Si të grumbullohen dhe të kurseni energji nga burimet e rinovueshme. Magazinimi i energjisë elektrike

Të gjitha ne diskutuar më lart kishte një pajisje kontrolli elektromekanike, e cila përcaktoi manovrimin e tyre të ulët.

Fik. 2.7. Skemat e lidhjes NEE:

a - shunt; B - lineare

Disqet e Energjisë Elektrike (NEE) janë të lidhura me ME me anë të një konvertuesi të valvulës së kontrolluar *, koha e kundërt e rrymës së rrymës është 0.01 c, e cila përcakton manovrimin e tyre të lartë, dhe rrjedhimisht, mundësinë e përdorimit të integruar në EE.

* Që nga akumulimi i energjisë elektrike është e mundur vetëm në rrymën konstante.

Objektet e magazinimit të energjisë elektrike përfshijnë:

qelizat e karburantit (te);

bateritë e rechargeable elektrokimike (EAB);

superconducting Disqet induktive (Spin);

disqet kapacitive (sq).

Ekzistojnë dy metoda për lidhjen e NEE në sistemin e energjisë dhe skemat lineare dhe lineare që korrespondojnë me to janë treguar në Fig. 2.7, dhe, b.

Konsideroni më shumë blloqe të disqeve të energjisë elektrike.

Pajisja e kontrollit të NEE.

Ajo mund të kryhet në një skemë trotuare trefazore që ka tregues të lartë teknik dhe të vërtetuar në funksionimin e konvertuesve ekzistues të fuqisë së lartë. Numri i urave në pajisjen e kontrollit të NEE përcaktohet të dyja të kryera në të vërtetë nga Ura e Tiristorit dhe konsideratat modeste që konsiderohen më poshtë.

Fik. 2.8. Skema e fuqisë sekuenciale në modulet e 12-puls transducers që përbëjnë UU:

1 - element akumulues; 2 - kaloni; 3- Reaktori i fazës së marrësit; 4 - Ura e konvertimit; 5 transformator; 6 - Rrjeti trefazor

Çdo urë është e bashkangjitur në rrjetin AC nëpërmjet një transformatori të veçantë. Në mënyrë që të sigurojë një regjim transformimi me 12 puls me një numër avantazhesh krahasuar me pulsim të vazhdueshëm (më pak të vazhdueshëm të tensionit, përbërje më të mirë harmonike të tensionit alternativ, etj.), Mbështjelljet sekondare të gjysmës së transformatorëve janë të lidhur me "trekëndëshin ", dhe tjetri në" yll "(Fig. 2.8).

Për të rritur faktorin e fuqisë së NEE, të përcaktuar nga këndvështrimi i rregullimit dhe kalimi i pajisjes së konvertimit, si dhe shkalla e shtrembërimit të kurbës së tensionit të ndryshueshëm, pajisjet e ndryshme kompensuese janë të lidhura me gomat e autobusëve të AC - kompensuesit sinkronikë, thyristor statik kompensatorët, komponentët e filtrit. Konsumi i fuqisë reaktive mund të reduktohet duke ndarë konvertimin në një numër të moduleve të kontaktuara.

Në procesin e funksionimit, këndet e kontrollit të të gjitha moduleve, me përjashtim të një, janë të barabartë me 0 °. Njëri prej tyre ka një kënd të përcaktuar nga tensioni i kërkuar. Të gjitha modulet që kanë një kënd zero kërkojnë vetëm fuqi minimale reaktive - për kalimin.

Në Fig. 2.8 Skema e mundshme e konvertimit të bërë për të zvogëluar konsumin e energjisë reaktive është treguar. Konvertuesi është një lidhje sekuenciale e moduleve 12-impuls që përmbajnë transformatorë të fuqisë. Çdo modul llogaritet me 4.5 kV dhe përbëhet nga dy ura 6-pulsore të lidhura paralelisht me reaktorin ndërfazëror që balancon aktuale. Dy module kanë një rrymë prej 50 ka, dy të tjerë - 30 dhe 20 ka. Për shembull, në rrymën maksimale të AE, çdo urë 6-lidhëse siguron një rrymë të përhershme prej 25 ka. Nëse moduli 12-Tune aktivizohet nga një kalim mekanik me një vlerë zero të tensionit dhe pastaj fikni atë nga një rrjet trefazësh, një efikasitet i plotë i konvertuesve do të përmirësohet, pasi rënia e tensionit të drejtpërdrejtë do të eliminojë katër tiristorët e lidhur me radhë .

Vlera e prodhimit të fuqisë aktive të NEE duhet të përcaktohet nga kërkesat e sistemit në të gjitha mënyrat dhe nuk varet nga voltazhi në ndryshim në AE. Një nga mënyrat për të siguruar këtë gjendje është të rregullojë qoshet e kontrollit të valvulave. Përdorimi i konvertuesve të kontrolluar në Binder midis AE dhe rrjetit AC lejon ndryshimin e duhur në përfshirjen e valvulave gjatë ciklit të shkarkimit të NEE-së për të kryer pothuajse çdo fuqi që rregullon fuqinë. Në të njëjtën kohë, fuqia në gomat e tensionit do të varet nga raporti midis tensionit në AE dhe anti-eds të konvertuesit, të përcaktuara me vlerën e këndeve të kontrollit. Megjithatë, kjo metodë e menaxhimit ka një numër të kufizimeve. Meqenëse fuqia e pajisjes së konvertimit të NEE mund të arrijë disa qindra megavat, shpatullat e urave duhet të mblidhen nga valvula sekuenciale paralele. Për të kufizuar mbivlerat paralelisht me ta, është e nevojshme për të lidhur zinxhirët aktive të zbutjes kapacitive. Me rregullim të thellë të konvertuesve në shpatullat e urës dhe valvulave të tij individuale, shfaqen hedhje të tensionit të kundërt. Parametrat e zinxhirëve të dëmtuar të nevojshme për t'i kufizuar ato bëhen të papranueshme për shkak të humbjes së pushtetit në to. Kur aplikoni pajisje të tjera mbrojtëse (për shembull, diodes ortek), ky problem mbetet. Përdorimi i tiristorëve në instalimet e fuqishme të konvertimit rrit më tej numrin e valvulave në shpatullat e urës dhe bën kërkesa më të rrepta për pajisjet e tyre të mbrojtjes.

Fik. 2.9. Switching Diagram i konverterëve UU

Fik. 2.10. Karakteristikat e jashtme të konvertuesve

Nga ana tjetër, me rregullim të thellë simetrik, për shkak të zhvendosjes së fazës së tanishme në krahasim me tensionin në autobusin e stacionit, mbizotëron komponenti reaktiv i pushtetit.

Për kompensimin e saj kërkohet papranueshme fuqia e lartë e pajisjeve kompensuese (në kufirin e fuqisë së barabartë të stacionit). Këto rrethana e bëjnë të vështirë rregullimin, në gamën e gjerë të këndeve të kontrollit. Është e mundur të rritet vlerat e tyre duke aplikuar kontrollin alternativ të konvertuesve, në të cilin një pjesë e urave punon në modalitetin ndreqës dhe tjetri në inverter. Me këtë ligj të kontrollit asimetrik, mund të zgjeroni limitin për rregullimin e tensionit të prodhimit të konvertuesit në një koeficient të pranueshëm të faktorit të fuqisë së stacionit. Megjithatë, është e pamundur të besosh plotësisht kontrollin e Nee për të rregulluar këndet e valvulës. Është e këshillueshme që të kombinohen me mënyra të tjera për të siguruar pavarësinë e pushtetit në gomat e NEE nga tensioni në AE.

Në Fig. 2.9 është një skemë e UU Nee (për rastin kur pajisja e konvertimit të stacioneve përbëhet nga dy ura), e cila ju lejon të ndryshoni anti-EMF të konvertuesit (në varësi të tensionit në AE) për shkak të kalimit të urave nga Lidhje paralele me sekuencat kur ngarkon Nee dhe, përkundrazi, kur shkarkimi i tij. Është e aplikueshme për çdo numër të urave konvertuese në stacion. Anode e secilës urë duhet të lidhet përmes aparatit të kalimit me anodën dhe katodën e mëparshme gjatë rrymës dhe anodës së mëvonshme dhe katodë është me anodën dhe katodën e herës tjetër të urës dhe katodë e një të mëparshmi.

Konsideroni funksionimin e Nee në mënyrën e përmbysjes, pasi është në të që është e rëndësishme të sigurohet pavarësia e fuqisë në gomat e makinës nga tensioni i AE.

Konsideroni karakteristikën e jashtme të konvertuesit për rastin kur vlera e fuqisë aktive në gomat e tensionit mbështetet në afërsi të konstancës. Në momentin fillestar (në tensionin maksimal AE), konvertuesi punon me ura të lidhura në mënyrë të suksesshme. Mbështetja e një rryme të caktuar shkarkimi sigurohet duke rregulluar këndet e kontrollit të inverterit (pikat 1-2 në Fig. 2.10). Në kohën e reduktimit të tensionit të AE në një vlerë në të cilën është e mundur të ruhet kjo vlerë aktuale për shkak të funksionimit të një ure (pika 2), ura kalohen nga lidhja serike me paralelisht, e cila korrespondon me tranzicionin Nga pika 2 e karakteristikave të jashtme të konvertuesve në pikën 3. Në të njëjtën kohë rrymat që rrjedhin përmes urave konvertuese, prandaj rryma dhe fuqia e stacionit në gomat e tensionit të tensionit nuk janë ndryshuar, pasi që mbështjelljet primare të transformatorëve janë lidhur paralelisht. Pozita e pikës 4 përcaktohet nga përqindja e përdorimit të AE.

Numri i përgjithshëm i urave të stacioneve duhet të përcaktohet nga kufiri i lejueshëm për rregullimin e qosheve të kontrollit të valvulave dhe koeficientit të specifikuar të përdorimit të AE. Skema (shih Fig. 2.9) Është ndërtuar që në modalitetin e invertimit kur kalimi i stacionit nuk është i fikur nga EES dhe pajisjet e kalimit nuk prishin aktuale të drejtpërdrejtë të punës. Prandaj, prodhimi i tyre nuk do të shkaktojë vështirësi shtesë. Mbingarkesat afatshkurtra të urës kur kalimi nuk tejkalon transmetuesit e lejuar të transmetimit.

Skema e përshkruar në kombinim me rregullimin e qosheve të kontrollit të valvulave lejon të mbajë fuqinë e kërkuar aktive, të lëshuar nga stacioni, deri në një shkarkim të plotë të AE pa pushim të furnizimit me energji elektrike. Kur ndihmohet, është e mundur të sigurohet pavarësia e fuqisë aktive të konsumuar nga tension në AE dhe në mënyrën e saj të ngarkimit (kur ura po punojnë në modalitetin e ndreqës), por me shkyçjen e stacionit nga EES në koha e rekomandimit.

Një mënyrë tjetër për të rregulluar fuqinë e NEE është të lidheni AE në konvertimin e stacionit në pjesë. Për këtë AE, është e nevojshme të ndahet në seksione, secila prej të cilave është e lidhur në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri në gomat e terminalit të autobusëve të pajisjes së konvertimit. Në këtë rast, fuqia e stacionit luhatet për vlerën mesatare të specifikuar; Seksionet e ngarkuara ose të shkarkuara plotësisht duhet të shkyçen nga konvertuesi para se të lidhesh. Një dërrmues mjaft i mirë i AE në seksionin në kombinim me kontrollin e këndeve të kontrollit të konvertuesit do të zvogëlojë në nivelin e lejuar pabarazinë e ndryshimit në fuqinë aktive të AE gjatë ciklit të operacionit.

Të tjerët metodat e famshme Qarqet e kontrollit të baterisë së kondensatorit (duke përdorur transformatorët e kontrollit të tensionit nën ngarkesë, kalimi i kapacitarëve të baterive nga një lidhje serike me paralel dhe anasjelltas, lidhni konvertuesit në një rrjet të AC përmes konvertuesve statik induktivë, përdoren si pajisje konvertuese të konvertuesve të kompensuar si konvertues Pajisjet valvulat aktuale, etj.) Kërkojnë një konsideratë të veçantë.

Kështu, Nee me një pajisje kontrolli të bazuar në një konvertues me 12 puls kur përdoren metodat e diskutuara më lart do të plotësojë të gjitha kërkesat për burimet e fuqisë maksimale në EE.

Ne tani kthehemi në shqyrtimin e llojeve të mundshme të pajisjeve akumuluese për Nee.

Magazinimi elektrokimik i energjisë. Pajisjet e ruajtjes së energjisë elektrokimike ose bateri elektrokimike janë një nga llojet më të zakonshme të disqeve.

Bateria elektrokimike (EAB) përbëhet nga shumë elementë të lidhur në seri dhe paralelisht. Akuzat e saj në orën e Outcompete, dhe shkarkimi është orari i pikut të ngarkesës. Në procesin e ngarkesës së energjisë elektrike me shtigje elektrokimike konvertohet në kimik. Kur shkarkohet, energjia e akumuluar lëshohet gjatë reagimit të kundërt. Shumë punë është bërë në përmirësimin eAb. Doli se bateritë e plumbit mund të aplikohen në Ees. Megjithatë, kostoja e elementeve të tilla është e lartë. Llojet e reja të baterive bazohen në përdorimin e reaksioneve kimike të materialeve si zinku, squfuri, natriumi, etj, ekzistuese në sasi të mjaftueshme dhe janë relativisht të lira. Testet e baterive të klorit-zink që veprojnë në temperatura të ulëtaah, jepni rezultate inkurajuese. Nga bateritë që kërkojnë temperatura më të larta, është e mundur të përmendet sulfur sulfur dhe litium-squfur. Testet laboratorike të sulfurit të natriumit janë veçanërisht të suksesshëm.

