statické zaťaženie. To je možné v krátkej dobe je prijatý alebo veľkým výkonom. doba skladovania energie je malá, a väčšina z návrhov je obmedzený na niekoľko hodín. Moderné technológie umožňujú, aby doba skladovania energie až o niekoľko mesiacov. Zotrvačníky sú veľmi citlivé na otrasy. Energia Zariadenie je v priamej úmere k rýchlosti jeho rotácie. Preto pri skladovaní energie a zmeny vratné dochádza rýchlosť zotrvačníka. Záťaž zvyčajne vyžaduje konštantnú, nízku rýchlosť.

Schodnejšou zariadenie supermahovik. Sú vyrobené z oceľového pásika, syntetických vlákien alebo drôtu. Štruktúra môže byť pevný alebo mať prázdny priestor. Ak je k dispozícii priestor vinutia pásky pohybujú smerom k obvodu rotácie momentu zotrvačnosti zotrvačníka sa zmení, časť energie uloženej v pružine vystavená deformácii. V takýchto zariadeniach, rýchlosť otáčania je stabilnejší ako v tselnotelyh štruktúr a ich spotreba energie je oveľa vyššia. Okrem toho, že sú bezpečnejšie.

Moderné supermahovik vyrobená z kevlarových vlákien. Sa otáčajú vo vákuovej komore s magnetickým suspenzie. Je schopná uchovať energiu po dobu niekoľkých mesiacov.

Mechanický pohon využívajúci pružnú silu

Tento typ zariadenia je schopný ukladať obrovské energetické hustoty. Z mechanického pohonu má najvyšší obsah energie pre zariadenia s rozmermi niekoľkých centimetrov. Väčšia zotrvačníky s veľmi vysokou rýchlosťou otáčania majú oveľa vyššiu spotrebu energie, ale sú veľmi zraniteľné voči vonkajším faktorom, a majú málo času pre ukladanie energie.

Mechanické pohony využívajúce energiu pružiny

Schopné poskytovať najväčší mechanický výkon zo všetkých tried skladovania energie. Je obmedzená len silou medzu pružiny. Energia v stlačená pružina, môže byť skladovaný po dobu niekoľkých desiatok rokov. Avšak, vzhľadom k trvalej deformácii v únava kovu sa akumuluje a znižuje kapacitu pružiny. V rovnakej dobe, vysoko kvalitné pružinové ocele, a to za prevádzkových podmienok môžu pracovať po stovky rokov bez výraznej straty kapacity.

Funkcia pružiny môže vykonávať žiadne pružné prvky. Gumičky, napríklad desaťkrát vynikajúce na výrobky z ocele zásobníkov energie na jednotku hmotnosti. Ale termín kaučuk službu kvôli chemickému starnutiu je len niekoľko rokov.

Mechanické pohony, používajúci energiu stlačeného plynu

U tohto typu zariadenia pre ukladanie energie, je v dôsledku stláčanie plynu. V prítomnosti prebytku energie zo strany plynu kompresora pod tlakom vstrekuje do balónika. Ak je to potrebné, stlačený plyn sa používa na pohon turbíny alebo generátora. Pri nízkych síl turbína by mala byť použitá namiesto piestového motora. Plyn v tlakovej nádobe stoviek atmosfér má vysokú špecifickú hustotu energie pre niekoľko rokov, a v prítomnosti vysoko kvalitných ventilov - a desiatky rokov.

Akumulácie tepelnej energie

Väčšina územia našej krajiny sa nachádza v severných oblastiach, takže veľká časť energie spotrebuje na vykurovanie interne. V tejto súvislosti musí pravidelne vyriešiť problém udržať v teple v jednotke a vyberaní z nej v prípade potreby.

Vo väčšine prípadov nie je možné dosiahnuť vysokej hustoty uloženej tepelnej energie, a všetky relevantné podmienky pre jeho uchovanie. K dispozícii je efektívne zariadenia pre rad svojich funkcií a vysoké ceny nie sú vhodné pre široké použitie.

