Jaké jsou skladování energie

Příroda dala člověku různé zdroje energie: Slunce, vítr, řeky a další. Nevýhodou těchto generátorů volné energie je nedostatek stability. Proto se v průběhu období přebytečné energie je uložena v jeho paměti a konzumovat během období dočasného poklesu. skladování energie je charakterizována následujícími parametry:

• Množství akumulované energie;
• jeho rychlost akumulace a dopad;
• specifická hmotnost;
• Doba skladování energie;
• spolehlivost;
• výroba a náklady na údržbu, a další.

Metody systemizace mnoha pohonů. Jedním z nejvíce výhodné je klasifikace typu energie používané při skladování, a způsob jeho uložení a návrat. zařízení pro skladování energie jsou rozděleny do následujících hlavních typů:

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

Akumulace potenciální energie

Podstatou těchto jednoduchých přístrojů. Při zvedání hromadění zatížení potenciální energie, vykonává užitečnou práci při posunování dolů. Konstrukční prvky jsou závislé na typu nákladu. Může to být pevné, kapalné nebo částicová substance. Typicky je konstrukce tohoto typu zařízení jsou velmi jednoduché, a proto je vysoká spolehlivost a dlouhá životnost. uložena doba skladování energie závisí na trvanlivost materiálů a může dosáhnout tisíce. Bohužel, taková zařízení mají nízkou měrnou energetickou kapacitu.

Mechanické pohony kinetická energie

V těchto zařízeních je energie uložená v pohybu těla. Obvykle to osciluje nebo vratný pohyb.

Kinetická energie v kmitajících systémů je soustředěna do vratného pohybu těla. Energie je dodávána a spotřebováno po částech, v čase s pohybem těla. Tento mechanismus je poměrně složitý a rozmarná při nastavování. Široce používán v mechanických hodinek. Množství akumulované energie je obvykle malý a je vhodný pouze pro provoz zařízení.

Pohony využívání energie gyroskopu

Zásoba kinetické energie je soustředěna do rotující setrvačník. Specifická setrvačník energie je mnohem větší než energie ekvivalentní statické zatížení. To je možné v krátké době je přijat nebo velkým výkonem. doba skladování energie je malá, a většina z návrhů je omezen na několik hodin. Moderní technologie umožňují, aby doba skladování energie až o několik měsíců. Setrvačníky jsou velmi citlivé na otřesy. Energie Zařízení je v přímé úměře k rychlosti jeho rotace. Proto při skladování energie a změny vratné dochází rychlost setrvačníku. Zátěž obvykle vyžaduje konstantní, nízkou rychlost.

Slibnější zařízení supermahovik. Jsou vyrobeny z ocelového pásku, syntetických vláken nebo drátu. Struktura může být pevný nebo mít prázdný prostor. Pokud je k dispozici prostor vinutí pásky pohybují směrem k obvodu rotace momentu setrvačnosti setrvačníku se změní, část energie uložené v pružině vystavena deformaci. V takových zařízeních, rychlost otáčení je stabilnější než v tselnotelyh struktur a jejich spotřeba energie je mnohem vyšší. Kromě toho, že jsou bezpečnější.

Moderní supermahovik vyrobena z kevlarových vláken. Se otáčejí ve vakuové komoře s magnetickým suspenze. Je schopna uchovat energii po dobu několika měsíců.

Mechanický pohon využívající pružnou sílu

Tento typ zařízení je schopen ukládat obrovské energetické hustoty. Z mechanického pohonu má nejvyšší obsah energie pro zařízení o rozměrech několika centimetrů. Větší setrvačníky s velmi vysokou rychlostí otáčení mají mnohem vyšší spotřebu energie, ale jsou velmi zranitelné vůči vnějším faktorům, a mají málo času pro ukládání energie.

Mechanické pohony využívající energii pružiny

Schopné poskytovat největší mechanický výkon ze všech tříd skladování energie. Je omezena pouze sílou mez pružiny. Energie v stlačená pružina, může být skladován po dobu několika desítek let. Nicméně, vzhledem k trvalé deformaci v únava kovu se akumuluje a snižuje kapacitu pružiny. Ve stejné době, vysoce kvalitní pružinové oceli, a to za provozních podmínek mohou pracovat po stovky let bez znatelné ztráty kapacity.

Funkce pružiny může provádět žádné pružné prvky. Gumičky, například desetkrát vynikající na výrobky z oceli akumulované energie na jednotku hmotnosti. Ale termín kaučuk službu kvůli chemickému stárnutí je jen několik let.