Karakteristikat e premtimit të llojeve të baterive për shtrirjen e majave të ngarkesës janë dhënë në tabelë. 2.3.

Bateritë elektrokimike kanë një efikasitet duke arritur në 65-70%. Pritet që akumuluesit premtues të kenë një jetë të shërbimit prej rreth 20 vjetësh me investime specifike në instalimin prej rreth 150 dollarë / kW dhe intensitetin specifik të energjisë prej 250 kWh / m3.

Disavantazhet e EAB janë një numër i kufizuar i cikleve të ngarkimit dhe shkarkimit (jo më shumë se 500), një kohë të vogël të ruajtjes së energjisë dhe një ndikim negativ mjedisor.

Disqet elektrike të energjisë - drives energjetike në sistemet elektrike

Disqet e Energjisë Elektrike - Disqet e Energjisë në Sistemet Elektrike Të gjitha SHKP-të e diskutuara më sipër, kishin një pajisje kontrolli elektromekanike, e cila shkaktoi të ulëtat e tyre

Magazinimi i energjisë elektromekanike

Për një kohë të gjatë, pajisjet e ruajtjes së energjisë mekanike në bazë të volani nuk e gjetën përdorim të gjerë. Kjo u lehtësua nga performanca shumë e lartë e punës së tyre. Por gjatë dekadave të fundit, për shkak të futjes së teknologjive të reja, situata ka ndryshuar, dhe tani ata po përdoren gjithnjë e më shumë në fusha të ndryshme, duke përfshirë energjinë.

Aktualisht, lloje të ndryshme të disqeve elektrokimike janë ende të përdorura gjerësisht për të grumbulluar energji, të cilat janë të natyrshme në disavantazhet e tyre, ndër të cilat mund të dallohen shkurtësia. Prandaj, është shumë e rëndësishme për të gjetur një alternativë për disqet e tilla që do të plotësonin disa kërkesa janë qëndrueshmëri, besueshmëri, dimensione.

Njëri prej tyre mund të bëhet një pajisje ruajtëse mekanike e bazuar në volan, e kombinuar me një makinë elektrike që vepron dhe si një motor, dhe si një gjenerator (makinë elektromekanike).

Pajisja elektromekanike e energjisë vycon

Një pajisje e tillë është e aftë se si të ruajë dhe të ruajë energjinë mekanike, por gjithashtu të konvertojë dhe të japë atë në formën e energjisë elektrike për përdorim të mëtejshëm. Si rregull, energjia kinetike e lëvizjes rrotulluese të volanisë, e cila, kur akuzon pajisjen elektromekanike, është powinding nga burimi energji mekanike. Kur shkarkohet, energjia mekanike e ruajtur konvertohet në një motor elektrik duke përdorur një motor elektrik që vepron në mënyrën e gjeneratorit. Rezulton se pajisja elektromekanike përbëhet nga tre pjesë konstruktive të integruara - volant, motor elektrik dhe gjenerator.

Avantazhi i disqeve elektromekanike konsiston në ekologji dhe qëndrueshmëri të lartë, lehtësinë e mirëmbajtjes dhe fuqinë më të lartë specifike të të gjitha llojeve të baterive të energjisë.

Pajisja mekanike e kombinuar me një makinë elektrike filloi të studiohej që nga fundi i viteve '70 të shekullit të njëzetë. Gjatë kësaj kohe, u shfaqën materiale të rënda dhe të lehta, karakteristikat e magneteve konstante, kushinetat magnetike, elektronika u rritën. Kjo çon në faktin se disqet moderne mekanike kanë shumë intensitet të energjisë dhe aftësinë për të dhënë shpejt energji. Përdorimi i këtyre teknologjive lejon të prezantojë disqet elektromekanike në pajisje të ndryshme.

Karakteristikat krahasuese të efikasitetit të disa llojeve të disqeve.

Avantazhet kryesore të disqeve mekanike që përdorin volinën në dizajnin e tyre mund të alokohen:

• - fuqi të lartë specifike;
• - Dendësia e lartë specifike e energjisë së magazinimit;
• - Mungesa e ndikimit të cikleve të shkarkimit të ngarkesës për jetën e shërbimit, jetë e gjatë e volanit;
• - Nuk kërkohet asnjë shërbim periodik;
• - shkallëzueshmëria;
• - Ndikimi i ulët i mjedisit.

Tabela tregon vlerat e përmbajtjes specifike të energjisë të disa pajisjeve moderne të ruajtjes së energjisë:

Përmbajtja specifike e energjisë, ora totale / kg

Bateri metalike-hidride nikel

Flywheels çeliku hedhur

Capelastics supermarkete, shirita çeliku

Siç mund të shihet nga tryeza, duke aplikuar teknologjitë moderne, ndër të cilat janë materiale të qëndrueshme dhe të lehta, kushineta magnetike, mund të arrihen vlera serioze të energjisë specifike që përmbajnë në disqet mekanike.

Aktualisht, tashmë ekzistojnë përdorime komerciale të disqeve të energjisë mekanike në teknologjitë hapësinore, në mjetet motorike, në burime të paparashikueshme të energjisë (UPS), transportit, në sisteme për përmirësimin e cilësisë së rrjetit elektrik, në sistemet autonome të furnizimit me energji elektrike.

Për automjetet, zhvillohen disqet mekanike për të optimizuar termocentralin dhe shërimin e energjisë. Nevoja për këtë ka qenë prej kohësh e gjatë, por ishte kryesisht e kufizuar. Nga njëra anë, kjo ishte e kufizuar në investimet e mëdha kapitale, dhe nga ana tjetër, niveli i pamjaftueshëm teknologjik i zhvillimit të disqeve mjedisore miqësore dhe mjaft të ngjeshura dhe të energjisë.

Drive elektromekanik i projektuar për përdorim në Formula 1

Me interes të veçantë është përdorimi i disqeve elektromekanike për sistemet autonome të furnizimit me energji elektrike. Dihet se tipar i përbashkët Burimet e ripërtëritshme të energjisë, të tilla si energjia e erës dhe diellit, është paqëndrueshmëria e tyre në madhësi dhe në kohë. Pra, rrjedha e erës karakterizohet nga paqëndrueshmëria në drejtim dhe shpejtësi, e cila mund të udhëheqë, për shembull, për luhatjet afatshkurtra në parametrat e tanishëm elektrik. E njëjta gjë vërehet në energjinë diellore, e cila është e lidhur me ndryshimet në ditë e natë, si dhe ndikimin e kushteve të motit.

Prandaj, ka kuptim për të grumbulluar energji gjatë periudhës së saj të prodhimit, dhe pastaj të përdorin për të ushqyer vazhdimisht atë kur gjenerata nuk është kryer. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për sistemet autonome të furnizimit me energji elektrike që na lejojnë të sigurojmë konsumatorët me goditje elektrike ku është e vështirë. në metodën konvencionale Përmes një rrjeti të përbashkët elektrik.

Parimi i veprimit të një skeme të tillë është e ardhshme. Energjia elektrike e tepruar është furnizuar me motor elektrik që rrotullon volinën në të cilën është ruajtur energjia. Pasi konsumatori të rivendosë aftësinë për të shkatërruar energjinë elektrike që rezulton, gjeneratori konverton energjinë e rrotullimit në energji elektrike. Nëse marrim parasysh se motorët dhe gjeneruesit modern elektrikë kanë efikasitet të lartë dhe humbje kur përdoren teknologjitë moderne Dhe materialet në hartimin e makinës janë minimale, mund të konkludohet se përdorimi i një makinë elektrodinamike në pako prodhuesi i konsumatorit në sistemet e energjisë autonome është një zgjidhje premtuese.

Shifra e mëposhtme tregon një skemë të një sistemi autonom të furnizimit me energji elektrike, të zhvilluar nga Enercon (Gjermani), në të cilin një gjenerator dizel gjenerator me naftë, një bateri dhe një pajisje mekanike për ruajtjen e energjisë janë instaluar si lidhje të ndërmjetme.

Sistemi i sistemit të energjisë autonome për Enercon

Për të përmirësuar parametrin e tanishëm elektrik, një sistem i bazuar në kompensatorin sinkronik statik (DSTATCOM) të kombinuara me një makinë elektromekanike mund të shërbejë si një kompensues sinkronik statik i shpërndarjes. Sistemi ju lejon të zbudhni luhatjet në tension dhe energji nga sisteme të ndryshme gjeneruese të energjisë, duke përfshirë edhe instalimet e erës.

Siç tregohet në figurë, përdorimi i një pajisjeje të tillë në sistem ju lejon të përmirësoni parametrat e rrymës elektrike.

Shifra e mëposhtme tregon makinën industriale Mekanike Powerbridge 1100 kW / 4.6 kW të Piller, i cili shërben si një lidhje e ndërmjetme kur kalon një konsumator të lartë të energjisë nga furnizimi me energji elektrike në gjeneratorin e naftës. Masa e saj është 6000 kg, shpejtësia e rrotullimit prej 1800-3600 rpm.

Mekanike Drive Powerbridge

Shifra e mëposhtme tregon një makinë mekanike 300 W që mund të veprojë me shpejtësi deri në 4000000 / min. Përdor kushineta magnetike në superpërcjellës, gjë që kërkon një sistem ftohës.

Makinë mekanike në mbajtjen magnetike

Sipas studimeve të kryera në laboratorin e livemorit, disqet moderne të energjisë elektromekanike kanë një avantazh të rëndësishëm mbi llojet e tjera të sistemeve të akumulimit në efikasitetin e rimëkëmbjes së energjisë (KWh për shkarkimin në lidhje me akuzën). Efikasiteti në to tejkalon 95%, gjë që është dukshëm më e mirë se çdo bateri acid i plumbit. Sasia specifike e energjisë së ruajtur mund të arrijë 5-10 kW, e cila është disa dhjetëra herë më e lartë se ajo e baterive elektrokimike.

Duke pasur një fuqi të lartë specifike, disqet mekanike janë në gjendje të transmetojnë shpejt dhe të ruajnë energjinë, e cila kontribuon në zbatimin e tyre të mëtejshëm.

Energjia e Rinovueshme - Energjia e Rinovueshme - Autoriteti elektromekanik

Energjia e rinovueshme është një burim informacioni për energjinë e rinovueshme. Janë marrë parasysh perspektivat dhe efektivitetin e përdorimit të teknologjive të ndryshme në fushën e marrjes, transformimit dhe përdorimit të energjisë.

Në dhjetor 2017, ekipi i NTC FGC UES SH.A mori pjesë në aksionet e eko-maratonës "Qira një letër mbeturina - për të shpëtuar një pemë" në kuadër të projektit "Ruajtja e Burimeve 2017".

NTC FGC UES Përfunduar me sukses punën në hartimin e Avtr Cl 20 Kvcentral - RP-9PO-Titulli: "Ndërtimi i një kabllo të kabllit të lartë të superconducting (HTSC) kabllor DC me një tension prej 20 kneventral-ps rp-9". Në Rezultati i punës së kryer, një përfundim pozitiv i Glavgosexpertization nr. 78-1-1-3-0219-17, datë 20.11.2017.

Më 22 dhjetor, një asamble solemne e ekipit të NTC FGC UES SH.A. u mbajt me rastin e festës profesionale - ditën e energjisë!

Disqet elektrike të energjisë janë elementi më i rëndësishëm Rrjetet e ardhshme aktive adaptive. Pajisjet e ruajtjes së energjisë kryejnë një numër funksionesh:

• shtrirja e tabelave të ngarkesës në rrjet (akumulimi i energjisë elektrike gjatë periudhave të energjisë së tepërt (të lirë) dhe lëshimi i rrjetit gjatë periudhave të deficitit);
• dispozitë në kombinim me pajisjet e fakteve për të rritur kufijtë e stabilitetit;
• sigurimi i objekteve ushqyese ushqyese të pandërprerë, termocentralet e veta të nevojave dhe nënstacionet;
• lëvizjet e pushtetit Damping, stabilizimin e burimeve të decentralizuara të pakicave të energjisë elektrike.

Përbërja e shërbimeve të SH.A. "NTC FGC ue" në futjen e drives me kapacitet të lartë të energjisë elektrike:

• arsyetimi ekonomik
• rekomandime për zgjedhjen e vendeve të instalimit
• dizajni i disqeve hibride
• rekomandime për strukturën e magazinimit
• zbatimi i sistemeve të menaxhimit të magazinimit

Informacioni i referencës

Disqet e energjisë ndahen në elektrostatike, të cilat përfshijnë bateritë e intensitetit të lartë të energjisë (ABBE), pajisjet e ruajtjes së energjisë bazuar në kondensatorët molekularë, pajisjet e ruajtjes së energjisë bazuar në superpërcjellësit me temperaturë të ulët.

Të gjitha llojet e disqeve elektrostatike janë të lidhura me një rrjet nëpërmjet pajisjeve të elektronikës të energjisë - konvertuesit aktualë ose të tensionit.