Akumulácia na úkor tepelnej kapacity

To je jeden z najstarších spôsobov. Je založená na princípe tepelného materiálu skladovanie energie pri zahrievaní a vrátiť sa teplo počas jeho chladenia. Konštrukcia týchto diskov je veľmi jednoduché. Môžu byť akéhokoľvek pevného kusu alebo uzavreté nádoby s kvapalným chladivom. tepelnej energie obchody majú veľmi dlhú životnosť, prakticky neobmedzený počet skladovania energie a spätných cykloch. Ale doba skladovania nepresiahne niekoľko dní.

Akumulácie elektrickej energie

Elektrická energia - toto je najvhodnejšia forma neho v modernom svete. To je dôvod, prečo elektrické pohony sú široko využívané a najrozvinutejšie. Bohužiaľ, lacné zariadenie špecifická kapacita je malá, a zariadenie s vysokým merným výkonom nákladné a krátkodobé. Skladovanie elektrickej energie - je kondenzátory, superkondenzátory, batérie.

kondenzátory

To je najviac populárny druh skladovania energie. Kondenzátory sú schopné pracovať pri teplote v rozmedzí od -50 do 150 stupňov. Počet energie pri skladovaní spätného rázu cyklu - desiatky miliárd za sekundu. Spájajúce niekoľko kondenzátorov paralelne, môžete ľahko dostať požadovanú hodnotu kapacity. Navyše, tam sú variabilné kondenzátory. Zmena kapacity týchto kondenzátorov môže byť mechanicky alebo elektricky, alebo vplyv teploty. Najčastejšie variabilný kondenzátory možno nájsť v rezonančných obvodov.

Kondenzátory sú rozdelené do dvoch tried - za polárny a nepolárne. Životnosť polárne (elektrolytickej) menej ako nepolárne, ktoré sú viac závislé na vonkajších podmienkach, ale súčasne majú vyššiu špecifickú kapacitancii.

Ako skladovanie energie kondenzátory - nie príliš úspešných nástrojov. Majú malú kapacitou a malú špecifickú hustotu nahromadenej energie a jeho doba skladovania sa meria v sekundách, minútach, hodinách zriedka. Kondenzátory našli uplatnenie hlavne vo výkonovej elektroniky a elektrotechniky.

Výpočet kondenzátora, spravidla nespôsobuje ťažkosti. Všetky potrebné informácie o rôznych typov kondenzátorov poskytované v technických príručkách.

ionistory

Tieto zariadenia zaujímajú medziľahlú polohu medzi polárnych kondenzátorov a batérie. "Supercapacitors" niekedy volal. V súlade s tým, že majú obrovské množstvo etapy náboj výboja, kapacita je väčšia ako kondenzátora, ale o niečo menej ako u malých akumulátorov. Doba skladovania energie - až niekoľko týždňov. Ionistory veľmi citlivé na teplotu.

napájacej batérie

Elektrochemické batérie sa používa, ak chcete uložiť veľké množstvo energie. To sa najlepšie hodí pre tento účel zariadenia olovené. Boli vynájdené zhruba pred 150 rokmi. A od tej doby sa do prístroja batéria nie je nič nové priniesť. Bola tam kopa špecializovaných modelov, kvalita komponentov, zvýšená spoľahlivosť batérií je značne zvýšil. Je pozoruhodné, že batéria zariadenia, vytvorené rôznymi výrobcami na rôzne účely, sa líšia iba v drobných detailoch.

Elektrochemické batérie sú klasifikované do trakciu a štartovanie. Trakcia je používaný v elektrickú dopravu, neprerušiteľné záložné zdroje, zdroje energie. Pri takýchto batérií sa vyznačujú dlhou a rovnomerné plnenie svojej veľkej hĺbky. Štartovacích batérií môže dať vysoký prúd v krátkom čase, ale vybitie pre nich neprijateľné.

Elektrochemické batérie majú obmedzený počet nabíjacích-vybíjacích cyklov, v priemere od 250 do roku 2000. Aj keď sa žiadna operácia zlyhajú po niekoľkých rokoch. Elektrochemické batérie sú citlivé na teplotu, si vyžadujú dlhú dobu nabíjania a prísne dodržiavanie pravidiel prevádzky.

