Que son o almacenamento de enerxía

Natureza deu ao home unha variedade de fontes de enerxía: sol, vento, ríos e outros. A desvantaxe destes xeradores de enerxía libre, é a falta de estabilidade. Polo tanto, durante períodos de exceso de enerxía é almacenada no seu almacenamento e consumir durante períodos de decadencia temporal. almacenamento de enerxía caracterízase polos seguintes parámetros:

• cantidade de enerxía almacenada;
• a taxa de acumulación, e impacto;
• gravidade específica;
• almacenamento de enerxía tempo;
• fiabilidade;
• custos de fabricación e mantemento, entre outros.

Métodos de sistematización moitas unidades. Un dos máis cómodo é a clasificación do tipo de enerxía utilizada no almacenamento, e un método para o seu almacenamento e retorno. dispositivos de almacenamento de enerxía están divididas nos seguintes tipos principais:

• mecánica;
• térmica;
• eléctrica;
• química.

Acumulación de enerxía potencial

A esencia destes dispositivos sen complicacións. Ao levantar unha acumulación de carga de enerxía potencial, realiza un traballo útil ao baixalo. As características de proxecto dependen do tipo de carga. Pode ser sólido, líquido ou substancia en partículas. Normalmente, o deseño deste tipo de dispositivos son moi simples, de aí a alta fiabilidade e longa vida útil. almacenados tempo de almacenamento de enerxía depende da durabilidade dos materiais e pode chegar a miles. Desafortunadamente, estes dispositivos teñen unha capacidade de enerxía específica baixa.

transmisións mecánicas de enerxía cinética

Nestes dispositivos, a enerxía almacenada no movemento dun corpo. Normalmente está oscilando ou movemento alternativo.

A enerxía cinética en sistemas oscilantes concéntrase no movemento alternado do corpo. A enerxía é proporcionada e consumido en porcións, o tempo co movemento do corpo. O mecanismo é moi complicado e caprichoso na creación. Amplamente utilizados en reloxos mecánicos. A cantidade de enerxía almacenada é xeralmente pequeno e é só axeitado para o funcionamento do dispositivo.

Unidades usando Xiroscopio enerxía

O estoque de enerxía cinética é concentrada nun volante de quenda. enerxía volante específico é moito maior que a carga estática de enerxía equivalente. É posible nun curto período de tempo é recibida ou unha gran potencia. tempo de almacenamento de enerxía é pequena, ea maioría dos proxectos está limitada a algunhas horas. As tecnoloxías modernas permiten levar o tempo de almacenamento de enerxía de ata varios meses. Volantes son moi sensibles a golpes. O dispositivo de enerxía é directamente proporcional á velocidade da súa rotación. Polo tanto, no almacenamento de enerxía e cambio de retorno ocorre rotación do volante. Unha carga xeralmente require unha baixa velocidade constante ,.

dispositivos máis prometedores son supermahovik. Son feitos de cinta de aceiro, fibra sintética ou de arame. A estrutura pode ser sólido ou teñen un espazo baleiro. Se o espazo é enrolamentos dispoñibles do movemento da cinta para a periferia do momento de inercia de rotación do volante é alterado, parte da enerxía almacenada na primavera sometido a deformación. En tales dispositivos, a velocidade de rotación é máis estable que en estruturas tselnotelyh, eo seu consumo de enerxía é moito máis elevado. Ademais, son máis seguros.

supermahovik moderno feito de fibras de Kevlar. Eles executar nunha cámara de baleiro con suspensión magnética. El é capaz de almacenar enerxía por varios meses.

Drives mecánicos mediante a forza elástica

Este tipo de dispositivo é capaz de almacenar unha enorme densidade de enerxía. Desde o accionamento mecánico que ten o maior contido de enerxía para dispositivos con dimensións dalgúns centímetros. volantes maiores cunha velocidade moi alta de rotación ter un consumo de enerxía moi grande, pero son moi vulnerables a factores externos, e teñen pouco tempo para almacenar enerxía.