Disqet molekulare kalojnë fazën e krijimit dhe testimit të prototipeve. Një ruajtje e energjisë induktive reflektuese (shpinë) është një nga përdorimet e superpërcjelljes. Përdorim praktik Aktualisht gjeti spines mobile me intensitet relativisht të vogël të energjisë (deri në 106 J.), përdorimi i gjerë i spin është i mundur pas zhvillimit dhe krijimit të spines në bazë të superpërcjellësve të temperaturës së lartë. Spin mund të gjejë përdorim në energji elektrike si një nga mjete efektive Rritja e besueshmërisë së produktit dhe stabilitetit të sistemeve të energjisë elektrike. Kjo dallon vetitë e tilla të disqeve induktive të tilla si shpejtësia, efikasiteti i lartë, mundësia e automatizimit të plotë të inputeve dhe prodhimit të energjisë, intensiteti i madh i energjisë, rregullimi i fuqisë aktive dhe reaktive. Pritet që deri në 2016-2020. Do të krijohen sisteme të lira të ruajtjes së energjisë me intensitet të mjaftueshëm të energjisë.

Aktualisht nuk ka kufizime praktike për krijimin e njësive të llojit të parë të fuqisë deri në 300-400 MW dhe llojin e dytë të fuqisë 800-1600 MW. Lloji i parë i agregateve ka një gamë më të madhe të ndryshimit të shpejtësisë dhe aftësi më të madhe të përdorimit energji kinetike Makinat e rradhës, lloji i dytë është në gjendje të veprojë në gamën e kontrollit të shpejtësisë prej 50% të sinkronizmit, ka një fuqi më të vogël të pajisjes së konverterit sesa në rastin e parë (në rastin e parë, fuqia e konvertuesit është e barabartë me fuqinë Nga makinat, në të dytin - është proporcional me thellësinë e kontrollit), ka një kosto më të vogël dhe mund të përfundojë për një fuqi më të madhe. Në Rusi, një projekt sketching i një makinë fluturuese u zhvillua në bazë të një kapacitet vertikal vertikal të asinkrizuara prej 200 MW.

Magazinimi i energjisë elektrike

Bateritë e Energjisë Përmbledhje (bateri)

Në prodhimin e energjisë elektrike, komponentët e nevojshëm në zinxhir janë ruajtja e energjisë dhe një gjenerator elektrik. Për metodat tradicionale për gjenerimin e energjisë elektrike, pajisja e energjisë është e vendosur në frontin e gjeneratorit elektrik. Për shembull, uji i ruajtur në një rezervuar hidroelektrik të termocentralit ka energji gravitacionale dhe mund të konsumohet sipas nevojës për të rrotulluar turbinat e gjeneratorëve elektrikë. Në termocentralin termik, energjia është në fillim në formën e qymyrit, naftës ose gazit, të cilat përdoren gjithashtu në përputhje me nevojat. Në termocentralet bërthamore, roli i drive kryen karburant bërthamor. Termocentralet e mësipërme mund të veprojnë në mënyrë konstante të energjisë, duke ndryshuar atë vetëm kur konsumi i energjisë është ndryshuar. Në prodhimin e energjisë elektrike duke përdorur të ashtuquajturat burime alternative (Për shembull, era, Dielli) lind problemin e mungesës së fuqisë së tyre, e cila mungon në prodhimin e energjisë në mënyra tradicionale. Prandaj, është e nevojshme për energjinë e burimit të parë të aksioneve në akumulimin e energjisë, dhe pastaj të shpenzojë energjinë e makinës, duke e transformuar atë, për shembull, në energjinë elektrike në sasinë e kërkuar. Në këtë rast, pajisja do të luajë rolin e një pajisjeje të zbutjes, zbutjen e luhatjeve të fuqisë burimore. Kostoja e makinës luan një rol të rëndësishëm në çmimin e energjisë elektrike të prodhuar.

Përveç sa më sipër, pajisjet e ruajtjes së energjisë mund të aplikohen edhe për qëllime të tjera, për shembull, për të gjeneruar fusha magnetike të forta dhe të shkëlqyera.

Marrëdhënia midis njësive të matjes së energjisë

1 kw · një orë \u003d 1000 w · 3600 c \u003d 3600000 j \u003d 3.6 mj

Shembuj të ruajtjes së energjisë

1. Magazinimi i kondensatorit

Kur kapaciteti i kondensatorit 1 f dhe tension 250 v, energjia e ruajtur do të jetë: e \u003d cu 2/2 \u003d 1 ∙ 250 2/2 \u003d 31.25 KJ

8.69 W · · Një orë. Nëse përdorni kapacitore elektrolitike, atëherë masa e tyre mund të jetë 120 kg. Energji specifike Drive në të njëjtën kohë 0.26 KJ / kg. Gjatë operacionit, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë prej jo më shumë se 9 vat brenda një ore. Jeta e shërbimit të kondensatorëve elektrolitikë mund të arrijë në 20 vjet. Ionistors në dendësinë e energjisë më të varfër po i afrohen baterive kimike. Avantazhet: Energjia e akumuluar mund të përdoret për një periudhë të shkurtër kohore.

2. Disqet gravitacionale

Lloj COPP. Fillimisht, ne ngremë trupin që peshon 2000 kg në një lartësi prej 5 m. Pastaj trupi bie nën veprimin e gravitetit, duke rrotulluar gjeneratorin elektrik. E \u003d mgh.

2000 ∙ 10 ∙ 5 \u003d 100 kj

27.8 W · një orë. Energji specifike 0.05 KJ / kg. Kur punoni, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë prej jo më shumë se 28 W brenda një ore. Jeta e shërbimit të makinës mund të jetë 20 ose më shumë. Avantazhet: Energjia e akumuluar mund të përdoret për një periudhë të shkurtër kohore.

Hidraulike. Fillimisht, patch 10 ton ujë nga tank nëntokësor (mirë) në enën e rezervuarit. Pastaj uji nga kapaciteti nën veprimin e gravitetit rrjedh përsëri në tank që rrotullohet një turbinë me një gjenerator elektrik. Lehtësisht të sigurojë dallimin e lartësive prej 10 m. Pastaj e \u003d mgh

10,000 ∙ 10 ∙ 10 \u003d 1 mj \u003d 0.278 kW @ një orë. Energji specifike 0.1 kJ / kg. Gjatë operacionit, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë për një orë jo më shumë se 280 W. Jeta e shërbimit të makinës mund të jetë 20 ose më shumë. Avantazhet: Kur përdorni një turbinë me erë, ky i fundit mund të përzënë drejtpërdrejt lëvizjen e pompës së ujit, uji nga kulla mund të përdoret për nevoja të tjera.

Energjia, e rezervuar në volan, mund të gjenden nga formula E \u003d 0.5 J W 2, ku J është momenti i inercisë së trupit të rradhës.

Për rreze r të cilindrit dhe lartësinë h:

J \u003d 0.5 p r r 4 h

ku r është densiteti i materialit nga i cili është bërë cilindri.

Kufizoni shpejtësinë lineare në periferi të flywheel v max (arrin në rreth 200 m / s për çelik).

Pastaj e max \u003d 0.5 j w 2 max \u003d 0.25 p r r 2 h v 2 max \u003d 0.25 m v 2 max

Energjia specifike do të jetë: e max / m \u003d 0.25 v 2 max

Për një volant cilindrik të çelikut, energjia maksimale specifike është përafërsisht 10 KJ / kg. Për një volant që peshon 100 kg (r \u003d 0.2 m, h \u003d 0.1 m) energjia maksimale e akumuluar mund të jetë 0.25 ∙ 3.14 ∙ 8000 ∙ 0.2 2 ∙ 0.1 ∙ 200 2

0.278 kW @ një orë. Gjatë operacionit, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë për një orë jo më shumë se 280 W. Jeta e shërbimit të volanës mund të jetë 20 ose më shumë. Avantazhet: Energjia e akumuluar mund të përdoret për një periudhë të shkurtër kohore, karakteristikat mund të përmirësohen ndjeshëm.

4. Bateria e rechargeable kimike

Bateria e rechargeable e plumbit me një kapacitet prej 190 · orë me një tension të prodhimit prej 12 v në 50% shkarkim mund të prodhojë një rrymë prej 10 dhe rreth 9 orë. Energjisë rezervë është 12 ∙ 10 ∙ 9 \u003d 1.08 kW @ një orë

3.9 MJ për cikël. Kur bateria është një masë prej 70 kg, energjia specifike do të jetë 56 KJ / kg. Gjatë operacionit, bateria mund të sigurojë një ngarkesë për një orë jo më shumë se 1080 W. Jeta e baterisë është 3. 5 vite. Avantazhet: Nga bateria ju mund të merrni direkt energji elektrike, rryma e prodhimit mund të arrijë madhësinë e rendit të një mijë amp, tensionit të prodhimit 12 V korrespondon me standardin e automobilave, ka shumë pajisje që rrjedhin direkt nga konstanta 12-b Burimi i tensionit, ka konvertues 12/220 në fuqi të ndryshme.

5. Magazinimi pneumatik

Në tankin e çelikut me një kapacitet prej 1 m 3, ajri nën presion 50 atmosfera. Për të përballuar presion të tillë, muret e rezervuarit duhet të kenë një trashësi prej rreth 5 mm. Ajri i ngjeshur përdoret për të kryer punë. Me një proces izotermal, punoni një të kryer nga gazi ideal kur zgjerohet në atmosferë përcaktohet nga formula:

ku m është masa masive, m është pesha molare e gazit, r është një konstante e gazit universal, t është një temperaturë absolute, v 1 - vëllimi fillestar i gazit, v 2 është volumi përfundimtar i gazit. Duke marrë parasysh ekuacionin e shtetit për gazin ideal (p 1 v 1 \u003d p 2 v 2) për këtë zbatim të makinës v 2 / v 1 \u003d 50, r \u003d 8.31 j / (mol · breshër), t \u003d 293 0 k, m / m

2232, operacion me gaz në zgjerimin 2232 ∙ 8.31 ∙ 293 ∙ ln 50

5.56 kW @ një orë për cikël. Masa e makinës është përafërsisht e barabartë me 250 kg. Energjia specifike do të jetë 80 KJ / kg. Gjatë operacionit, pajisja pneumatike mund të sigurojë një ngarkesë prej jo më shumë se 5.5 kW brenda një ore. Jeta e shërbimit të makinës pneumatike mund të jetë 20 ose më shumë. Avantazhet: Rezervuari i magazinimit mund të vendoset nëntokë, cilindrat standarde të gazit mund të përdoren si një tank në sasinë e kërkuar me pajisje të përshtatshme, kur përdorin një turbinë me erë, ky i fundit mund të aktivizojë drejtpërdrejt pompën e kompresorëve, ka mjaft nje numer i madh i Pajisjet direkt duke përdorur energjinë ajrore të ngjeshur.

Më poshtë është një tabelë me parametrat e ruajtjes së energjisë që konsiderohet.

në ngarkesën 100 W, minuta

tension 250 v, peshë 120 kg

100 kg, diametër 0.4 m,

12V tension output,

pesha e baterisë 70 kg

1 m 3 peshon 250 kg me kompresuar

ajri nën presion 50

Përveç atyre që konsiderohen, ka pajisje të tjera të ruajtjes së energjisë, për shembull, induksion, pranverë, termike.

1. Bukharov a.i. et al. Akumulatorët dhe ngarkesa e baterisë do të thotë: referencë / A. I. Bukharov, I. A. Emelyanov, V. P. Sudakov. - M.: ENERGOATOMZDAT, 1988. - 288 c.: Il.
2. Gjeneratori i fuqishëm aktual i pulsit (makinë energjetike kapacitive)
3. Gulia N. V. Në kërkim të një "kapsule të energjisë": lith-ra / artist shkencor dhe artistik A. Fieridel. - M.: Fëmijët. lit., 1984. - 143 s., Il.
4. Baskets N. Disqe të larta të energjisë. - Mekanikë popullore, 2008, № 12.
5. Kunin V.n., Holandeze V. V., Sergeeva M.V. Scraw inerciale për të marrë impulse elektrike me energji të lartë. - Instrumentet dhe pajisjet e eksperimentit, 1981, nr. 3.
6. Disqet e energjisë: Studime. Ndihma për Universitetet / D. A. Booth, B. L. Alievsky, S. R. Mizurin, P. V. Vasyukhevich; Ed. D. A. Bout. - M.: ENERGOATOMZDAT, 1991. - 400 c.: Il.
7. Marrja e fushave të mrekullueshme magnetike të pulsuara në vëllime mikroskopike

220V 50 Hz 100 W

• Konvertuesi i tensionit \u003d 12 /

• Bateri (LAT. Akumulatori është një koleksionist) - një pajisje për akumulimin e energjisë në mënyrë që të përdoren pas.
• Turbinë me erë - Konvertuesi i energjisë në ajër në energjinë mekanike të lëvizjes.
• Gjenerator elektrik (gjenerator elektrik) - Konvertuesi i burimit të energjisë jo-elektrike në energji elektrike.

Dhe ruajtjen e energjisë elektrike

Burime elektrike.Dihet se burimet e energjisë elektrike konvertojnë energjinë e çdo lloji në elektrike. Në varësi të llojit të energjisë së konvertueshme dhe parimit të transformimit, elektromekanike, magnetohydrodinam, gjeneratorë termoelektrik, termoelektrik, elektrokimik dhe gjeneratorë të tjerë, dhe gjeneratorë të tjerë, prej të cilave janë marrë elektromekanike dhe deri diku gjeneratorë elektrokimik.

