Vad är energilagret

Naturen gav människan en mängd olika energikällor: sol, vind, floder och andra. Nackdelen med dessa generatorer av fria energin är bristen på stabilitet. Därför under perioder med överskottsenergi lagras i lagring och konsumera under perioder av tillfällig nedgång. energilagringskännetecknas av följande parametrar:

• mängden lagrad energi;
• dess hastighet för ackumulering och påverkan;
• specifik vikt;
• energilagringstiden;
• tillförlitlighet;
• tillverknings- och underhållskostnader och andra.

Metoder för systematisering många enheter. En av de mest praktiskt är klassificeringen av den typ av energi som används i lagrings, och en metod för dess lagring och avkastning. energilagringsanordningar är indelade i följande huvudtyper:

• mekaniskt;
• termisk;
• elektriska;
• kemikalie.

Ansamling av potentiell energi

Kärnan i dessa okomplicerade enheter. Vid lyft en last ansamling av potentiell energi, utför nyttigt arbete när sänka den. Design funktioner är beroende av vilken typ av last. Det kan vara fast, flytande eller partikelformat ämne. Vanligtvis utformningen av den här typen av enheter är mycket enkel, därmed hög tillförlitlighet och lång livslängd. lagrad energi lagringstid beror på hållbarheten av material och kan nå tusentals. Olyckligtvis är sådana anordningar har en låg specifik energikapacitet.

Mekaniska transmissioner kinetisk energi

I dessa anordningar, den energi som lagras i rörelsen hos en kropp. Vanligtvis är det oscillerande eller fram- och återgående rörelse.

Den kinetiska energin i oscillerande system är koncentrerad i fram- och återgående rörelse av kroppen. Energi tillföres och konsumeras i portioner, i takt med rörelsen av kroppen. Mekanismen är ganska komplicerad och nyck att inrätta. Ofta används i mekaniska klockor. Mängden lagrad energi är vanligtvis liten och är endast lämplig för drift av anordningen.

Enheter som använder energi gyroskop

Beståndet av kinetisk energi är koncentrerad i en roterande svänghjul. Specifik svänghjulsenergi är mycket större än den energi motsvarande statisk belastning. Det är möjligt på kort tid tas emot eller en stor effekt. energilagringstiden är liten, och de flesta av de mönster är begränsat till ett fåtal timmar. Modern teknik gör det möjligt att föra på upp energilagring till flera månader. Svänghjul är mycket känsliga för stötar. Energianordningen är i direkt proportion till hastigheten på dess rotation. Därför i energilagrings och retur förändring sker svänghjulets hastighet. En belastning kräver vanligtvis en konstant, låg hastighet.

Mer lovande enheter supermahovik. De är tillverkade av stålband, syntetisk fiber eller tråd. Strukturen kan vara fast eller ha ett tomt utrymme. Om utrymmet är tillgängliga lindningar av bandet rör sig mot periferin av rotationströghetsmomentet hos svänghjulet ändras, en del av den energi som lagras i fjädern utsätts för deformation. I sådana anordningar, är rotationshastigheten mer stabil än i tselnotelyh strukturer, och deras energiförbrukning är mycket högre. Dessutom är de säkrare.

Modern supermahovik gjord av Kevlar-fibrer. De roterar i en vakuumkammare med magnetisk upphängning. Det är möjligt att lagra energi i flera månader.

Mekaniska enheter som använder elastiska kraften

Denna typ av anordning är i stånd att lagra enorma energitäthet. Från den mekaniska enheten har den högsta energiinnehållet till enheter med måtten några centimeter. Större svänghjul med en mycket hög rotationshastighet har en mycket högre energiförbrukning, men de är mycket känsliga för yttre faktorer, och har lite tid att lagra energi.

Mekaniska enheter som använder fjäderenergi

Kan ge den största mekanisk kraft av alla klasser av energilagring. Det begränsas endast av gränsen våren styrka. Energi i komprimerad våren kan lagras under flera decennier. Emellertid, på grund av permanent deformation i metallutmattning ackumuleras och minskar kapaciteten hos fjädern. Samtidigt kan högkvalitativt fjäderstål, med förbehåll för de driftsförhållanden arbetar i hundratals år utan nämnvärd förlust i kapacitet.

fjäderfunktion kan utföra några elastiska element. Gummiband, exempelvis tio gånger överlägsna stålprodukter av lagrad energi per massenhet. Men termen gummi tjänsten på grund av kemisk åldrande är bara några år.