Drives mecánicos utilizando a enerxía da primavera

Capaz de ofrecer a maior potencia mecánica de todos os graos de almacenamento de enerxía. É limitados pola forza da primavera límite. Enerxía na primavera comprimida pode ser almacenado por varias décadas. Con todo, debido á deformación permanente na fatiga de metal acumula e diminúe a capacidade da primavera. Ao mesmo tempo, resorte de aceiro de alta calidade, sen prexuízo das condicións de funcionamento poden traballar por centos de anos, sen perda significativa de capacidade.

función de primavera pode realizar calquera elementos elásticos. Os grupos de goma, por exemplo, dez veces superiores aos produtos de aceiro de enerxía almacenada por unidade de masa. Pero o servizo de goma prazo debido ao envellecemento produto químico é só uns anos.

transmisións mecánicas, usando a enerxía do gas comprimido

Neste tipo de dispositivos de almacenamento de enerxía débese á compresión do gas. Na presenza dun exceso de enerxía polo gas a presión do compresor é inxectado no globo. Corresponda, o gas comprimido utilízase para accionar unha turbina ou xerador. Para potencias baixas a turbina debe ser usado en vez de un motor de pistón. O gas no recipiente de presión de centos de atmosferas ten unha densidade de enerxía específica elevada durante varios anos, e na presenza de válvulas de alta calidade - e decenas de anos.

Acumulación de enerxía térmica

A maior parte do territorio do noso país está situado nas áreas do norte, así que unha gran parte da enerxía consumida para quentar internamente. Neste contexto, teñen regularmente para resolver o problema de manter quente na unidade e eliminar-lo de alí, no seu caso.

Na maioría dos casos, non pode conseguir unha alta densidade de enerxía térmica almacenada, e calquera termos significativos da súa conservación. Hai un dispositivo eficaz para un número de súas características e os prezos elevados non son axeitados para o seu uso xeneralizado.

Acumulación á conta da capacidade de calor

Esta é unha das formas máis antigas. Baséase no principio do material de almacenamento de enerxía térmica cando quecidos e regreso de calor durante a súa refrixeración. O proxecto destas unidades é moi doado. Poden ser de calquera peza sólida ou nun recipiente pechado cun fluído de refrixeración líquido. tendas de enerxía térmica ten unha vida moi longa, número virtualmente ilimitado de ciclos de almacenamento de enerxía e de retorno. Pero o tempo de almacenamento non exceda uns días.

Acumulación de enerxía eléctrica

A enerxía eléctrica - esta é a forma máis conveniente de que no mundo moderno. É por iso que os accionamentos eléctricos son amplamente utilizados e máis desenvolvida. Desafortunadamente, a dispositivos baratos capacidade específica é pequeno, e dispositivos cunha alta capacidade específica do caros e de curta duración. Almacenamento de enerxía eléctrica - é capacitores, supercapacitores, baterías.

capacitores

É o tipo máis popular de almacenamento de enerxía. Os condensadores son capaces de operar a unha temperatura de sempre -50 a 150 graos. O número de ciclo de almacenamento de enerxía de recuar - decenas de miles de millóns por segundo. Conectar varios capacitores en paralelo, pode facilmente obter o valor capacidade necesaria. Ademais, existen capacitores variables. Alterando a capacidade de tales condensadores se pode facer mecánicamente ou electricamente, ou a influencia da temperatura. Na maioría das veces capacitores variables poden ser atopados no circuíto ressonante.

Condensadores divídense en dúas clases - a polares e non polares. Lifetime polar (electrolítica) menos que non polar, son máis dependentes das condicións externas, con todo, á vez ter unha capacidade específica máis elevada.

Como capacitores de almacenamento de enerxía - instrumentos non moi exitosa. Teñen unha pequena capacidade e unha pequena densidade específica da enerxía almacenada eo seu tempo de almacenamento é medida en segundos, minutos, horas raramente. Condensadores atoparon aplicación principalmente na electrónica de potencia e enxeñaría eléctrica.

Cálculo do capacitor, como regra, non causa dificultades. Toda a información necesaria sobre os distintos tipos de capacitores proporcionadas nos manuais técnicos.

ionistory

Estes dispositivos ocupan unha posición intermedia entre os condensadores polares e baterías. "Supercapacitors" ás veces chamado. Así, eles teñen un gran número de fase de carga-descarga, a capacidade é maior que a do capacitor, pero un pouco menos que a de pequenas baterías. tempo de almacenamento de enerxía - ata varias semanas. Ionistory moi sensibles á temperatura.

baterías de enerxía

baterías eletroquímicas úsanse se quere almacenar unha gran cantidade de enerxía. É máis axeitado para este dispositivo de chumbo-ácido de propósito. Eles foron inventados uns 150 anos. E desde entón, o dispositivo da batería non trae nada novo. Había unha morea de modelos especializados, a calidade dos compoñentes, maior fiabilidade da batería é significativamente aumentada. Vale resaltar que o dispositivo de batería, creada por fabricantes diferentes para distintos fins difiren só en pequenos detalles.

baterías eletroquímicas clasifícanse para a tracción e de saída. A tracción é usado en transporte eléctrico, fontes de alimentación ininterrompida, fontes de enerxía. Para tales baterías caracterízanse por unha longa e uniforme de descarga da súa gran profundidade. baterías de partida pode dar unha alta cadea nun curto espazo de tempo, senón descarga profunda para eles inaceptable.

baterías eletroquímicas teñen un número limitado de ciclos de carga-descarga, en media, de 250 a 2000. Aínda que ningunha operación fallan despois de algúns anos. baterías eletroquímicas son sensibles á temperatura, requiren un longo tempo de carga e unha estrita observancia das normas de funcionamento.