Një elektromekanik ose elektrometër, gjeneratori është një makinë elektrike, veprimi i të cilit bazohet në fenomenin e induksionit elektromagnetik dhe që është menduar për konvertimin e energjisë mekanike në procesin e rrotullimit relativ të pjesëve të saj. Për pajisjen e gjeneratorëve, mund të përdoren motorë të ndryshëm mekanikë, por motorët me djegie të brendshme të përfshira në agregatet janë gjeneratorët më të zakonshëm të naftës (DG), turbinat në formën e turbogeneratorëve dhe në anijet e makinave të vjetra të ndërtesës - PARODINAMO ).

Gjeneruesit e naftës, turbogeneratorët dhe parodinamo janë agregate në një kornizë të përbashkët të themelimit të përbërë nga një motor mekanik i makinës (motor nafte, turbinë, motor me avull) dhe një gjenerator. Gjeneruesit janë të lidhur me motorët me naftë dhe makinat me avull zakonisht direkt, dhe me turbinat - përmes shpejtësisë.

Motorët me djegie të brendshme (motorët me naftë) si motorët e makinës gjeneruese kanë karakteristika të rëndësishme që u japin atyre të përhapura: autonominë e punës dhe efikasitet të lartë të lartë. Disavantazhi i motorëve me naftë janë motor të kufizuar dhe zhurmë të lartë kur punojnë.

Makinat me avull u përdorën gjerësisht në avullore, domethënë në anije me termocentralet me avull, kaldaja me avull, ku ka pasur një numër të mjaftueshëm të avullit. Disavantazhi i makinave me avull është varësia e tyre nga burimet e tjera të energjisë - kaldaja me avull.

Turbinat me avull gjithashtu marrin energji nga kaldaja me avull. Karakteristika dalluese Turbinat janë një shpejtësi e lartë e rrotullimit, dimensioneve të vogla të përgjithshme dhe peshë, jetë të gjatë shërbimi. Turbinat me avull në anijet e flotës së lumit nuk kanë gjetur ende aplikacione.

Turbinat me gaz janë motorë shumë premtues për të përzënë gjeneratorë, pasi ato kanë përfitimet e turbinave me avull (dimensionet e vogla të përgjithshme dhe pesha, jeta e gjatë e shërbimit) dhe motorët me naftë (autonomia e punës). Përzgjedhja e motorëve të makinës për gjeneratorë SE është zakonisht në përputhje me llojin e instalimit të energjisë së anijes. Kështu, gjeneratorët e naftës zakonisht instalohen në lartësi, parodinamo ose turbogeneratorët me avull, etj.

Gjeneruesit e verës, që janë, gjeneruesit të shtyrë nga boshtet e vozitjes, në disa raste, kanë avantazhe të rëndësishme: Gjatë udhëtimit të plotë të anijes, nevoja për të punuar burime të tjera të energjisë është eliminuar, domethënë, burimet e tyre motorike mbahen; Konsumi i karburantit për njësi të energjisë së gjeneruar në instalimet e vullnetorlel është më i ulët se ai i naftës ose turbogeneratorëve. Kjo shpjegon faktin se motorët kryesorë si motorët më të fuqishëm, më ekonomik të naftës dhe turbogeneratorëve.

Megjithatë, boshllëqet karakterizohen nga varësia e frekuencës së rotacionit të gjeneratorit nga frekuenca e rrotullimit të boshtit të rrymës. Natyrisht, ndryshimi i frekuencës së rrotullimit të gjeneratorit çon në një ndryshim në parametrat e energjisë elektrike të prodhuar prej tyre, të cilat zakonisht ndikojnë negativisht në funksionimin e shumë marrësve. Prandaj, është e nevojshme të kufizohet vargu i frekuencave rrotulluese sipas të cilave përdorimi i boshllëqeve është i mundur ose aplikoni masa për të stabilizuar parametrat e energjisë elektrike dhe ndani marrësit në varësi të kërkesave të tyre për stabilitetin e parametrave të saj. Në çdo rast, kjo shkakton komplikimin e kinematikës së boshllëqeve (VSU) dhe skemave të centralit të anijeve. Prandaj, përdorimi i boshllëqeve kërkon një studim fizibiliteti. Në anijet e flotës së lumit, së bashku me gjeneratorët e drejtpërdrejtë të tanishëm, përdoren alternatorë sinkronikë trefazorë të ndryshores, aktuale.

Për të transportuar gjeneratorë, si në përgjithësi, të gjithë pajisjet elektrike të anijes vendosen nga kërkesat në rritje të shkaktuara nga kushtet e punës së kësaj pajisjeje:

- Me qëllim të izolimit të mbështjelljeve të makinave dhe pajisjeve të tjera përgjegjëse, materialet e izolimit duhet të zbatohen jo më të ulëta se klasa e;

- Gjeneruesit duhet (pas ngrohjes në temperaturën e themeluar që korrespondon me mënyrën nominale të operimit) për të përballuar 50% mbingarkesë aktuale për 15 ° C në rrymë konstante dhe 120 s me një ndryshore;

- Rotorët e gjeneratorëve duhet të përballojnë mbi 2 minuta pa dëmtime dhe deformime të mbetura, frekuenca e rotacionit është 120% nominale etj.

Gjeneruesit DC, siç është vërejtur tashmë, përdoren në anije të vogla në SES relativisht të vogël. Gjeneruesit më të zakonshëm të DC përdoren kur ata punojnë së bashku me bateritë, të cilat nga ana e tyre përdoren dhe për fillimin e nisjes së motorëve kryesorë.

Në këtë rast, gjeneratorët zakonisht përdoren me lloje paralele të ngacmimit të G dhe HSC me një kapacitet prej 1.2 kW, një tension prej 27 v, të cilat janë varur në motorët kryesorë dhe janë të shtyrë nga ata.

Në stacionet e energjisë elektrike me tension 115 dhe 230 v, vendosur gjeneratorë të naftës ose parodinamo me gjeneratorët DC të PN, PN, P2 me ngacmim të përzier.

Regjistri i lumit vendos kërkesat e mëposhtme për gjeneratorët e drejtpërdrejtë të tanishëm me një ngacmim të përzier: një tension të gjeneratorit të nxehtë, të rregulluar në një ngarkesë prej 20% në vlerën nominale (me një gabim ± 1%), në rastin e ngarkesës 100% nuk \u200b\u200bduhet të ndryshohen më shumë se 1, 5% për gjeneratorët me kapacitet prej 50 kW dhe më shumë, 2.5% për gjeneratorët me kapacitet prej më pak se 50 kW.

Me një ndryshim në ngarkesën e gjeneratorit me një ngacmim të përzier brenda 20-100% të ngarkesës nominale, ndryshimi i tensionit në rezultatet e tij nuk duhet të kalojë ± 3% në një fuqi prej 50 kW dhe më lart, ± 4% me një kapacitet e mbi 15 kW (por më pak se 50 kW), ± 5% me fuqi prej 15 kW dhe më pak.

Burimet kryesore të rrymës alternative në termocentralet e anijes janë gjeneratorë sinkronikë trefazorë. Në gjykatat e flotës së lumit, gjeneratorëve të prodhimit vendas dhe të huaj, duke pasur sisteme të ndryshme të ngacmimit. Në anijet e çështjeve të mëparshme, u operuan gjeneratorë sinkronikë me ngacmim të pavarur, të cilat më pas u zëvendësuan nga gjeneruesit me vetë-ngacmim dhe kompleksim të amplitudës, si dhe gjeneratorë me një sistem të ngacmimit të tiristorëve.

Gjeneruesit sinkron të pavarur të ngacmimit (lloji i brendshëm MS, A13 i huaj) kanë një makinë DC në një bosht - patogjenin nga e cila përdoren dredha-in e ngacmimit të gjeneratorit sinkron, zakonisht të referuara induktor.

Gjeneratorë sinkron me vetë-ngacmim (llojet e brendshme të MCC, ISS, GSS, ESS, OS, DESSAU e huaj) nuk kanë agjentë shkaktarë. Furnizimi me energji elektrike të dredha-dredha induktor në këtë rast kryhet nga konkluzionet e stafit gjenerues përmes një pajisjeje të veçantë që kryen konvertimin e energjisë dhe AFC.

Gjeneratorë sinkron me vetë-ngacmim dhe transducers thyristor gjithashtu nuk kanë agjentë shkaktarë. Rrëshqitja e induktorit në këtë rast është gjithashtu e mundësuar nga konkluzionet e mbështjelljeve të statorit, por diodat gjysmëpërçuese përdoren për të kthyer energjinë që do të nxisin, të cilat kontrollohen nga njësia e kontrollit.

Konvertuesit e energjisë elektrike. Në gjykatat shpesh instalohen marrës, duke kërkuar energji elektrike për të punuar me parametra të ndryshëm nga ato me të cilat prodhojnë burimet e saj. Për shembull, një gjeneratorë trefazorë 400 v tension janë instaluar në një anije si burime, dhe për marrësin - ndriçim elektrik - voltazhi 220 v kërkohet në anije të vogla.. Në këto raste, konvertuesit përkatës janë të nevojshëm për të furnizuar këto marrës . Mënyra më e lehtë për të kryer konvertuesit e tillë në formën e një njësie me dy bosht, ku një makinë - motori - duhet të llogaritet mbi energjinë elektrike me parametrat burimorë dhe tjetri - gjeneratori duhet të gjenerojë energji elektrike me parametrat që janë të nevojshëm për funksionimin e këtyre marrësve.

Megjithatë, transducers rrotulluese kanë një numër të disavantazheve që janë të natyrshme në të gjitha makinat e rradhës, për shembull, prania e kontakteve rrëshqitëse, kushineta, prandaj shpesh është e këshillueshme që të përdoren konvertuesit statikë në të cilët nuk ka pjesë që lëvizin një të afërm me tjetrin.

Në termocentralet e anijes për transformimin e energjisë elektrike, transformatorët, rectifiers dhe inverters janë përdorur zakonisht. Konvertuesit e tjerë, të tillë si konvertuesit e frekuencave, shpesh përdoren për disqet elektrike individuale.

Transformatorët përdoren për të kthyer energji elektrike të prodhuar duke ndryshuar burimet e tanishme duke ndryshuar tensionin duke ruajtur frekuencën, formën e kurbës dhe numrin e fazës. Në kushtet e transportit, transformatorët zakonisht përdoren për të pushtuar ndriçimin dhe pajisjet shtëpiake, ndërsa natyrisht këto rrjete janë të ndara elektrike nga rrjetet e energjisë, gjë që rrit besueshmërinë e sistemit të energjisë elektrike të anijes dhe lehtëson mirëmbajtjen e saj.

Në anijet e flotës së lumit ekzistojnë transformatorë tre dhe me një fazë. Transformatorët trefazorë përdoren për të ushqyer ato rrjete të ndriçimit normal elektrik dhe pajisjeve shtëpiake (frigoriferë, lavatriçe, pranga, etj.), dhe një fazë - për të pushtuar rrjetet e ndriçimit portativ dhe mjet portativ.

Sipas rregullave të regjistrit të lumit rus (një kërkesë e ngjashme, ekziston edhe një regjistër detar rus i transportit) transformatorët duhet të kenë ftohje të ajrit. Instalimi i transformatorëve të ftohur nga nafta lejohet në anijet e rafteve dhe anijet jo-vetëlëvizëse të flotës teknike.

Rectifiers kanë për qëllim të konvertojë energjinë elektrike të rrymës alternative në energjinë elektrike të DC. Nevoja për një transformim të tillë përcaktohet nga prania e baterive dhe marrësve të tjerë të energjisë elektrike DC në anije.

Në disa raste, për shembull, një gjenerator DC mund të vendoset si një ndryshim, ndërsa gjeneratori i naftës është një rrymë alternative. Pastaj për të furnizuar marrësin DC nga gjeneratori i naftës, kërkohet instalimi i ndreqës.

Invertorët konvertojnë energjinë elektrike të DC në energjinë elektrike të AC. Nevoja për një transformim të tillë përcaktohet nga prania e një stacioni të energjisë DC në anije dhe një numër i vogël i teknikave të ulëta të fuqisë së ulët: frigoriferë, televizorë, makina larëse etj.

Disqet e energjisë elektrike. Në anijet e vogla, në të cilat burimi i energjisë elektrike është vetëm një gjenerator i varur në motorin kryesor dhe prodhimin e energjisë elektrike vetëm gjatë operimit të motorit kryesor, për të furnizuar energjinë e të gjithë marrësve gjatë parkimit të tij, instalimin e çdo automjeti eshte e nevojshme. Ky makinë gjatë funksionimit të gjeneratorit punon si marrës dhe grumbullon energji, dhe kur luhet parkimi i gjeneratorit, ajo shkon në mënyrën e burimit dhe jep energji në rrjetin e anijeve.

Një makinë e tillë përdoret gjithashtu si një burim emergjent i energjisë elektrike që ushqen numrin e kërkuar të marrësve në dështimin e burimeve kryesore të energjisë elektrike.

Zhvillimet janë duke u zhvilluar për të përdorur pajisjet e ruajtjes së energjisë në mënyrë që të rritet efikasiteti i instalimit të energjisë elektrike të anijes. Nëse më herët, për shembull, energjia potenciale e ngarkesës së ulur u shpërnda në mjedis, atëherë mund të përdoret me instalimin e makinës.