Mekaniska transmissioner, med hjälp av energin hos den komprimerade gasen

I denna typ av energilagringsanordningar är på grund av gas kompression. I närvaro av ett överskott av energi av kompressorn gas under tryck sprutas in i ballongen. Så är nödvändigt, är den komprimerade gasen som används för att driva en turbin eller generator. Vid låga effekter turbinen ska användas i stället för en kolvmotor. Gasen i tryckkärlet av hundratals atmosfärer har en hög specifik energitäthet i flera år, och i närvaro av ventiler högkvalitativa - och tiotals år.

Ackumulering av värmeenergi

De flesta av territoriet i vårt land ligger i de norra delarna, så en stor del av den energi som förbrukas för uppvärmning internt. I detta sammanhang regelbundet måste lösa problemet med att hålla varmt i enheten och ta bort den därifrån vid behov.

I de flesta fall går det inte att uppnå en hög densitet av den lagrade värmeenergi, och alla betydande fråga om bevarande. Det är en effektiv enhet för ett antal av dess funktioner och höga priser är inte lämpliga för allmän användning.

Ansamling på bekostnad av värmekapaciteten

Detta är en av de äldsta sätten. Det är baserat på principen för termisk lagring materieenergi vid upphettning och retur värme under dess kylning. Utformningen av dessa enheter är extremt lätt. De kan vara av något fast stycke eller en sluten behållare med ett flytande kylmedel. termisk energi butiker har en mycket lång livslängd, praktiskt taget obegränsat antal energilagring och returcykler. Men lagringstiden inte överstiger ett par dagar.

Ackumulering av elektrisk energi

Elektrisk energi - detta är den lämpligaste formen av det i den moderna världen. Det är därför de elektriska enheter är allmänt använda och mest utvecklade. Tyvärr är billiga anordningar specifik kapacitans liten, och anordningar med en hög specifik kapacitet på den dyra och kortlivade. Lagring av elenergi - är kondensatorer, superkondensatorer, batterier.

kondensatorer

Det är den mest populära typen av energilagring. Kondensatorer är i stånd att arbeta vid en temperatur av från -50 till 150 grader. Antalet energilagrings-rekylcykeln - tiotals miljarder per sekund. Anslutning av flera kondensatorer parallellt, kan du enkelt få den nödvändiga kapacitetsvärdet. Dessutom finns det variabla kondensatorer. Ändra kapacitansen hos sådana kondensatorer kan göras mekaniskt eller elektriskt, eller påverkan av temperaturen. Oftast variabla kondensatorer kan hittas i resonanskretsen.

Kondensatorer delas in i två klasser - den polära och icke-polära. Livstid polär (elektrolytiska) mindre än icke-polär, de är mer beroende av de yttre förhållandena, men på samma gång ha en högre specifik kapacitans.

Som energilagringskondensatorer - inte mycket framgångsrika instrument. De har en liten kapacitet och en liten specifik täthet av den lagrade energin och dess lagringstiden mäts i sekunder, minuter, timmar sällan. Kondensatorer har funnit tillämpning främst i kraftelektronik och elektroteknik.

Beräkning av kondensatorn, som regel, inte orsakar svårigheter. All nödvändig information om olika typer av kondensatorer som finns i tekniska handböcker.

ionistory

Dessa anordningar upptar ett mellanläge mellan de polära kondensatorer och batterier. "Super" som ibland kallas. Således har de ett stort antal laddningsurladdningsstadiet är större än den hos kondensatorn kapaciteten, men lite mindre än för små batterier. tid energilagring - upp till flera veckor. Ionistory mycket känslig för temperatur.

batterier

Elektrokemiska batterier används om du vill spara en hel del energi. Det är bäst lämpade för detta ändamål bly-syra enheter. De uppfanns omkring 150 år sedan. Och sedan, i batteri enheten inte få något nytt. Det fanns en hel del specialiserade modeller är kvaliteten på komponenter, förbättrad batteri tillförlitlighet avsevärt. Det är anmärkningsvärt att batterienhet, skapad av olika tillverkare för olika ändamål skiljer sig endast i mindre detaljer.

