Pokud jde o potřebu nějak akumulovat energii, mnoho z nich okamžitě začne přemýšlet o baterii. Samozřejmě, co jiného by to mohlo být. Existuje však jiná metoda, která se nepoužívá příliš často, ale zároveň má velmi dobré vyhlídky. Zejména na pozadí vývoje dalších technologií. Takový vývoj byl dokonce použit ve výrobě veřejné a nákladní dopravy. Jejich počátky sahají až do Sovětského svazu, ale v poslední době se technologie začala používat stále častěji. Před několika lety, když to předpisy dovolily, se použilo dokonce i ve Formuli 1. Pojďme otevřít závoj tajemství a povíme vám, jak tento poměrně jednoduchý, ale důmyslný vynález funguje, ao člověku, který tomu věnoval svůj život.
Co je setrvačník?
Dnes budeme mluvit o super setrvačnících a jejich tvůrci Nurbey Gulia. I když se zdá, že setrvačník je něco zastaralého a čistě technického, má také své místo v novém elektrickém světě.
Setrvačníky samotné byly vynalezeny velmi dávno a byly dokonce úspěšně použity v průmyslu těchto let. Existují dokonce nálezy v Mezopotámii a starověké Číně, které potvrzují použití takových zařízení. Pravda, tehdy byly vyrobeny z pálené hlíny nebo dřeva a vykonávaly další funkce.
Kde se používají setrvačníky?
Díky své masivnosti a fyzikálním zákonům, které provázejí pohyb setrvačníku, našlo uplatnění v mnoha moderních mechanismech - od dopravy po průmysl.
Propagační video:
Nejjednodušší aplikací je udržovat rychlost otáčení hřídele, na kterém je namontován setrvačník. To se může hodit, když je stroj v provozu. Zejména v těch chvílích, kdy dochází k prudkým nákladům a je nutné zabránit poklesu rychlosti. Ukázalo se, že tento druh tlumiče.
Pravděpodobně nejběžnějším místem, kde se nachází setrvačníky, je motor s vnitřním spalováním. Umožňuje udržovat otáčky motoru i při vypnuté spojce. To snižuje dopad na převodovku, protože k řazení dochází, když je motor v chodu nad volnoběhem. Kromě toho je dosaženo většího pohodlí a plynulejšího pohybu. Je pravda, že v závodních autech je setrvačník velmi odlehčen, aby se snížila hmotnost a zvýšila rychlost, se kterou se motor točí.
Setrvačník osobního automobilu.
Setrvačníky se také často používají ke stabilizaci pohybu. To se děje díky skutečnosti, že kolo, které je setrvačníkem, vytváří při otáčení gyroskopický efekt. Při naklápění vytváří silný odpor. Tento efekt lze snadno pociťovat například otáčením kola kola a pokusem o jeho naklonění nebo zvednutím fungujícího pevného disku.
Taková síla narušuje ovládání motocyklu a nutí uchýlit se k protiběhu, zejména při vysoké rychlosti, ale hodně pomáhá například stabilizovat loď během válcování. Také zavěšením takového setrvačníku a zohledněním, že je vždy ve stejné poloze vzhledem k obzoru, můžete opravit jeho odchylky od těla objektu a porozumět jeho poloze v prostoru. Použití takových vlastností setrvačníku je důležité v letectví. Poloha trupu letadla ve vesmíru určuje rotující setrvačník.
Super setrvačník Gulia
Nyní, po poměrně dlouhém úvodu a pozadí, pojďme mluvit přímo o super setrvačnících a o tom, jak pomáhají šetřit energii, aniž by v tom měli nějaké chemické sloučeniny.
Nurbey Gulia - vytvořil a propaguje myšlenku super setrvačníku jako zařízení pro ukládání energie.
Super setrvačník je typ setrvačníku určený pro ukládání energie. Je speciálně navržen tak, aby ukládal co nejvíce energie bez potřeby jakéhokoli jiného účelu.
Tyto setrvačníky jsou těžké a otáčejí se velmi rychle. Vzhledem k tomu, že rychlost rotace je velmi vysoká, existuje riziko vakua ve struktuře, ale je to také promyšlené. Setrvačník samotný sestává ze svinutých závitů ocelové plastové pásky nebo kompozitních materiálů. Kromě skutečnosti, že taková struktura je silnější než monolitická, je stále postupně ničena. To znamená, že v případě delaminace se setrvačník jednoduše zpomalí a zaplete se do svých vlastních částí. Nemyslím si, že stojí za to vysvětlit, že prasknutí setrvačníku, které se otáčí rychlostí desítek tisíc otáček za minutu a váží nejméně desítky kilogramů, je spojeno s velmi vážnými důsledky.
Navíc, pro zajištění ještě větší bezpečnosti, můžete umístit systém s takovým setrvačníkem do obrněné kapsle a pochovat ho několik metrů v zemi. V tomto případě pohybující se prvky určitě nebudou schopny ublížit člověku.
Další výhodou použití pancéřované tobolky bude vytvoření vakua v ní, které významně sníží účinek vnějších sil na pohyb. Jednoduše řečeno, tímto způsobem můžete minimalizovat nebo úplně odstranit odpor plynného média (v obvyklém případě vzduchu).
Takto funguje super setrvačník Gulia.
Odpor ložisek, na nichž je nainstalován setrvačník, působí také jako další síly, které brání otáčení. Lze jej však namontovat na magnetické zavěšení. V tomto případě jsou vlivové síly sníženy na takové minimum, které lze zanedbat. Z tohoto důvodu se takové setrvačníky mohou střídat měsíce. Kromě toho vám magnetické zavěšení umožňuje obávat se opotřebení systému. Opotřebovaný je pouze generátor.