Llojet e ndryshme të drives energjetike janë të njohura: energjia inerciale, akumuluese në formën e energjisë kinetike të masave rrotulluese, kimike, superconducting etj. Disqet e magazinimit të energjisë kimike të njohura si akumulatorë të energjisë elektrike janë më të zakonshme në anijet. Përveç kësaj, përdoren disqet inerciale në formën e flywheels në boshtet e gjeneratorëve elektrikë.

Dhe ruajtjen e energjisë elektrike

Dhe energji elektrike nxisin burimet e energjisë elektrike. Dihet se burimet e energjisë elektrike konvertojnë energjinë e çdo lloji në elektrike. Varësisht nga lloji

Magazinimi i energjisë është një pajisje me të cilën shumica e njerëzve po përballen vazhdimisht në jetën e përditshme. Me gjithë shenjën e një baterie të telefonisë celulare, një makinë, bateri me gisht që nuk sigurojnë një ri-ngarkim. Megjithatë, koncepti i akumulimit të energjisë është shumë më i gjerë nga përfaqësimet e individit mesatar. Ka shumë teori, projekte futuristike dhe sondazhe. Por është interesante të shihet se çfarë mund të grumbullojë energji dhe është përdorur tashmë në fusha të ndryshme të aktivitetit njerëzor.

Energji potenciale

Drive më jo të dukshme grumbullon potencialin e ngritur nga lartësia e trupit. Kjo pajisje është e njohur për shumë njerëz. Clock-cladders me pesha masive përdoren nga potencial fizik. Deri më tani, një nga peshat ulet, mekanizmi punon. Për të grumbulluar energji, ju duhet të filloni orën - lëvizni ngarkesat në një mënyrë të caktuar. Bateritë e tjera të mundshme nuk janë aq të dukshme.

Hidroelektrik

Stacioni hidroelektrik është kapaciteti më i madh i ruajtjes së energjisë të një lloji potencial. Punon si vijon:

• pjesa kryesore e stacionit hidroelektrik është një digë e madhe. Ajo mbyll territorin e madh, duke krijuar një rezervuar, i cili është i mbushur me një lumë ose burim tjetër uji;
• bazuar në muret e betonit të përforcuar të stacionit ekziston një zgjidhje e madhe inxhinierike për prodhimin e energjisë elektrike. Falling S. lartësi e madhe Uji konverton energjinë e mundshme në kinetike;
• kur ekspozohen ndaj rrjedhjes së ujit në tehun e turbinës, kinetika konvertohet në energji elektrike.

Lloji klasik i stacionit hidroelektrik, ose më mirë, rezervuarët e tyre janë ruajtja e energjisë së mundshme. Ky burim i referohet rinovueshme. Rrjedha e ujit vazhdimisht plotëson liqenin artificial, ndërsa ka metoda të heqjes së lëngjeve gjatë periudhës kur volumi i rezervuarit është në maksimum, dhe nuk ka nevojë për prodhimin e energjisë elektrike.

Pajisjet e ruajtjes së energjisë potenciale të tipit Disa parime të tjera të operimit përdoren në tanket akumuluese të stacionit hidroelektrik. Ky lloj i zgjidhjeve inxhinierike i referohet ndihmësve dhe zbatohet së bashku me një burim tjetër. Shpesh - në termocentralet diellore të ndërtuara në zona me një klimë të butë. Punon si vijon:

• gjatë aktivitetit maksimal diellor, energjia elektrike që prodhon stacioni diellor nuk është i nevojshëm, nevojat e qyteteve dhe subjekteve të energjisë, në përgjithësi, të vogla;
• energjia elektrike po shkon për punën e pompave që pompojnë ujin në një rezervuar artificial të madh;
• në errësirë, nëse keni nevojë të dërgoni një rrjedhje shtesë të energjisë elektrike në sistemin e përgjithshëm, mekanika e stacionit të energjisë hidroelektrike ndizet. Potenciali i ujit të akumuluar përdoret për të punuar turbinat.

Stacionet që përdorin disqet e energjisë së ujit po bëhen gjithnjë e më popullore. Avantazhet e një zgjidhje të tillë përfshijnë aftësinë jo vetëm për të përdorur plotësisht fuqinë e prodhuesit kryesor, por edhe për të siguruar modalitetin e rrumbullakët të energjisë elektrike në një rrjet të përbashkët.

Ka zgjidhje që operojnë me ngarkesë të ngurta. Këto përfshijnë sistemet e ndërtuara në një ide të thjeshtë:

• gjatë funksionimit të qelizave diellore ose gjeneratorëve të erës të tepërt fuqinë e tyre, motorët i dërgohen motorëve, të cilët lëvizin vagonat përgjatë rrugës hekurudhore, përgjatë sipërfaqes së prirur;
• në kohën kur nuk ka diell apo erë, karrocat po lëvizin, gjeneruesit që prodhojnë energji elektrike janë të vendosura në akset e tyre.

Avantazhet e zgjidhjes mekanike janë të bollshme. Këtu janë kërkesa të vogla për fuqinë e motorëve të përdorur për të hequr ngarkesën. Për ujin e pompimit, ka vlera të pakrahasueshme të të dy rrymave dhe presionit.

Disqet e mundshme të energjisë kanë një dinjitet të pamohueshëm: ruajtur mund të ruhen me pothuajse humbje jashtëzakonisht të gjatë. Humbja e ujit në një tank të madh për shkak të avullimit është pothuajse i padukshëm, dhe nëse po flasim për heqjen e ngarkesës, është e lehtë për të rregulluar mekanikisht në pikën e sipërme.

Mungesa e grumbullimit të energjisë potenciale është gjithashtu e qartë. Për të marrë përdorime industriale ose operacion afatgjatë të pajisjes në jetën e përditshme, ju duhet ose të veproni me masa të jashtëzakonshme, për të thënë, për të folur, transportuesi energjetik ose për të garantuar konsumin e ulët të energjisë së konvertuar.

Disqet e energjisë së ngrohjes

Disqet termike janë pajisje të zakonshme. Më të njohur për konsumatorin e zakonshëm është një bojler ngrohje elektrike. Akumulon ngrohjen, e cila pastaj përdoret për nevojat e brendshme, ngrohjen.

Një klasë më pak e qartë është pajisjet e ruajtjes së energjisë termike që kryejnë rolin e stabilizuesve. Kjo perfshin:

• ngrohësit e ujit të ndërtuara në modelin sekondar të transferimit të nxehtësisë;
• kapaciteti i zgjerimit të kolektorëve diellorë që nuk lejojnë mbinxehjen e ftohësit dhe të stabilizojë mënyrën e baterisë;
• akumulatori i nxehtësisë mund të ndërtohet mbi parimin e tranzicionit të fazës. Shkrirja është ndezur në një temperaturë të lartë, ndërsa ftohës lëviz nga një gjendje solide në lëng.

Ka shumë probleme me disqet e energjisë termike. Për shembull:

• energjia duhet të përdoret shpejt. Me kalimin e kohës, përmbajtja e makinës thjesht humb energji duke e dhënë atë në mjedis;
• ndërtuar në fazën e tranzicionit janë komplekse në veprim. Ekziston një ndryshim në vëllim: nëse lëngu është përkthyer në avull, është e nevojshme të merret me presion të madh.

Sistemet e mbrojtjes termike moderne lejojnë një kohë të gjatë për të ruajtur karakteristikat e makinës termike. Por luan rolin e bilancit të kostos së mbrojtjes dhe përdorimit të synuar të energjisë. Prandaj, disqet e nxehtësisë janë ideale si kompensues. Në të njëjtën kohë, efektiviteti i tyre si një burim i fuqishëm i energjisë me kthime të qëndrueshme është shumë i diskutueshëm.

Bateritë e Energjisë së Gazit të Kompresuar

Mjetet pneumatike, gjeneratorë të tubave të gazit, pantallona të vogla - këtu është një listë e shkurtër e pajisjeve që përdorin energjinë e gazit të ngjeshur. Pajisja e makinës është e njohur për pothuajse të gjithë. Kjo është një shishe e besueshme, e qëndrueshme e çelikut, në të cilën gazi është injektuar nën presion të madh.

Niveli i prodhimit të energjisë të makinës së gazit të ngjeshur është i paqëndrueshëm. Është e mrekullueshme derisa presioni brenda tullumbace të jetë afër maksimumit. Dhe zvogëlohet kur shpenzohen gazi. Shooters janë përdorur për të stabilizuar daljen. Ato sigurojnë presion të përhershëm në dalje, të cilat jo vetëm që krijojnë kushtet optimale Punon konsumatorit, por gjithashtu zgjat afatin e aksioneve efikase të gazit.

Pajisjet e magazinimit të gazit të ngjeshur përdoren në rolin e kompensimeve. Stabilizimi i kompresorit kryhet duke përdorur një kapacitet zgjerimi. Pompon gaz nga motori kryesor, mbahen një presion specifik. Kur përdorni energji me një mjet pneumatik, kompresori mund të aktivizohet në mënyrë periodike, duke mbështetur gjendjen e qëndrueshme të sistemit. Fuqia kryesore vjen nga pajisja, një cilindër zgjerimi i kombinuar me gearbox.

Avantazhi kryesor i baterisë së gazit të ngjeshur është thjeshtësia e manipulimit. Një ekuilibër termik është vërejtur, kur në mënyrën e kompensuesit, nxehtësia e theksuar në ngjeshjen e gazit korrespondon me sasinë e energjisë kur lëngu i punës zgjerohet. Plus tjetër përfshin besueshmërinë e zgjidhjes inxhinierike. Forca e tullumbaceve është e tillë që të refuzojë në mënyrë të përsëritur, për të shërbyer për dekada të tëra. Plus i tretë - në prani të një pajisje të besueshme të mbivendosur ose nënshkrimin e një enë, gazi mund të shpëtojë parametrat dhe energjinë e saj për një kohë shumë të gjatë.

Disqet e energjisë elektrike

Akumulimi i energjisë elektrike mund të kryhet në mënyra të ndryshme. Sot, mjetet më të zakonshme dhe të përdorura gjerësisht përfshijnë kondensatorin, jonistor, transducers kimike, magazinimin e grimcave aktive të grimcave.

Kondensator

Kjo klasë e baterisë së energjisë elektrike është një pajisje e njohur, dizajni, të ashtuquajturat bankat Leiden zhvillohen në kursin e fizikës. Ngarkesa grumbullohet në dy pllaka. Kapacitorët modernë kanë një copë litari të bërë nga polimer me ndarje të lartë. Kjo lejon:

• grumbullojnë një sasi të madhe energjie;
• punojnë në vlera të mëdha të tensionit;
• garantojnë sigurinë e përdorimit;
• sigurimi i madhësive të vogla.

Elementet paralele të lidhura ju lejojnë të ndërtoni një bateri me treguesin e dëshiruar të kapacitetit. Ky lloj i makinës nuk mund të kursejë energji për një kohë të gjatë pa humbje. Përveç kësaj, ajo do të jetë mjaft e vogël. Por me konsum të ulët, kondensatori mund të jetë mjaft efektiv. Sot, këto disqe përdoren në llambat e emergjencës.

Gjatë pushtetit, kondensatorit akuzat, në mungesë të furnizimit me energji elektrike, llambë vepron për gjysmë ore në mënyrë që njerëzit të marrin masa për të eliminuar shkaqet e ndërprerjes, të shkojnë në shtrat ose të përkthejnë pajisjet në regjimin e konservimit.

Ionistor

Joniststors, ose, siç quhen edhe ato, supercapacitors përdorin një skemë paksa të ndryshme të akumulimit të energjisë. Këtu ngarkesa shpërndahet në volumin e lëngut të punës në formën e grimcave të ngarkuara. Si rezultat, një i madh (në krahasim me kondensatorët) është jeta e raftit të energjisë dhe kapacitetit, por ka ndjeshmëri ekstreme ndaj temperaturës. Sa më i ulët të jetë temperatura e mediumit të punës, aq më pak kthimi aktual nga pajisja e energjisë.

Bateritë e transformimit kimik

Qeliza elektrokimike është baza e shumicës së automobilave, motorëve dhe llojeve të tjera të njohura të baterive. Skema e makinës është e thjeshtë:

• si rezultat i ndërveprimit të pllakës së metalit dhe acidit, janë formuar jonet e ngarkuara;
• në rrjedhën e operacionit të kripës depozitohen në pjatë nga katalizatori;
• ndërsa ngopja e elektrolitit zvogëlohet, bateria është e varfëruar - niveli i uljes së energjisë zvogëlohet.

Kur akuzohet ka një proces të kundërt. Electrolysis rikthen treguesit e elektrolit, transferon metalin në pjatën e donatorëve. Avantazhet e baterive elektrokimike janë shumë. Ju mund të merrni një rrymë të qëndrueshme dhe të lartë të prodhimit, e cila është e vlefshme për të filluar pajisje të fuqishme. Krijo lehtë një pajisje me kapacitet të lartë, të dobishëm për punë të gjatë të pajisjeve të ndryshme.

Disavantazhet e qelizës elektrokimike të tipit klasik përfshijnë numrin përfundimtar të cikleve të shkarkimit të shkarkimit. Një sasi e caktuar e kripërave metalike bëhet inerte, pllakat vijnë në gjendje të keqe, electrolyte është e varfëruar. Këto disavantazhe janë neutralizuar në masë të madhe në bateritë e xhelit. Ky burim modern i energjisë përmban electrolyte koloidale. Është më mirë të nënshtrohen proceseve të arsimit të joneve. Por ka një disavantazh - ndjeshmëria ndaj rritjes së temperaturës. Kur zvogëlohet, xhel është forcim, shkalla e pikave të tanishme.

