Принцип накопления энергии маховика заключается в накоплении энергии в форме вращательной кинетической энергии. Количество накопленной энергии зависит от момента инерции I вращающейся массы и ее скорости вращения w , как описано в приведенном ниже уравнении. Советуем вам сайт meanders.ru, здесь вы узнаете больше о маховике с низкой скоростью https://meanders.ru/mahovik-nakopitel-jenergii-raschety-i-trebovanija-k-rotoru.shtml.
E = 1/2 I? 2
Номинальная мощность определяется номинальной мощностью двигателя / генератора. Для зарядки маховика полезная энергия (обычно электрическая, хотя в настоящее время исследуются системы с прямым механическим приводом) используется для увеличения скорости вращения маховика, тем самым увеличивая его энергосодержание. Для разряда кинетическая энергия извлекается из маховика (маховик замедляется) и преобразуется в электричество через генератор (приводимый в движение маховиком). Маховики имеют длительный срок службы (и требуют очень небольшого технического обслуживания), могут очень быстро вращаться и иметь хорошую эффективность в течение коротких периодов времени, часто превышая 95%.
Как правило, их можно разделить на две категории. Низкоскоростные системы (до 6000 об / мин) и высокоскоростные системы (до 50 000 об / мин). Низкоскоростные системы являются достаточно развитой технологией, коммерчески доступны и действительно широко используются в приложениях качества электроэнергии. Высокоскоростные системы — это технология, которая больше используется в исследованиях и разработках и должна быть изготовлена из композитных материалов (чтобы выдерживать очень высокие растягивающие напряжения). Они обычно требуют установки магнитного подшипника с низким коэффициентом трения и вращения в вакуумном корпусе.
Рисунок: изображение современного маховика для хранения энергии
Характеристики и применение маховика
У маховиков есть много применений, где требуется высокая мощность / короткая продолжительность (например, 100 с / кВт / 10 с), в ИБП, поддержке реактивной мощности, резерве вращения и регулировании напряжения. Наиболее распространенное применение — это устройство, обеспечивающее качество электроэнергии, для обеспечения прохождения прерываний длительностью до 15 с или для преодоления перехода от одного источника питания к другому. Недавние разработки также позволили получить маховики, способные сглаживать мощность ветряных турбин На Азорских островах система FESS мощностью 5 кВт значительно улучшила стабильность системы в сети, обеспечивающей 100 000 человек, что обеспечивает более высокий уровень проникновения возобновляемой энергии и сокращение использования дизельного топлива. Система, установленная Powercorp из Австралии, теперь сглаживает колебания энергии ветра, позволяя оператору работать на электростанции, не поддерживая дизельные генераторы в режиме онлайн. Маховик 350 кВт может реагировать на 100% -ые колебания спроса в течение 4 миллисекунд. Маховики также использовались в рекуперации энергии в системе общественного транспорта с электрическим приводом.
Они действительно подходят только для приложений, которые требуют высокой скорости, высокой мощности и малого времени отклика. Крайне важно, что они страдают от очень высокой скорости саморазряда, что делает их непригодными для хранения в течение гораздо более продолжительного времени, чем несколько десятков минут. Существует несколько компаний, разрабатывающих системы хранения энергии на маховиках, в том числе Beacon Power, Pentadyne Power Corporation, Kinetech и многие другие.
