Når det kommer til behovet for på en eller anden måde at akkumulere energi, begynder mange straks at tænke på batteriet. Hvad kunne det naturligvis være. Ikke desto mindre er der en anden metode, der ikke bruges meget ofte, men som samtidig har meget gode udsigter. Især på baggrund af udviklingen af andre teknologier. En sådan udvikling blev endda brugt til produktion af offentlig transport og godstransport. Deres oprindelse går tilbage til Sovjetunionen, men for nylig er teknologien begyndt at blive brugt mere og mere ofte. For flere år siden, da reglerne tillader det, blev det brugt selv i formel 1. Lad os åbne hemmelighedssløret og fortælle dig, hvordan denne temmelig enkle, men geniale opfindelse fungerer, og om en person, der dedikerede sit liv til dette.
Hvad er et svinghjul?
I dag vil vi tale om super svinghjul og deres skaber Nurbey Gulia. Selvom det ser ud til, at svinghjulet er noget forældet og rent teknisk, har det også en plads i den nye elektriske verden.
Selve svinghjulene blev opfundet for meget længe siden og blev endda brugt med succes i branchen i disse år. Der er endda fund i Mesopotamia og det gamle Kina, der bekræfter brugen af sådanne enheder. Sandt nok, så blev de lavet af bagt ler eller træ og udførte andre funktioner.
Hvor bruges svinghjul?
På grund af dens massivitet og fysiklovene, der ledsager bevægelsen af et svinghjul, har det fundet anvendelse i mange moderne mekanismer - fra transport til industri.
Salgsfremmende video:
Den enkleste anvendelse er at opretholde rotationshastigheden for den skaft, som svinghjulet er monteret på. Dette kan komme godt med, mens en maskine kører. Især i de øjeblikke, hvor det oplever skarpe belastninger, og det er nødvendigt at forhindre et fald i hastigheden. Det viser sig denne form for spjæld.
Det mest almindelige sted, hvor svinghjul findes, er sandsynligvis i en bils forbrændingsmotor. Det gør det muligt at opretholde motorhastigheden, når koblingen kobles fra. Dette reducerer påvirkningen på transmissionen, da gearskiftet sker, mens motoren kører over tomgang. Derudover opnås større komfort og jævnere bevægelse. Det er sandt, at i racerbiler er svinghjulet stærkt lettere for at reducere vægten og øge hastigheden, hvormed motoren drejer.
Svinghjul i en personbil.
Også svinghjul bruges ofte til at stabilisere bevægelse. Dette sker på grund af det faktum, at hjulet, som er svinghjulet, skaber en gyroskopisk effekt, når det drejer. Det skaber stærk modstand, når du prøver at vippe den. Denne effekt kan let mærkes, f.eks. Ved at dreje et cykelhjul og forsøge at vippe det eller ved at hente en arbejdsharddisk.
En sådan kraft forstyrrer styringen af motorcyklen og tvinger til at ty til kontrostyring, især i høj hastighed, men det hjælper meget for eksempel med at stabilisere skibet under rullning. Ved at hænge et sådant svinghjul og tage højde for, at det altid er i den samme position i forhold til horisonten, kan du rette dets afvigelser fra objektets krop og forstå dens position i rummet. Brug af sådanne egenskaber ved et svinghjul er relevant inden for luftfart. Det er det roterende svinghjul, der bestemmer placeringen af flykroppen i rummet.
Super svinghjul Gulia
Lad os nu tale om en ganske lang introduktion og baggrund direkte om super svinghjul og hvordan de hjælper med at spare energi uden at have nogen kemiske forbindelser i deres sammensætning til dette.
Nurbey Gulia - oprettet og fremmer ideen om et super svinghjul som en energilagringsenhed.
Et super svinghjul er en type svinghjul designet til energilagring. Det er specielt designet til at gemme så meget energi som muligt uden behov for andet formål.
Disse svinghjul er tunge og drejer meget hurtigt. På grund af det faktum, at rotationshastigheden er meget høj, er der risiko for et vakuum i strukturen, men dette er også gennemtænkt. Selve svinghjulet består af opviklede vendinger af stålplastik eller kompositmaterialer. Ud over det faktum, at en sådan struktur er stærkere end en monolitisk, ødelægges den stadig gradvist. Det vil sige, i tilfælde af delaminering vil svinghjulet simpelthen bremse og blive sammenfiltret i sine egne dele. Jeg synes ikke, det er værd at forklare, at et brud på et svinghjul, der roterer med titusinder af omdrejninger pr. Minut og vejer mindst titalls kilogram, er fyldt med meget alvorlige konsekvenser.
For at sikre endnu større sikkerhed kan du desuden placere et system med sådan et svinghjul i en pansret kapsel og begrave det flere meter i jorden. I dette tilfælde vil de bevægelige elementer bestemt ikke være i stand til at skade en person.
En yderligere fordel ved at bruge en pansret kapsel vil være skabelsen af et vakuum i det, hvilket markant reducerer effekten af eksterne kræfter på bevægelse. Kort sagt kan du på denne måde minimere eller fjerne modstanden for det luftformige medium (i det sædvanlige tilfælde af luft).
Sådan fungerer Gulias super svinghjul.
Modstanden på de lejer, som svinghjulet er installeret, fungerer også som ekstra kræfter, der forhindrer rotation. Men det kan monteres på en magnetisk ophæng. I dette tilfælde reduceres påvirkningskræfterne til et sådant minimum, som kan overses. Det er af denne grund, at sådanne svinghjul kan rotere i flere måneder. Derudover tillader den magnetiske ophæng dig ikke at bekymre dig om systemets slid. Kun generatoren er slidt.