Elektrokemiska batterier indelas i drag och start. Traction används i elektrisk transport, avbrottsfri kraftförsörjning, kraftkällor. För sådana batterier kännetecknas av lång och likformig utmatning av dess stora djup. Startbatterier kan ge en hög ström under en kort tid, men djupurladdning för dem oacceptabla.

Elektrokemiska batterier har ett begränsat antal laddnings-urladdningscykler, i genomsnitt, från 250 till 2000. Även om ingen operation de misslyckas efter några år. Elektrokemiska batterier är känsliga för temperatur, kräver en lång laddningstid och en strikt efterlevnad av reglerna i drift.

Apparaten måste laddas med jämna mellanrum. Batteriladdningen är installerad på fordonet, det produceras i generatorn körning. På vintern är det inte tillräckligt, ett kallt batteri är dåligt tar laddning och strömförbrukningen i början av motorn ökar. Det är därför nödvändigt att genomföra ytterligare ladda batteriet i ett varmt rum speciell laddare. En av de stora nackdelarna med bly-syraenheterna är deras stora vikt.

Batterier för låg effekt enheter

Om så erfordras mobila enheter med små vikter, de valda följande typer av laddningsbara batterier är nickel-kadmium, litiumjon, metallhybrid, polymer-joniska. De har en högre specifik kapacitet, men priset är mycket högre. De används i mobiltelefoner, bärbara datorer, kameror och andra små apparater. Olika typer av batterier skiljer sig åt i sina parametrar: antalet laddningscykler, hållbarhet, kapacitet, storlek, etc ...

Litium-jon-batterier används i hög effekt elektriska och hybridbilar. De är lätta, hög specifik kapacitans och hög tillförlitlighet. Samtidigt, litium-jon-batterier är mycket lättantändliga. Antändning kan ske genom kortslutning, mekanisk deformation eller förstöring av kroppen, sjukdomar i laddningsläge eller en batteriurladdning. Ganska svårt att släcka en brand på grund av den höga aktiviteten av litium.

Batterierna är grunden för många enheter. Till exempel energilagring för telefonen - en kompakt externt batteri, inrymt i en robust, vattentät. Det gör att du kan ladda eller driva mobiltelefon. Kraftfulla mobila lagringsenheter energi enheter kan ladda alla digitalkameror, även bärbara datorer. I sådana anordningar, uppsättningar, typiskt litiumjonbatterier stor kapacitet. energilagring för hemma varken göra utan batterier. Men det är mycket mer komplicerade apparater. Dessutom batteriet i sin sammansättning innefattar en batteriladdare, ett styrsystem, en växelriktare. Enheterna kan fungera som ett permanent nätverk, liksom från andra källor. Uteffekten i mitten är 5 kW.

Sammanställare kemisk energi

Skilj "bränsle" och "utan bränsle" typer av enheter. De kräver speciella tekniker och ofta besvärlig högteknologisk utrustning. Begagnade processer gör det möjligt att ta emot energi i olika former. De termokemiska reaktionerna kan äga rum både vid låg och vid hög temperatur. Komponenter för hög temperatur reaktioner införs endast vid behov för att ta emot energi. Dessförinnan lagras de separat på olika platser. Komponenter för låg-temperaturreaktioner är vanligen i ett enda kärl.

Energilagringsbränsle drifttid

Detta förfarande innefattar två helt oberoende steg: lagring av energi ( "laddning") och dess användning ( "ladda ur"). Traditionell bränsle har vanligtvis en hög specifik energikapacitet, möjligheten till långtidslagring, användarvänlighet. Men livet inte stå stilla. Införandet av ny teknik ställer höga krav på bränsle. Problemet löses genom att förbättra befintliga och skapa nya, hög energi bränslen.

Bred lansering av nya modeller begränsas av bristen på tekniska processer, avfall, en stor brand och explosionsrisker i arbetet, behovet av högt kvalificerad personal, de höga kostnaderna för teknik.

Utan bränsle kemisk energilagring

I denna form av driv energi lagras genom konvertering av vissa kemiska ämnen i den andra. Till exempel, den släckta kalken under uppvärmning blir osläckt tillstånd. När "ut" den lagrade energin frigörs som värme och gas. Det är vad som händer när kalk släckning vatten. För att starta reaktionen, är det vanligen tillräckligt att ansluta komponenterna. I huvudsak denna typ av termo reaktion tar bara placera den vid en temperatur av hundratusentals grader. Därför är den utrustning som används mycket mer komplicerat och dyrt.