O dispositivo está deseñado para actualizar periodicamente. A carga da batería está instalado no vehículo, é producido na condución xerador. No inverno, isto non é suficiente, unha batería fría é malo asume o mando, e consumo de enerxía no inicio do motor aumenta. Por iso, é necesario realizar aínda cargar a batería nunha sala quente cargador especial. Unha das principais desvantaxes de unidades de chumbo-ácido é o seu gran peso.

Baterías para dispositivos de baixa potencia

Se é necesario dispositivos móbiles con pequenos pesos, os seguintes tipos escollidos de baterías recargables son níquel-cadmio, ión de litio, de metal híbrido, polímero iónico. Teñen unha maior capacidade específica, pero o prezo é moito maior. Son usados en teléfonos móbiles, portátiles, cámaras e outros dispositivos pequenos. Diferentes tipos de baterías difiren nos seus parámetros: o número de ciclos de carga, vida útil, capacidade, tamaño, etc ...

baterías de ións de litio son utilizados en eléctrica de alta potencia e coches híbridos. Son lixeiros, de alta capacidade específica e alta fiabilidade. Ao mesmo tempo, as baterías de ións de litio son altamente inflamables. Ignición pode ocorrer por un curtocircuíto, a deformación mecánica ou destrución do corpo, trastornos do modo de carga ou unha descarga da batería. Moi difícil de extinguir un incendio, debido á elevada actividade de litio.

As baterías son a base para moitos dispositivos. Por exemplo, o almacenamento de enerxía para o seu teléfono - un compacto batería externa, aloxado nun resistente, impermeable. El permite que cargue ou chamar o teléfono móbil. dispositivos de almacenamento de enerxía móbil poderosos son capaces de cobrar todas as cámaras dixitais, mesmo portátiles. En tales dispositivos, conxuntos, tipicamente baterías de ións de litio de gran capacidade. almacenamento de enerxía para casa nin facer sen baterías. Pero é dispositivos máis complicadas. Ademais batería na súa composición inclúe un cargador de batería, un sistema de control, un cruce. Os dispositivos poden funcionar como unha rede permanente, así como doutras fontes. A potencia de saída no medio é de 5 kW.

Agregadores de enerxía química

Distinguir "combustible" e "sen combustible" tipos de unidades. Eles esixen técnicas especiais e equipos de alta tecnoloxía miúdo complicado. procesos utilizados permiten a recibir a enerxía en diferentes formas. As reaccións termoquímicas poden ter lugar tanto a baixa ea alta temperatura. Compoñentes para reaccións de alta temperatura é introducida só cando sexa necesario, para recibir a enerxía. Antes diso, son almacenados por separado en diferentes lugares. Compoñentes para reaccións de baixa temperatura son normalmente un único recipiente.

tempo de funcionamento combustible almacenamento de enerxía

Este método inclúe dúas fases completamente independentes: o almacenamento de enerxía ( "carga") ea súa utilización ( "descarga"). combustible tradicional normalmente ten unha capacidade de enerxía específica elevada, a posibilidade de almacenamento a longo prazo, facilidade de uso. Pero a vida non para. A introdución de novas tecnoloxías pon grandes esixencias sobre os combustibles. O problema está resolto a través da mellora combustibles de alta enerxía nova xa existentes e creando.

Ampla introdución de novos modelos constrangidos pola falta de procesos tecnolóxicos, os residuos, un gran risco de lume e explosión no traballo, a necesidade de persoal altamente cualificado, o alto custo da tecnoloxía.

Sen almacenamento de enerxía química do combustible

Nesta forma de enerxía da unidade é almacenada por medio da conversión de certas substancias químicas no outro. Por exemplo, a cal apagada , durante o quecemento convértese en estado de cal viva. Cando "verquida" a enerxía almacenada é liberada en forma de calor e gas. Isto é o que ocorre cando cal slaking auga. Para iniciar a reacción, é xeralmente suficiente para conectar os compoñentes. En esencia, este tipo de reacción termoquímica leva só poñelas a unha temperatura de centos de miles de graos. Polo tanto, o equipo utilizado é moito máis complicado e caro.