Si perfundim

Disqet e llojeve të ndryshme të energjisë mund të konsiderohen për një kohë shumë të gjatë. Këto janë mekanike - burime të ndryshme. Kinetik - Flywheels të mëdha të përdorura, për shembull, në autobusët karrocë. Bateritë me lloje të ndryshme të bartësit jon - litium, nikel-mangan, kadmium. Por përdorimi i çdo lloji të drive është kryesisht për shkak të balancës midis karakteristikave të tij dhe treguesve të konsumit të energjisë.

Koncepti i konsumit të energjisë racionale po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm sfondi i përgjithshëm Zhvillimi teknologjik. Kjo është për shkak të faktit se efikasiteti i energjisë si i tillë ka lëvizur nga shkarkimi i pronave shtesë dhe shpesh ekskluzive në rangun e një prej karakteristikave kryesore të konsumit të produktit. Mjafton të kujtojmë bateritë më të thjeshta që përdoren në teknologjinë digjitale, pajisjet elektrike, pajisjen e mjetit të energjisë, etj. Ka fusha më të mëdha të përdorimit të sistemeve të sistemeve të akumulimit për të cilat konsumi i energjisë është veçanërisht i rëndësishëm. Dhe kjo kërkesë gjen një përgjigje nga prodhuesit e specializuar që prodhojnë ruajtjen e energjisë me cilësi të përmirësuara operacionale.

Informacion i përgjithshëm rreth disqeve të energjisë

Në natyrë, ka shumë burime të përhershme dhe të pashtershme të energjisë, e cila përdoret për t'i shërbyer nevojave të ndryshme të njerëzimit. Por për përdorimin përfundimtar, duhet të kalojë shumë faza të përpunimit dhe akumulimit. Kjo veçori kryhet nga stacionet e energjisë dhe nënstacionet. Lista e detyrave të tyre të menjëhershme përfshin gjenerimin e energjisë me karakteristika të pranueshme për përdorim, si dhe transformimin dhe shpërndarjen e saj. Infrastruktura kryesore e furnizimit me energji të ndërtesave rezidenciale, objekteve industriale, pajisjeve inxhinierike dhe konsumatorëve të tjerë përgjegjës zbatohet përmes rrjeteve të stacionale të energjisë. Ata kryejnë furnizim të përhershëm, por sot kërkesa për pajisje, pajisje dhe pajisje elektrike në mënyrë të qëndrueshme është në rritje. Sidomos për konsumatorët e tillë, përdoret një pajisje për ruajtjen e energjisë kapacitete, e cila është në mënyrë të pavarur me kusht - me intervale të caktuara, duhet të ngarkohet vetë nga të njëjtat rrjete stacionare. Shembulli më i thjeshtë i një makine të tillë është një bateri telefonike. Për shembull, elementi Li-ion mund të ketë një kapacitet prej rreth 2000-3000 MAH. Do të jetë e mjaftueshme për disa orë ose ditë të funksionimit autonom të pajisjes servised në varësi të modelit të saj. Por pas shterimit të këtij vëllimi, bateria duhet të lidhet me një prizë 220 V për shërim.

Disqet mekanike

Kjo kategori e disqeve ka historinë më të gjatë të ekzistencës. Për të ilustruar pajisje të tilla, ju mund të sillni një shembull të sistemit gravitacional. Sot nuk përdoret pothuajse, por portat e ngritjes së ngritjes me kundërpeshjet ishin të përhapura. Ata përdorin energjinë e ngarkesës që është akumuluar dhe kthehet në momentin e dëshiruar në një formë ose në një tjetër - varet nga ekzekutimi strukturor i makinës. Përveç ngarkesës së zakonshme, lëngu vepron si një element akumulues aktiv. Avantazhet e këtyre sistemeve përfshijnë fleksibilitetin strukturor. Inxhinierët mund të përdorin tubacione të degëzuar, duke kaluar përmes të cilave uji i dha energjinë tankeve të konjuguar. Në kohën tonë, disqet e tilla të energjisë janë paraqitur në formën e stacioneve hidrokullëzuese. Vërtetë, pajisjet akumuluese të lëngëta karakterizohen nga koha e ulët e ruajtjes, pasi uji avullon dhe kërkon përditësim të rregullt.

Disqet kinetike

Ky grup përfaqësohet kryesisht nga mekanizmat oscilues në të cilët procesi i akumulimit zbatohet përmes lëvizjeve reciproke, rrotulluese ose lineare të të njëjtit ngarkesë. Një tipar i dizenjove të tilla është se, nëse është e nevojshme, kthimi i energjisë do të kryhet si jo vazhdimisht, por pjesë - taktika. Një shembull klasik i një makinë kinetike është watches mekanike. Në këtë rast, "ngarkesa" bëhet me anë të një impianti të mekanizmit, pas së cilës duhet të jetë kthimi gradual i energjisë nga lavjerrja e pranverës. Më shumë interpretim modern Mekanizmat kinetik përfaqësojnë një bateri gyroskopike. Magazinimi i energjisë në këtë rast bazohet në një volant rrotullues me një funksion shoku. Sistemet e tilla përdoren në teknika hidraulike dhe pneumatike.

Ruajtje

Nga një pikëpamje teknologjike, ky është shembulli më i thjeshtë i akumulimit të energjisë, me proceset e të cilave një person takon kudo. Gardhi metalik i nxehtë nën rrezet e drejtë të diellit tashmë është duke u bërë një bateri ngrohëse, pasi ajo e mban atë në strukturën e saj. Gjithashtu, materialet e tjera mund të veprojnë si disqet e nxehtësisë. Efektiviteti i punës së tyre në këtë kapacitet do të varet nga kapaciteti i ngrohjes specifike dhe volumetrike. Për shembull, kapaciteti i ngrohjes së ujit është 4.2 KJ, dhe është bërë i vogël - vetëm 0.46 kJ. E megjithatë, kur është fjala për akumulimin e synuar, disqet metalike të energjisë termike ose disqet e naftës përdoren më shpesh. Kjo zgjidhje është e justifikuar nga dëshira për të optimizuar dizajnin. Konvectors moderne dhe radiatorëve preferohen prej çeliku dhe alumini. Përsëri, disa modele janë të mbushura me më shumë të dobishme në treguesit e mbajtjes me energji termike.

Magazinimi i energjisë elektrike

Lloji më masiv i energjisë është energjia elektrike. Prandaj, kjo kategori po zhvillohet më aktivisht duke ofruar të gjitha vendimet e reja dhe më të avancuara. Në ky moment Bateria më e zakonshme e energjisë elektrike është një kondensator radio. Ajo karakterizohet nga një shkallë e lartë e kthimit dhe akumulimi i energjisë, pa kufizuar proceset e punës me kushtet përreth. Për shembull, shumica e modeleve mund të përdoren në kushtet e temperaturave të larta ose jashtëzakonisht të ulëta. Dhe përsëri, për të optimizuar, disqet elektrike të energjisë janë të mbushura me elemente të veçantë elektrolitike me një enë të lartë specifike.

Disqet kimike

Gjatë funksionimit të disqeve të tilla, ndodh një reagim kimik. Burimi i energjisë në këtë rast do të jetë organizimi i kushteve për këtë reagim dhe sigurimi i veprimtarisë së komponentëve të integruar. Për më tepër, prodhimi mund të formojë energjinë e llojeve të ndryshme. Për shembull, hidrogjeni mund të theksohet nga uji gjatë elektrolizës direkte. Më shpesh, me metoda të tilla të akumulimit, është karburant. Mund të transformohet brenda një komplekse të reagimit kimik ose të transferohet tek konsumatori në formën e tij origjinale. Prandaj, pajisjet e ruajtjes së energjisë mund të jenë gjithashtu konvertues, edhe pse një zgjerim i tillë i funksioneve teknikisht e komplikon sistemin.

Disqet elektrokimike

Ky lloj i disqeve, siç shihet nga emri, është një kombinim ose hibrid. Meqenëse reagimet kimike karakterizohen nga një shkallë e lartë e efikasitetit dhe kosto të ulët, ato janë logjikisht të kombinuara me detyrën e zhvillimit të tipit më të kërkuar të energjisë - energjisë elektrike. Një element aktiv në pajisje të tilla është elektrolit. Në veçanti, pajisja e ruajtjes së energjisë për telefonin zakonisht bëhet në bazë të elementeve litium-jon ose litium-polimer. E njëjta vlen edhe për paketat e baterive për mjetet e fuqisë. Sipas karakteristikave, këto janë bateri mjaft të favorshme, të shquara me performancë të mirë, kapacitet të lartë dhe madhësi të vogla. Por bateri elektrokimike kanë një numër të kufizuar të cikleve të shkarkimit të shkarkimit, që është minus kryesor i tyre.

Zgjidhje moderne

Promovohen kompani të avancuara të përfshira në zhvillimin e teknologjive të larta dhe drejtimin e baterive kapacitor. Pra, për shembull, inxhinierët e Tesla krijuan një bllok Powerwall 2 që peshon 122 kg, bazuar në të njëjtat bateri litium-jon. Ky instalim është modular dhe i aftë për të ruajtur rreth 13.5 kW * h. Zhvillime të ngjashme ofrojnë LG. Për shembull, sistemi Chem Resu strehon rreth 10 kW * h, por në cilësitë e tjera operacionale nuk është inferiore ndaj njësisë TESLA. Kjo bateri është një pajisje e shumtë e ruajtjes së energjisë, e cila mund të përdoret si në jetën e përditshme dhe në industri. Gjëja kryesore është që fuqia të përmbushë kërkesat për sistemet konsumuese.

Përfundim

Në segmentin e drives energjetike, gjithashtu alokohen drejtime të ndryshme të zhvillimit teknologjik. Ata janë të bashkuar me vetëm një - pajtueshmëri me kërkesat e konsumatorëve të fundëm. Për shembull, disqet elektrike të energjisë për pajisjet dhe pajisjet e vogla duhet të plotësojnë kërkesat e besueshmërisë dhe besueshmërisë. Tregu i gjerë i teknologjisë digjitale është mjaft i fokusuar në madhësitë kompakte të disqeve dhe rritjen e kontejnerit të tyre. Natyrisht, për të kombinuar në një pajisje të gjitha cilësitë e listuara nuk janë të lehta, kështu që zhvilluesit ende kërkojnë fillimisht orientimin e tyre në aplikacione specifike.

Për kohën e shkyçjes së rrjetit ose të prishjeve të tij, disqet e energjisë elektrike janë përdorur gjerësisht për në shtëpi. Ato janë instaluar kryesisht në shtëpi private dhe janë vazhdimisht në një gjendje të lidhjes. Kjo lejon për një kohë mjaft të gjatë për të marrë energji elektrike të mjaftueshme për ndriçimin dhe nevojat e tjera të emergjencave.

Si rregull, këto pajisje përdoren kur prodhojnë energji elektrike me mënyra të pazakonta. Në raste të tilla, ndërhyrjet në paraqitjen e tij po ndodhin, dhe disqet kompensojnë me sukses mungesën e përkohshme të energjisë. Në thelb, këto janë bateri që mund të ngarkojnë dhe shkarkojnë.

Disqet e pajisjes

Megjithatë, pajisjet e ruajtjes së energjisë elektrike kryejnë funksione më të gjera se bateria konvencionale. Ata janë struktura komplekse dhe të integruara të aftë jo vetëm për të grumbulluar energji, por gjithashtu, duke e bërë atë të përshtatshme për përdorim të mëtejshëm.

Këto pajisje zënë një nga vendet kryesore në tregun e instrumenteve alternative të energjisë. Bateritë e litiumit i shërbejnë bazës së tyre. Ato përbëhen nga një ngarkues ose kontrollues i ngarkuesit, konvertuesit të tensionit () dhe sistemet e kontrollit. Dizajni i disqeve lejon zëvendësimin e një numri të madh të pajisjeve për sistemet emergjente dhe në furnizimin me energji alternative. Shumica e modeleve janë të dizajnuara për të punuar jo vetëm nga rrjeti stacionar, por edhe nga panelet diellore. Fuqia e tyre mesatare e prodhimit është 5 kilovat. Për operacion normal, pajisja është e mjaftueshme vetëm për t'u lidhur me rrjetin.

Zbatimi i disqeve të energjisë elektrike

Më shpesh, disqet elektrike të energjisë për shtëpi përdoren në familjet individuale. Para së gjithash, ata shërbejnë si burimet kryesore të energjisë në situata emergjente dhe mbylljet e centralizuara të rrjeteve elektrike. Me ndihmën e këtyre pajisjeve, ju mund të shtoni energji për menaxhimin individual të energjisë gjatë periudhës së ngarkesave të ngarkesave në orët e pikut në rrjetet e përbashkëta të shpërndarjes. Shumë shpesh, pajisja e energjisë elektrike të instaluar në shtëpi ose në vend bën të mundur përmirësimin e cilësisë së furnizimit me energji elektrike.

Aktualisht, shumë konsumatorë përdorin pajisje dhe pajisje të shtrenjta shtëpiake. Hedhjet e tensionit shpesh shkaktojnë shkatërrimin dhe dështimin e saj. Kur përdorni disqet, është e mundur të shmangni një numër të madh problemesh. Një tension i qëndrueshëm është krijuar, duke siguruar pajisje të qëndrueshme elektrike. Nuk ka nevojë për përfshirjen afatshkurtër të gjeneratorit. Ka një mundësi për të përdorur tarifat me baste të ndryshme.