Mechanické pohony, používající energii stlačeného plynu

U tohoto typu zařízení pro ukládání energie, je v důsledku stlačování plynu. V přítomnosti přebytku energie ze strany plynu kompresoru pod tlakem vstřikuje do balónku. Pokud je to nutné, stlačený plyn se používá k pohonu turbíny nebo generátoru. Při nízkých sil turbína by měla být použita namísto pístového motoru. Plyn v tlakové nádobě stovek atmosfér má vysokou specifickou hustotu energie pro několik let, a v přítomnosti vysoce kvalitních ventilů - a desítky let.

Akumulace tepelné energie

Většina území naší země se nachází v severních oblastech, takže velká část energie spotřebuje na vytápění interně. V této souvislosti musí pravidelně vyřešit problém udržet v teple v jednotce a vyjímání z ní v případě potřeby.

Ve většině případů nelze dosáhnout vysoké hustoty uložené tepelné energie, a všechny významné podmínky pro jeho uchování. K dispozici je efektivní zařízení pro řadu svých funkcí a vysoké ceny nejsou vhodné pro široké použití.

Akumulace na úkor tepelné kapacity

To je jeden z nejstarších způsobů. Je založena na principu tepelného materiálu skladování energie při zahřívání a vrátit se teplo během jeho chlazení. Konstrukce těchto disků je velmi snadné. Mohou být jakéhokoliv pevného kusu nebo uzavřené nádoby s kapalným chladivem. tepelné energie obchody mají velmi dlouhou životnost, prakticky neomezený počet skladování energie a zpětných cyklech. Ale doba skladování nepřesáhne několik dní.

Akumulace elektrické energie

Elektrická energie - toto je nejvhodnější forma něj v moderním světě. To je důvod, proč elektrické pohony jsou široce využívány a nejrozvinutější. Bohužel, levné zařízení specifická kapacita je malá, a zařízení s vysokým měrným výkonem nákladné a krátkodobé. Skladování elektrické energie - je kondenzátory, superkondenzátory, baterie.

kondenzátory

To je nejvíce populární druh skladování energie. Kondenzátory jsou schopné provozu při teplotě v rozmezí od -50 do 150 stupňů. Počet energie při skladování zpětného rázu cyklu - desítky miliard za sekundu. Spojující několik kondenzátorů paralelně, můžete snadno dostat požadovanou hodnotu kapacity. Navíc, tam jsou variabilní kondenzátory. Změna kapacity těchto kondenzátorů může být mechanicky nebo elektricky, nebo vliv teploty. Nejčastěji variabilní kondenzátory lze nalézt v rezonančního obvodu.

Kondenzátory jsou rozděleny do dvou tříd - za polární a nepolární. Životnost polární (elektrolytické) méně než nepolární, které jsou více závislé na vnějších podmínkách, ale současně mají vyšší specifickou kapacitanci.

Jako skladování energie kondenzátory - nepříliš úspěšných nástrojů. Mají malou kapacitou a malou specifickou hustotu akumulované energie a jeho doba skladování se měří v sekundách, minutách, hodinách zřídka. Kondenzátory našly uplatnění hlavně ve výkonové elektroniky a elektrotechniky.

Výpočet kondenzátoru, zpravidla nezpůsobuje potíže. Všechny potřebné informace o různých typů kondenzátorů poskytované v technických příručkách.

ionistory

Tato zařízení zaujímají mezilehlou polohu mezi polárních kondenzátorů a baterie. „Supercapacitors“ někdy volal. V souladu s tím, že mají obrovské množství etapy náboj výboje, kapacita je větší než kondenzátoru, ale o něco méně než u malých akumulátorů. Doba skladování energie - až několik týdnů. Ionistory velmi citlivé na teplotu.

napájecí baterie

Elektrochemické baterie se používá, pokud chcete uložit velké množství energie. To se nejlépe hodí pro tento účel zařízení olověné. Byly vynalezeny zhruba před 150 lety. A od té doby se do přístroje baterie není nic nového přinést. Byla tam spousta specializovaných modelů, kvalita komponent, zvýšená spolehlivost baterií je značně zvýšil. Je pozoruhodné, že baterie zařízení, vytvořené různými výrobci pro různé účely, se liší pouze v drobných detailech.

Elektrochemické baterie jsou klasifikovány do trakci a startování. Trakce je používán v elektrickou dopravu, nepřerušitelné záložní zdroje, zdroje energie. U takových baterií se vyznačují dlouhou a rovnoměrné plnění své velké hloubky. Startovacích baterií může dát vysoký proud v krátkém čase, ale vybití pro ně nepřijatelné.