Prístroj musí byť pravidelne dobíjať. Stav nabitia batérie je inštalovaný na vozidle, je produkovaný v konaní generátora. V zime, to nestačí, studená batéria je zlá ujme a spotrebu energie na začiatku zvyšuje motora. Je preto potrebné naďalej vykonávať nabíjanie batérie v špeciálnej nabíjačke teplej miestnosti. Jednou z hlavných nevýhod olovených jednotiek je ich veľká hmotnosť.

Batérie pre low-energetických zariadení

V prípade potreby na mobilné zariadenia s malými hmotnosťami, vybrané nasledujúce typy dobíjacích batérií sú nikel-kadmium, lítium-iónová, kovová hybridný polymér-iónové. Majú vyššiu určitú kapacitu, ale cena je oveľa vyššia. Sú používané v mobilných telefónov, notebookov, fotoaparátov a iných malých zariadeniach. Rôzne typy batérií sa líšia svojimi parametrami: počet nabíjacích cyklov, trvanlivosťou, kapacita, veľkosť, atď ...

Lítium-iónové batérie sú používané v high-energie elektrických a hybridných automobilov. Sú ľahké, vysoko špecifická kapacita a vysoká spoľahlivosť. V rovnakej dobe, lítium-iónové batérie sú vysoko horľavá. Zapaľovanie môže nastať skratu, mechanické deformácie alebo zničenie tela, poruchy režimu nabíjania alebo vybíjania batérie. Dosť ťažké uhasiť požiar v dôsledku vysokej účinnosti lítia.

Batérie sú základom pre mnoho zariadení. Napríklad uchovávanie energie po telefóne - kompaktná externá batéria, sídli v robustnej, vodotesné. To vám umožní nabíjať alebo napájať mobilný telefón. Výkonné mobilné zariadenia na skladovanie energie sú schopné nabiť všetky digitálne fotoaparáty, a to aj notebooky. V takýchto zariadeniach, sad, typicky Li-Ion veľkou kapacitou. skladovanie energie pre domácnosti ani zaobísť sa bez batérií. Ale je to oveľa zložitejšie zariadenie. Navyše batéria vo svojom zložení obsahuje nabíjačku batérií, riadiaci systém, invertor. Zariadenie môže pracovať buď ako stále siete, ako aj z iných zdrojov. Výstupný výkon v strede, je 5 kW.

Agregátory chemickej energie

Rozlišovať "paliva" a "bez paliva" typy pohonov. Vyžadujú špeciálne techniky a často ťažkopádne high-tech zariadenia. Použité procesy umožňujú prijímať energiu v rôznych formách. Termochemické reakcia sa môže prevádzať ako pri nízkej a pri vysokej teplote. Komponenty pre vysoké teploty reakcie sa zavádza len v prípade potreby na získanie energie. Prior k tomu, že sú uložené oddelene v rôznych miestach. Komponenty pre nízkoteplotné reakcie sú obvykle v jednej nádobe.

skladovanie energie prevádzkový palivo čas

Táto metóda obsahuje dva úplne nezávislé fáza: ukladanie energie ( "nabíjanie") a jeho použitia ( "vypúšťaním"). Tradičné palivo má obvykle vysokú špecifickú energetickú kapacitu, možnosť dlhodobého skladovania, jednoduchosť použitia. Ale život nie je v pokoji. Zavedenie novej technológie kladie vysoké nároky na palivo. Problém je riešený zlepšením existujúcich a vytváranie nových, vysoko energetické paliva.

Široké zavádzanie nových modelov obmedzené nedostatkom technologických procesov, odpady, veľké nebezpečenstvo požiaru a výbuchu pri práci, potreba vysokokvalifikovaných pracovníkov, vysoké náklady na technológie.

Bez uloženia chemickej energie paliva

Pri tejto forme hnacieho energie je uložená cez konverziu určitých chemických látok v druhej. Napríklad, hasené vápno pri zahrievaní sa stáva pálené vápno stav. Keď je "vybité" uložená energia sa uvoľní vo forme tepla a plynu. To je to, čo sa stane, keď vápno hasenie vodou. Pre zahájenie reakcie, je zvyčajne dostatočná pre pripojenie komponentov. V podstate, tento typ termochemické reakcie trvá len umiestniť ho pri teplote stovky tisíc stupňov. Preto sa zariadenie používa, je oveľa zložitejšie a drahšie.