Ka një pyetje: "Çfarë lloj magazinimi të energjisë është i preferuar në një situatë apo në një tjetër?". Për shembull, çfarë lloj metode të akumulimit të energjisë për të zgjedhur për një shtëpi apo dacha private, të pajisur me instalim diellor ose të erës? Natyrisht, askush nuk do të ndërtojë një stacion të madh hidroksikumulues në këtë rast, por të krijojë një enë të madhe, duke e ngritur atë në një lartësi prej 10 metrash, ndoshta. Por a do të jetë ky instalim i mjaftueshëm për të ruajtur furnizimin e vazhdueshëm të energjisë në mungesë të diellit?

Për t'iu përgjigjur çështjeve në zhvillim, është e nevojshme të zhvillohen disa kritere për vlerësimin e baterive, duke lejuar marrjen e vlerësimeve objektive. Dhe për këtë ju duhet të konsideroni parametra të ndryshëm të disqeve, duke ju lejuar të merrni vlerësime numerike.

Kapaciteti ose ngarkesa e akumuluar?

Kur ata thonë ose shkruajnë për bateritë e makinave, ata shpesh përmendin vlerën e quajtur kapaciteti i baterisë dhe shprehin në orët e amps (për bateri të vogla në orët e milliamp). Por, duke folur në mënyrë rigoroze, ora ampere nuk është një njësi e kapacitetit. Kapaciteti në teorinë e energjisë elektrike matet në farads. Një orë amp është njësia e matjes së ngarkesës! Kjo është, karakteristika e baterisë duhet të merret parasysh (dhe e ashtuquajtura akuza e akumuluar.

Në fizikë, ngarkesa matet në Coulons. Varëse është vlera e ngarkesës që kalon përmes dirigjentit në një rrymë prej 1 amp në një sekondë. Që nga 1 CL / C është 1 A, pastaj, përkthimi i orës për sekondë, marrim një orë amper do të jetë e barabartë me 3600 Cl.

Duhet të theksohet se, edhe nga përkufizimi i CULON, mund të shihet se akuza karakterizon një proces të caktuar, përkatësisht procesin e kalimit të rrymës në dirigjent. E njëjta gjë vjen nga emri i një vlere tjetër: një orë ampere është kur rryma me forcë në një ampere vazhdon përmes dirigjentit brenda një ore.

Në shikim të parë mund të duket se ka një lloj mospërputhjeje. Në fund të fundit, nëse po flasim për ruajtjen e energjisë, energjia e akumuluar në çdo bateri duhet të matet në Joules, pasi ajo është vetëm një joal në fizikë shërben si një njësi e matjes së energjisë. Por le të kujtojmë se rryma në dirigjent lind vetëm kur ka një ndryshim në potencialet në skajet e dirigjentit, që është, voltazhi aplikohet për dirigjent. Nëse tensioni në terminalet e baterisë është 1 Volt dhe dirigjenti vazhdon në një orë amp, ne gjithashtu marrim se bateria i dha 1 b · 1 a · h \u003d 1 w · h.

Kështu, në lidhje me bateritë, është më e saktë të flasësh për energjinë e akumuluar (energjia e ruajtur) ose rreth ngarkesës së akumuluar (të ruajtur). Megjithatë, meqenëse termi "kapaciteti i baterisë" është i përhapur dhe është disi më i njohur, ne do ta përdorim atë, por me disa përsosje, domethënë, do të flasim për enën e energjisë.

Kapaciteti i energjisë është energjia që i jepet një baterie të ngarkuar plotësisht kur shkarkohet në vlerën më të vogël të lejueshme.

Duke përdorur këtë koncept, ne do të përpiqemi për të llogaritur dhe krahasuar enën e energjisë të llojeve të ndryshme të ruajtjes së energjisë.

Bateritë kimike të kapaciteteve të energjisë

Një bateri elektrike e ngarkuar plotësisht me një kapacitet të deklaruar (ngarkesë) në 1 a · H është teorikisht në gjendje për të siguruar forcën e 1 amps aktuale për një orë (ose, për shembull, 10 A për 0.1 orë, ose 0.1 dhe për 10 orë) . Por shumë rryma e shkarkimit të baterisë çon në një rimëkëmbje më pak efektive të energjisë elektrike, e cila jo-linearisht e zvogëlon kohën e saj të funksionimit me një rrymë të tillë dhe mund të çojë në mbinxehje. Në praktikë, kapaciteti i baterive të çojë, bazuar në ciklin e shkarkimit prej 20 orësh në tensionin përfundimtar.

Për bateritë e automobilave, është 10.8 V. për shembull, mbishkrimi në etiketimin e baterisë "55 a · h" do të thotë se është në gjendje të lëshojë një rrymë prej 2.75 amps për 20 orë, dhe në të njëjtën kohë tensionit Terminalet nuk bien nën 10.8 in.

Prodhuesit e baterive shpesh tregojnë specifikime Produktet e tij ruhen energji në W · H (WH), dhe jo një pagesë e rezervuar në MAHH (MAH), e cila në përgjithësi, nuk është e saktë. Llogaritni energjinë e ruajtur mbi ngarkesën frenuese në rastin e përgjithshëm nuk është e lehtë: integrimi i fuqisë së menjëhershme të lëshuar nga bateria për shkarkimin e tij. Nëse nuk është e nevojshme shumë saktësi, është e mundur të përdoret voltazhi mesatar dhe konsumi aktual dhe të përdorin formulën në vend të integrimit dhe të përdorin formulën:

1 w · h \u003d 1 v · 1 a · h.

Kjo është, energjia e ruajtur (në w · h) është përafërsisht e barabartë me produktin e ngarkesës së sorsshed (në a · h) në tensionin mesatar (në volt): E. = q. · U.. Për shembull, nëse tregohet se kapaciteti (në kuptimin e zakonshëm) të baterisë prej 12 volt është 60 a · h, atëherë energjia e rezervuar, që është, enë e saj të energjisë, do të jetë 720 orë.

Kapaciteti i energjisë i ruajtjes së energjisë gravitacionale

Në çdo tekst të fizikës, mund të lexoni se puna e kryer nga ndonjë forcë f kur heqin trupin e masës m në lartësinë H llogaritet nga formula A \u003d m · g · h, ku G është një përshpejtim i rënies së lirë . Kjo formulë ndodh në rastin kur lëvizja e trupit ndodh ngadalë dhe forcat e fërkimit mund të neglizhohen. Puna kundër gravitetit nuk varet nga mënyra se si e ngremë trupin: vertikalisht (si një peshë në orën), përgjatë aeroplanit të prirur (si kur marrim skew në mal) ose në asnjë mënyrë.

Në të gjitha rastet, operacioni është a \u003d m · g · h. Kur ulni trupin në nivelin fillestar, forca e gravitetit do të bëjë të njëjtën punë siç është shpenzuar me forcë f në rritjen e trupit. Pra, duke hequr trupin, kemi riparuar një punë, të barabartë me M · G · H, i.E. Trupi i ngritur ka një energji të barabartë me produktin e gravitetit që vepron në këtë trup, dhe lartësia në të cilën është ngritur. Kjo energji nuk varet nga ajo rrugë ka pasur një rritje, por përcaktohet vetëm nga pozita e trupit (lartësia në të cilën është ngritur ose diferenca midis lartësive midis pozicionit fillestar dhe përfundimtar të trupit) dhe quhet potencial energji.

Ne e vlerësojmë këtë formulë kapacitetin energjetik të masës së ujit, të ngarkuar në një tank me një kapacitet prej 1000 litrash, të ngritur nga 10 metra mbi nivelin e tokës (ose nivelin e turbinës së hidrogjeneratorit). Ne supozojmë se tank ka një formë të Cush me një gjatësi të buzës prej 1 m, atëherë, sipas formulës në tekstin Landsberg, A \u003d 1000 kg · (9.8 m / s2) · 10.5 m \u003d 102900 kg m2 / C2. Por 1 kg m2 / c2 është 1 joule, dhe transferohen në orën vat, ne do të marrim vetëm 28.583 orë vat. Kjo është, për të marrë një enë energjie të barabartë me rezervuarin e elektrokordorit konvencional 720 Watt-orë, ju duhet të rrisni volumin e ujit në tank 25.2 herë.

Rezervuari do të duhet të ketë një gjatësi prej rreth 3 metra. Në këtë rast, kapaciteti i saj i energjisë do të jetë i barabartë me 845 orë vat. Kjo është kapacitet më i madh i një baterie, por vëllimi i instalimit është dukshëm më i madh se madhësia e një baterie konvencionale të automobilave të zinkut. Ky krahasim sugjeron se ka kuptim të shqyrtojmë energjinë jo të mbërthyer në një sistem të caktuar të energjisë, por në lidhje me masën ose vëllimin e sistemit në shqyrtim.

Enë specifike të energjisë

Pra, ne konkluduam se enë energjie është e përshtatshme për të lidhen me një masë ose vëllim të makinës, ose bartësit aktual, për shembull, uji i mbushur në rezervuar. Ju mund të konsideroni dy treguesit e këtij lloji.

Ne do të quajmë intensitetin e energjisë specifike të kapacitetit të energjisë, të mbuluar nga masa e kësaj makine.

Intensiteti specifik i energjisë do të quhet kapaciteti energjetik i makinës, i referuar volumit të kësaj magazinimi.

Shembull. Panasonic LC-X1265p bateri plumb-acid, i projektuar për një tension 12 volt, ka një pagesë prej 65 orë-orë, peshë - 20 kg. dhe Dimensionet (DHSHV) 350 · 166 · 175 mm. Afati i shërbimit të tij në t \u003d 20 c - 10 vjet. Kështu, intensiteti i saj specifik i energjisë do të jetë 65 · 12/20 \u003d 39 watts për kilogram dhe konsumi specifik i energjisë është 65 · 12 / (3.5 · 1.66 · 1.75) \u003d 76.7 vat-orë në decimetër kub ose 0.0767 kw- orë për metër kub.

Për ata që konsiderohen në pjesën e mëparshme të magazinimit të energjisë gravitacionale bazuar në një tank 1000 litër, intensiteti specifik i energjisë masive do të jetë vetëm 28.583 orë watt / 1000 kg \u003d 0, 0286 w / kg, e cila është 1363 herë më pak se Intensiteti i energjisë masive udhëheq bateri zink. Dhe megjithëse jeta e shërbimit të lëvizjes gravitacionale mund të jetë dukshëm më e madhe, por nga një pikëpamje praktike e tankeve duket më pak tërheqëse sesa bateria. Ne do të shqyrtojmë disa shembuj të tjerë të drives energjetike dhe ne vlerësojmë intensitetin e tyre të energjisë.

Intensiteti i energjisë i akumulatorit të nxehtësisë

Kapaciteti i nxehtësisë është sasia e nxehtësisë absorbuar nga trupi kur është ndezur në 1 ° C. Në varësi të së cilës një njësi sasiore lidhet me kapacitetin e ngrohjes, ndryshojnë kapacitetin e nxehtësisë në masë, volumetrike dhe molar.

Ngrohja specifike e masës, e quajtur thjesht një kapacitet të veçantë të ngrohjes - kjo është sasia e nxehtësisë që duhet të sillet në një njësi të masës së substancës për të ngrohur atë për njësi të temperaturës. Në C matet në Joules të ndarë nga kilogram në Kelvin (J · kg-1 k-1).

Kapaciteti i nxehtësisë së volumit është sasia e nxehtësisë që duhet të sillet në një njësi të vëllimit të substancës për të ngrohur atë për njësi të temperaturës. Në C matet në Joules në një metër kub në Kelvin (J · M-3-1).

Kapaciteti i nxehtësisë molare është sasia e nxehtësisë që duhet të sillet në 1 substancë lutjeje për të ngrohur atë për temperaturën e njësisë. Në SI matur në Joules në Mole në Kelvin (J / (Mol · k)).

MOL është një njësi e matjes së sasisë së substancës në sistemin ndërkombëtar të njësive. MOL është shuma e një substance të një sistemi që përmban sa më shumë elemente strukturore si atomet që përmbajnë në karbon-12 që peshojnë 0.012 kg.

Temperatura e substancës dhe parametrave të tjerë termodinamikë ndikojnë në vlerën e kapacitetit të ngrohjes specifike. Për shembull, matja e kapacitetit të veçantë të ngrohjes së ujit do të japë rezultate të ndryshme në 20 ° C dhe 60 ° C. Përveç kësaj, nxehtësia specifike varet nga mënyra se si duhet të ndryshojnë parametrat termodinamikë të substancës (presionit, volumit, etj.); Për shembull, kapaciteti specifik i ngrohjes në presion të vazhdueshëm (CP) dhe në një vëllim konstant (CV), në përgjithësi, ndryshe.

Kalimi i një substance nga një shtet total në tjetrin shoqërohet me një ndryshim të ngjashëm me kapacitetin e ngrohjes në një pikë të caktuar të temperaturës së transformimit - pika e shkrirjes (kalimi i trupit të ngurtë në lëng), pika e vlimit (tranzicioni fluid në gaz) dhe, në përputhje me rrethanat, temperatura e transformimeve të kundërt: ngrirjes dhe kondensimit.