Det er generatoren, der er det element, der giver dig mulighed for at generere elektricitet. Det forbindes blot til svinghjulet og modtager den rotation, der sendes til det, det genererer elektricitet. Det viser sig at være en analog til en konventionel generator, kun for dette behøver du ikke at brænde brændstof.
For at opbevare energi, når der ikke er nogen belastning, drejer svinghjulet sig og holder "ladningen". Faktisk er en kombineret version også mulig analogt med konventionelle batterier, som samtidig kan afgive energi og oplade sig selv. For at dreje svinghjulet bruges en motorgenerator, der både kan dreje svinghjulet og tage energien fra dets rotation.
Sådanne systemer er relevante for energilagring i husholdninger og i opladningssystemer. F.eks. Skal et lignende system, som er udtænkt af Skoda-ingeniører, bruges til at oplade biler. I løbet af dagen spænger svinghjulet, og om aftenen giver det elektriske biler et gebyr uden at indlæse bynettet om aftenen og natten. I dette tilfælde kan du oplade langsomt fra et svinghjul eller hurtigt fra flere, hvorfra mere elektricitet "fjernes".
Super svinghjuleffektivitet
Super svinghjulets effektivitet for alle deres tilsyneladende archaisme når meget høje værdier. Deres effektivitet når 98 procent, hvilket ikke engang drømmes om af almindelige opbevaringsbatterier. For øvrigt sker selvudladning af sådanne batterier også hurtigere end tabet af hastighed for et godt lavet svinghjul i vakuum og på en magnetisk ophæng.
Du kan huske de gamle dage, da folk begyndte at opbevare energi gennem svinghjul. Det enkleste eksempel er keramikerhjulene, der blev spundet og spundet, mens håndværkeren arbejdede på det næste fartøj.
Vi har allerede bestemt, at designet af et super svinghjul er ganske enkelt, det har en høj effektivitet og på samme tid er relativt billigt, men det har en ulempe, der påvirker effektiviteten af dens anvendelse og står i vejen for masseoptagelse. Mere præcist er der to sådanne ulemper.
Bælte svinghjul.
Den vigtigste vil være den samme gyroskopiske effekt. Hvis dette er en nyttig sideejendom på skibe, vil det ved vejtransport forstyrre det meget, og det vil være nødvendigt at bruge komplekse ophængssystemer. Den anden ulempe vil være brandfare i tilfælde af ødelæggelse. På grund af den høje ødelæggelseshastighed vil selv sammensatte svinghjul generere en stor mængde varme på grund af friktion mod indersiden af den pansrede kapsel. På et stationært anlæg vil dette ikke være et stort problem, da der kan laves et brandslukningssystem, men i transport kan det skabe mange vanskeligheder. I transport er risikoen for ødelæggelse desuden højere på grund af vibrationer under bevægelse.
Hvor bruges super svinghjul?
Først og fremmest N. V. Gulia ville bruge sin opfindelse i transport. Flere prototyper blev endda bygget og testet. På trods af dette gik systemerne ikke ud over testning. Men brugen af denne metode til energilagring blev fundet i et andet område.
Så i USA i 1997 tog Beacon Power et stort skridt med at udvikle super svinghjul til brug i kraftværker på et industrielt niveau. Disse super svinghjul kunne opbevare energi op til 25 kWh og havde effekt op til 200 kW. Bygningen af anlægget på 20 MW begyndte i 2009. Hun måtte udjævne toppene i belastningen på det elektriske netværk.
Der er lignende projekter i Rusland også. Under den videnskabelige overvågning af N. V. Gulia selv har Kinetic Power for eksempel skabt sin egen version af stationære kinetiske energilagringsenheder baseret på et super svinghjul. Et drev kan gemme op til 100 kWh energi og give strøm op til 300 kW. Systemet med sådanne svinghjul kan tilvejebringe udligning af den daglige inhomogenitet af den elektriske belastning i en hel region. Så du kan helt opgive de meget dyre pumpede lagerkraftværker.
Det er også muligt at bruge super svinghjul på genstande, hvor uafhængighed fra elektriske netværk og sikkerhedskopiering kræves. Disse systemer er meget lydhøre. Det er bogstaveligt talt en brøkdel af et sekund og giver dig mulighed for at give virkelig uafbrudt strøm.
En sådan idé "kom ikke op". Kan det arbejde med tog?
Et andet sted, hvor Super svinghjulet kan bruges, er inden for jernbanetransport. Der bruges meget energi på bremsetog, og hvis du ikke spilder det, opvarmer bremsemekanismerne og drejer svinghjulet, kan den akkumulerede energi derefter bruges på at vinde hastighed. Du vil sige, at ophængningssystemet vil være meget skrøbeligt til transport, og du har ret, men i dette tilfælde kan vi også tale om lejer, da der simpelthen ikke er behov for at opbevare energi i lang tid, og tabene fra lejerne ikke vil være så store over en sådan periode. Men denne metode giver dig mulighed for at spare 30 procent af den energi, som forbruges af toget til bevægelse.
Som du kan se, har super svinghjulssystemer mange fordele og meget få ulemper. Herfra kan vi konkludere, at de vil vinde popularitet, blive billigere og mere udbredt. Det er netop tilfældet, når materiens egenskaber og fysiklovene, som folk kender fra oldtiden, giver dig mulighed for at komme med noget nyt. Som et resultat fik du en fantastisk symbiose af mekanik og elektrik, hvis potentiale endnu ikke er afsløret fuldt ud.
Artem Sutyagin