Elektrochemické baterie mají omezený počet nabíjecích-vybíjecích cyklů, v průměru od 250 do roku 2000. I když se žádná operace selžou po několika letech. Elektrochemické baterie jsou citlivé na teplotu, vyžadují dlouhou dobu nabíjení a přísné dodržování pravidel provozu.

Přístroj musí být pravidelně dobíjet. Stav nabití baterie je instalován na vozidle, je produkován v řízení generátoru. V zimě, to nestačí, studená baterie je špatná ujme a spotřebu energie na začátku zvyšuje motoru. Je proto nutné dále provádět nabíjení baterie ve speciální nabíječce teplé místnosti. Jednou z hlavních nevýhod olověných jednotek je jejich velká hmotnost.

Baterie pro low-energetických zařízení

V případě potřeby na mobilní zařízení s malými hmotnostmi, vybrané následující typy dobíjecích baterií jsou nikl-kadmium, lithium-iontová, kovová hybridní polymer-iontové. Mají vyšší určitou kapacitu, ale cena je mnohem vyšší. Jsou používány v mobilních telefonů, notebooků, fotoaparátů a jiných malých zařízeních. Různé typy baterií se liší svými parametry: počet nabíjecích cyklů, trvanlivostí, kapacita, velikost, atd ...

Lithium-iontové baterie jsou používány v high-energie elektrických a hybridních automobilů. Jsou lehké, vysoce specifická kapacita a vysoká spolehlivost. Ve stejné době, lithium-iontové baterie jsou vysoce hořlavá. Zapalování může nastat zkratu, mechanické deformace nebo zničení těla, poruchy režimu nabíjení nebo vybíjení baterie. Dosti obtížné uhasit požár v důsledku vysoké účinnosti lithia.

Baterie jsou základem pro mnoho zařízení. Například uchovávání energie po telefonu - kompaktní externí baterie, sídlí v robustní, vodotěsné. To vám umožní nabíjet nebo napájet mobilní telefon. Výkonné mobilní zařízení pro skladování energie jsou schopny nabít všechny digitální fotoaparáty, a to i notebooky. V takových zařízeních, sad, typicky Li-Ion velkou kapacitou. skladování energie pro domácnosti ani obejít se bez baterií. Ale je to mnohem složitější zařízení. Navíc baterie ve svém složení obsahuje nabíječku baterií, řídicí systém, invertor. Zařízení může pracovat buď jako stálé sítě, jakož i z jiných zdrojů. Výstupní výkon ve středu, je 5 kW.

Agregátory chemické energie

Rozlišovat „paliva“ a „bez paliva“ typy pohonů. Vyžadují speciální techniky a často těžkopádné high-tech zařízení. Použité procesy umožňují přijímat energii v různých formách. Termochemické reakce se může provádět jak při nízké a při vysoké teplotě. Komponenty pro vysoké teploty reakce se zavádí pouze v případě potřeby k získání energie. Prior k tomu, že jsou uloženy odděleně v různých místech. Komponenty pro nízkoteplotní reakce jsou obvykle v jedné nádobě.

skladování energie provozní palivo čas

Tato metoda obsahuje dva zcela nezávislé fáze: ukládání energie ( „nabíjení“) a jeho použití ( „vypouštěním“). Tradiční palivo má obvykle vysokou specifickou energetickou kapacitu, možnost dlouhodobého skladování, snadnost použití. Ale život není v klidu. Zavedení nové technologie klade vysoké nároky na palivo. Problém je řešen zlepšením stávajících a vytváření nových, vysoce energetické paliva.

Široké zavádění nových modelů omezeny nedostatkem technologických procesů, odpady, velké nebezpečí požáru a výbuchu při práci, potřeba vysoce kvalifikovaných pracovníků, vysoké náklady na technologie.

Bez uložení chemické energie paliva

Při této formě hnacího energie je uložena přes konverzi určitých chemických látek v druhé. Například, hašené vápno při zahřívání se stává pálené vápno stav. Když je „vybito“ uložená energie se uvolní ve formě tepla a plynu. To je to, co se stane, když vápno hašení vodou. Pro zahájení reakce, je obvykle dostatečná pro připojení komponent. V podstatě, tento typ termochemické reakce trvá jen umístit jej při teplotě stovky tisíc stupňů. Proto se zařízení používá, je mnohem složitější a dražší.