Kapaciteti specifik i ngrohjes së shumë substancave është dhënë në librat referues zakonisht për procesin e presionit të vazhdueshëm. Për shembull, kapaciteti specifik i ngrohjes së ujit të lëngshëm në kushte normale është 4200 j / (kg k); Akull - 2100 j / (kg k).

Bazuar në të dhënat e dhëna, mund të përpiqeni të vlerësoni kapacitetin e ngrohjes të akumulatorit të ngrohjes së ujit (abstrakt). Supozoni se masa e ujit në të është e barabartë me 1000 kg (litra). Ngrohni deri në 80 ° C dhe le të japë ngrohje derisa të ftohet deri në 30 ° C. Nëse nuk e shqetësoni faktin se kapaciteti i ngrohjes është i ndryshëm kur temperaturë të ndryshme, Ne mund të supozojmë se akumulatori i nxehtësisë do të japë 4200 * 1000 * 50 j nxehtësi. Kjo është, enë energjie e një akumulator të tillë të ngrohjes është 210 megalloule ose 58,333 orë energji-orë.

Nëse e krahasoni këtë vlerë me një ngarkesë energjie të një baterie konvencionale të makinës (720 orë vat), ne shohim se kapaciteti energjetik i akumulatorit të ngrohjes në shqyrtim është i barabartë me një enë energjie prej rreth 810 bateri elektrike.

Intensiteti specifik i energjisë në një akumulator të tillë të ngrohjes (edhe pa marrë parasysh masën e anijes, në të cilën do të ruhet uji i nxehtë, dhe masa e izolimit termik) do të jetë 58.3 kWh / 1000 kg \u003d 58.3 WB / kg. Kjo është tashmë më shumë se më shumë se intensiteti i energjisë masive të baterisë së zinkut të plumbit, të barabartë me, siç është llogaritur më lart, 39 W-H / kg.

Nga llogaritjet e përafërta, nxehtësia është e krahasueshme me të zakonshëm bateri e makinave Të dyja nga konsumi specifik i energjisë, pasi kilogrami i ujit është një decimetër vëllimi, prandaj konsumi i saj specifik i energjisë është gjithashtu 76.7 W-H / kg. Vërtetë, në llogaritjen për akumulatorin e nxehtësisë, ne morëm parasysh vetëm vëllimin e ujit, edhe pse do të ishte e nevojshme të merrnim parasysh volumin e rezervuarit dhe izolimin termik. Por në çdo rast, humbja nuk do të jetë aq e madhe sa për vozitjen e grave.

Llojet e tjera të drives energjetike

Artikulli "Përmbledhje e disqeve (baterive) të energjisë" tregon llogaritjet e intensitetit të veçantë të energjisë të disa stackers të tjerë të energjisë. Konsideroni disa shembuj nga atje

Magazinimi i kondensatorit

Kur kapaciteti i kondensatorit 1 f dhe tension 250 v, energjia e ruajtur do të jetë: e \u003d 22/2 \u003d 1 ∙ 2502/2 \u003d 31.25 KJ ~ 8.69 W · · Një orë. Nëse përdorni kapacitore elektrolitike, atëherë masa e tyre mund të jetë 120 kg. Energji specifike e makinës me 0.26 kg ose 0.072 w / kg. Gjatë operacionit, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë prej jo më shumë se 9 vat brenda një ore. Jeta e shërbimit të kondensatorëve elektrolitikë mund të arrijë në 20 vjet. Ionistors në dendësinë e energjisë më të varfër po i afrohen baterive kimike. Avantazhet: Energjia e akumuluar mund të përdoret për një periudhë të shkurtër kohore.

Disqet gravitacionale të birrës

Fillimisht, ne ngremë trupin që peshon 2000 kg në një lartësi prej 5 m. Pastaj trupi bie nën veprimin e gravitetit, duke rrotulluar gjeneratorin elektrik. E \u003d mgh ~ 2000 ∙ 10 ∙ 5 \u003d 100 kj ~ 27.8 W · · Një orë. Kapaciteti specifik i energjisë 0.0138 W ullal / kg. Kur punoni, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë prej jo më shumë se 28 W brenda një ore. Jeta e shërbimit të makinës mund të jetë 20 ose më shumë.

Përparësitë:energjia e akumuluar mund të përdoret për një periudhë të shkurtër kohore.

Volant

Energjia, e rezervuar në volant, mund të gjendet sipas formulës E \u003d 0.5 J W2, ku J është momenti i inercisë së trupit të rradhës. Për rreze r të cilindrit dhe lartësinë h:

J \u003d 0.5 p r4 h

Ku r është densiteti i materialit nga i cili është bërë cilindri.

Kufizoni shpejtësinë lineare në periferi të vaskasë vmax (rreth 200 m / s për çelik).

Vmax \u003d wmax r ose wmax \u003d vmax / r

Pastaj Emax \u003d 0.5 J W2max \u003d 0.25 P R2 H v2max \u003d 0.25 m v2max

Energjia specifike do të jetë: Emax / m \u003d 0.25 v2max

Për një volant cilindrik të çelikut, intensiteti maksimal i energjisë specifike është përafërsisht 10 KJ / kg. Për një volant që peshon 100 kg (r \u003d 0.2 m, h \u003d 0.1 m) energjia maksimale e akumuluar mund të jetë 0.25 ∙ 3.14 ∙ 8000 ∙ 0.22 ∙ 0.1 ∙ 2002 ~ 1 mj ~ 0.278 kw · h. Gjatë operacionit, pajisja mund të sigurojë një ngarkesë për një orë jo më shumë se 280 W. Jeta e shërbimit të volanës mund të jetë 20 ose më shumë. Avantazhet: Energjia e akumuluar mund të përdoret për një periudhë të shkurtër kohore, karakteristikat mund të përmirësohen ndjeshëm.

Super Manovik.

Supermaochik, ndryshe nga vula konvencionale, është në gjendje të ruajë teorikisht deri në 500 me kilogram të peshës për shkak të karakteristikave konstruktive. Megjithatë, zhvillimi i Supermanovikov për disa arsye u ndal.

Ruajtje pneumatike

Në tankin e çelikut prej 1 m3, ajri nën presionin e 50 atmosferave është derdhur. Për të përballuar presion të tillë, muret e rezervuarit duhet të kenë një trashësi prej rreth 5 mm. Ajri i ngjeshur përdoret për të kryer punë. Me një proces izotermal, punoni një të kryer nga gazi ideal kur zgjerohet në atmosferë përcaktohet nga formula:

A \u003d (m / m) ∙ r ∙ t ∙ ln (v2 / v1)

Ku është pesha e gazit, m është pesha molare e gazit, r është konstanta universale e gazit, t është temperatura absolute, v1 është vëllimi fillestar i gazit, v2 është vëllimi përfundimtar i gazit. Duke marrë parasysh ekuacionin e shtetit për gazin e përsosur (p1 ∙ v1 \u003d p2 ∙ v2) për këtë zbatim të makinës v2 / v1 \u003d 50, r \u003d 8.31 j / (mol · grad), t \u003d 293 0k, m / m ~ 50: 0.0224 ~ 2232, operacion i gazit në zgjerim 2232 ∙ 8.31 ∙ 293 ∙ ln 50 ~ 20 mj ~ 5.56 kW · Një orë për cikël. Masa e makinës është përafërsisht e barabartë me 250 kg. Energjia specifike do të jetë 80 KJ / kg. Gjatë operacionit, pajisja pneumatike mund të sigurojë një ngarkesë prej jo më shumë se 5.5 kW brenda një ore. Jeta e shërbimit të makinës pneumatike mund të jetë 20 ose më shumë.

Avantazhet: Rezervuari i magazinimit mund të vendoset nëntokësore, cilindrat standard të gazit mund të përdoren si një tank në sasinë e kërkuar me pajisjet e duhura, kur përdorin një turbinë me erë, ky i fundit mund të veprojë drejtpërdrejt si një pompë kompresori, ka një numër mjaft të madh e pajisjeve direkt duke përdorur ajrin e ngjeshur.

Tabela krahasuese e disa magazinimit të energjisë

Të gjitha parametrat e marra mbi parametrat e magazinimit të energjisë ne reduktojmë në tabelën e përgjithëshme. Por së pari, vërejmë se intensiteti specifik i energjisë ju lejon të krahasoni disqet me karburant konvencional.

Karakteristika kryesore e karburantit është nxehtësia e djegies, dmth. Sasia e nxehtësisë e lëshuar në djegien e tij të plotë. Ka ngrohje termike të djegies (MJ / kg) dhe volumetrike (MJ / M3). Përkthimi i MJ në orën KBT Ne marrim:

Kapaciteti i energjisë së karburantit (kW / kg) 2,33-4.32 Slate e djegshme 2.33 - 5.82 torfe 2.33 - 4.66 ngjyrë kafe 2.92 -5.82 qymyri i gurit ok. 8.15 Anthracite 9.08 - 9.32 vaj 11.63 benzinë \u200b\u200b12.8 kW / kg, 9.08 kW / litër

Siç mund ta shihni, konsumi specifik i energjisë së karburantit është dukshëm superior ndaj intensitetit të energjisë të ruajtjes së energjisë. Meqenëse gjeneratorët e naftës shpesh përdoren si një burim i energjisë rezervë, ne do të përfshijmë intensitetin e energjisë të naftës në tabelën përfundimtare, e cila është 42624 kg ose 11.84 kW / kg. Dhe shtoni më shumë gaz natyror dhe hidrogjen për krahasim, pasi ky i fundit mund të shërbejë si bazë për krijimin e disqeve të energjisë.

Konsumi specifik i energjisë masive i gazit tullumbace (propan-butane) është 36 MJ / kg. ose 10 kWh / kg, dhe hidrogjeni ka 33.58 kW / kg.

Si rezultat, marrim tabelën e mëposhtme me parametrat e disqeve të diskutuara të energjisë (dy linjat e fundit në këtë tabelë shtohen për t'u krahasuar me transportuesit tradicionalë të energjisë):

Karakteristikat e energjisë së energjisë të mundshme
Objektet e magazinimit të magazinimit rezervë
Energjia, KW * H kontejner specifik i energjisë,
Will ora / kg koha maksimale e punës
në ngarkesën 100 W, minuta intensiteti specifik i energjisë,
Will / Dm3 Jeta e Shërbimit,
Vitet e Vjetër Copra Pesha e Kopra 2 T, Lartësia
Ngritja e 5 m 0.0278 0.0139 16.7 2.78 / Copra Vëllimi në DM më shumë se 20 masë gravitacionale hidraulike të ujit 1000 kg, lartësia e pompës 10 m 0.0286 0,0286 16,7 0,0286 më shumë se 20 kapacitet bateri kondensator 1 f.
Voltage 250 v, pesha 120 kg 0.00868 0.072 5.2 0.0868 deri në 20 vola çeliku fluturojnë peshon 100 kg, diametër 0.4 m, trashësi 0.1 m 0.278 2.78 166,869,5 më shumë se 20 kapacitet bateri të plumbit 190 A · orë, tension output 12v, peshë 70 kg 1,083 15,47 650 60-75 3 ... 5 tank çeliku pneumatik me një volum prej 1 m3massa 250 kg me ajër të ngjeshur nën presion 50 atmosferë 0.556 22.2 3330 0.556 më shumë se 20 kapacitet uji 1000 l., Nxehtë në 80 ° C, 58.33 58.33 34998 58.33 deri në 20 hidrogjen Vëllimi 50 litra, densitet 0.09 kg / m³, raporti i ngjeshjes 10: 1 (Pesha 0.045 kg) 1.5 33580 906.66 671600 mbi 20 cilindër me volum propane-butanë 50 l, densitet 0.717 kg / M³, raporti i kompresimit 10: 1 (pesha prej 0.36 kg) 3.6 10000 2160 200000 më shumë se 20 kuti me naftë 50 l. (\u003d 40kg) 473,6 11840 284160 236800 më shumë se 20

Shifrat e dhëna në këtë tabelë janë shumë përafërsisht, në llogaritjet, shumë faktorë nuk merren parasysh, për shembull, përdorimi efikas i atij gjeneratori që përdor energjinë e ruajtur, vëllimin dhe peshën e pajisjeve të nevojshme dhe kështu me radhë. Megjithatë, këto shifra lejojnë, sipas mendimit tim, japin një vlerësim fillestar të intensitetit të mundshëm të energjisë specie të ndryshme Disqet e energjisë.

Dhe, si vijon nga tabela e dhënë, lloji më efektiv i drive është një cilindër me hidrogjen. Nëse "Darm" (e tepruar) nga burimet e rinovueshme përdoret për të prodhuar hidrogjen, atëherë lëvizja e hidrogjenit mund të jetë më premtuese.

Hidrogjen Mund të përdoret si lëndë djegëse në një motor konvencional të djegies së brendshme, i cili do të rrotullohet gjeneratori elektrik, ose në qelizat e karburantit të hidrogjenit që prodhojnë drejtpërdrejt energji elektrike. Çështja e të cilave është më e dobishme, kërkon konsideratë të veçantë. E pra, çështjet e sigurisë në prodhimin dhe përdorimin e hidrogjenit mund të bëjnë rregullime kur merren parasysh përshtatshmërinë e përdorimit të një ose një lloj tjetër të ruajtjes së energjisë. Botuar

P.S. Dhe mbani mend, vetëm duke ndryshuar konsumin tuaj - ne do të ndryshojmë botën së bashku! © ©

Bashkohu me ne në facebook, vkontakte, odnoklassniki

Kthim