Je to generátor, který je prvkem, který umožňuje vyrábět elektřinu. Jednoduše se připojí k setrvačníku a přijme rotaci, která se na něj přenáší, generuje elektřinu. Ukázalo se, že jde o analogový běžný generátor, jen proto nemusíte spalovat palivo.
Pro uložení energie, když není žádná zátěž, se otáčí setrvačník a tím „drží náboj“. Kombinovaná verze je ve skutečnosti možná analogicky s konvenčními bateriemi, které mohou současně vydávat energii a nabíjet se. K roztočení setrvačníku se používá motorový generátor, který dokáže setrvačníkový setrvačník i energii jeho rotace.
Tyto systémy jsou důležité pro ukládání energie v domácnostech a v nabíjecích systémech. Například podobný systém, jak jej navrhli technici Škoda, by měl být používán k nabíjení automobilů. Během dne se setrvačník roztočí a večer dává poplatek elektrickým automobilům, aniž by večer a v noci zatěžoval městskou síť. V tomto případě můžete nabíjet pomalu z jednoho setrvačníku nebo rychle z několika, ze kterých bude „odebráno více elektřiny“.
Super účinnost setrvačníku
Účinnost super setrvačníků pro všechny jejich zdánlivé archaismus dosahuje velmi vysokých hodnot. Jejich účinnost dosahuje 98 procent, o čemž ani nesnívají běžné akumulátory. Mimochodem, samovybíjení takových baterií také nastává rychleji než ztráta rychlosti dobře vyrobeného setrvačníku ve vakuu a na magnetickém zavěšení.
Vzpomínáte si na staré časy, kdy lidé začali ukládat energii skrz setrvačníky. Nejjednodušším příkladem jsou hrnčířská kola, která byla spřádána a spřádána, zatímco řemeslník pracoval na další lodi.
Již jsme zjistili, že konstrukce super setrvačníku je poměrně jednoduchá, má vysokou účinnost a zároveň je relativně levná, ale má jednu nevýhodu, která ovlivňuje účinnost jejího použití a stojí v cestě hromadnému osvojení. Přesněji řečeno, existují dvě takové nevýhody.
Setrvačník řemene.
Hlavní bude stejný gyroskopický efekt. Pokud je to na lodích užitečná vedlejší vlastnost, pak v silniční dopravě bude značně zasahovat a bude nutné použít složité systémy odpružení. Druhou nevýhodou bude nebezpečí požáru v případě zničení. Díky vysoké rychlosti ničení budou i složené setrvačníky generovat velké množství tepla v důsledku tření proti vnitřku pancéřované kapsle. Ve stacionárním zařízení to nebude velký problém, protože hasicí systém může být vyroben, ale v dopravě může způsobit mnoho obtíží. V dopravě je navíc riziko destrukce vyšší v důsledku vibrací během pohybu.
Kde se používají super setrvačníky?
Nejprve ze všech, N. V. Gulia chtěl svůj vynález využít v dopravě. Několik prototypů bylo dokonce vyrobeno a testováno. Navzdory tomu systémy nepřekročily testování. Použití této metody ukládání energie však bylo nalezeno v jiné oblasti.
Takže v USA v roce 1997 učinil Beacon Power velký krok ve vývoji super setrvačníků pro použití v elektrárnách na průmyslové úrovni. Tyto super setrvačníky mohly ukládat energii až 25 kWh a měly výkon až 200 kW. Výstavba elektrárny o výkonu 20 MW byla zahájena v roce 2009. Musela vyrovnat vrcholy zatížení v elektrické síti.
Podobné projekty existují i v Rusku. Například, pod vědeckým vedením N. V. Gulia sám, společnost Kinetic Power vytvořila svou vlastní verzi stacionárních zařízení pro ukládání kinetické energie založená na super setrvačníku. Jeden pohon pojme až 100 kWh energie a poskytuje výkon až 300 kW. Systém takových setrvačníků může zajistit vyrovnání denní nehomogenity elektrického zatížení celé oblasti. Můžete tedy zcela opustit velmi drahé přečerpávací elektrárny.
Je také možné použít super setrvačníky na objektech, kde je nutná nezávislost na elektrických sítích a záložní napájení. Tyto systémy jsou velmi citlivé. Je to doslova zlomek vteřiny a umožňuje vám poskytnout skutečně nepřerušovanou sílu.
Takový nápad „nepřišel“. Může to fungovat s vlaky?
Dalším místem, kde lze použít Super setrvačník, je železniční doprava. Na brzdicí vlaky se vynakládá velké množství energie, a pokud je neztrácíte, zahříváte brzdové mechanismy a roztočíte setrvačník, nahromaděná energie se pak může utratit za získání rychlosti. Řeknete, že systém odpružení bude pro přepravu velmi křehký a budete mít pravdu, ale v tomto případě můžeme hovořit také o ložiscích, protože prostě není třeba dlouho ukládat energii a ztráty z ložisek nebudou v takovém časovém období tak velké. Tato metoda vám však umožňuje ušetřit 30 procent energie spotřebované vlakem na pohyb.
Jak vidíte, super setrvačníkové systémy mají mnoho výhod a velmi málo nevýhod. Z toho můžeme vyvodit, že získají popularitu, zlevní a rozšíří. To je ten samý případ, kdy vám vlastnosti hmoty a fyzikální zákony, známé lidem ze starověku, umožňují přijít s něčím novým. Výsledkem je úžasná symbióza mechaniky a elektriky, jejíž potenciál dosud nebyl zcela odhalen.
Artem Sutyagin