Какви са съхранението на енергия

Природата е дал на човека на различни енергийни източници: слънце, вятър, реки и др. Недостатъкът на тези генератори на свободна енергия е липсата на стабилност. Ето защо, по време на периоди на излишната енергия се съхранява в своята памет и консумира по време на периодите на временна спад. съхранение на енергия се характеризира със следните параметри:

• количество акумулирана енергия;
• темп на натрупване и въздействие;
• специфично тегло;
• съхранение на енергия на времето;
• надеждност;
• производство и разходи за поддръжка и др.

Методи за систематизиране много дискове. Един от най-удобния е класификацията на вида на използваната енергия в склада, както и метод за нейното съхранение и връщане. устройства за съхранение на енергия се разделят на следните основни видове:

• механично;
• термичен;
• електрически;
• химикал.

Натрупването на потенциална енергия

Същността на тези неусложнена устройства. При повдигане на натрупване натоварване на потенциална енергия, извършва полезна работа, когато я понижава. Конструктивна особеност са в зависимост от вида на товара. То може да бъде твърд, течен или вещество на частици. Обикновено, проектирането на този тип устройства са много прости, откъдето идва и висока надеждност и дълъг експлоатационен живот. съхраняват време за съхранение на енергия зависи от издръжливостта на материалите и може да достигне хиляди. За съжаление, тези устройства са с ниска специфична енергия капацитет.

Механични предавки кинетична енергия

В тези устройства, енергията, съхранявана в движението на тялото. Обикновено тя се колебае или възвратно-постъпателно движение.

Кинетичната енергия в трептящи системи е съсредоточена в възвратно постъпателното движение на тялото. Енергията се доставя и се консумира в порции, по време с движение на тялото. Механизмът е доста сложен и капризен в създаването. Широко се използва в механични часовници. Размерът на акумулираната енергия обикновено е малък и е подходящ само за работа на устройството.

Дискове, използващи енергия жироскоп

Акциите на кинетичната енергия е концентрирана в въртящ се маховик. Специфична маховик енергия е много по-голяма от енергиен еквивалент статично натоварване. Възможно е в един кратък период от време, се получава или голяма мощност. Време за съхранение на енергия е малка, и на повечето от проектите е ограничена до няколко часа. Съвременните технологии позволяват да донесе на времето за съхранение на енергия с до няколко месеца. Маховици са много чувствителни към удар. Устройството за енергия е в пряка зависимост от скоростта на въртене. Ето защо, в съхранението на енергия и промяната връщане случва скорост маховик. Товарът обикновено изисква постоянна ниска скорост.

По-обещаващите устройства са supermahovik. Те са изработени от метална лента, синтетични влакна или проводник. Структурата може да бъде твърдо вещество или да има празно пространство. Ако мястото е достъпно намотки на лента се движи към периферията на въртене инерционен момент на маховика се променили, част от енергията, натрупана през пролетта подложена на деформация. В такива устройства, скоростта на въртене е по-стабилна, отколкото в tselnotelyh структури и тяхната консумация на енергия е много по-висока. В допълнение, те са по-безопасни.

Modern supermahovik изработен от кевлар влакна. Те се върти във вакуумна камера с магнитна суспензия. Той е в състояние да съхранява енергия в продължение на няколко месеца.

Механични устройства, използващи еластична сила

Този тип устройство е в състояние да съхранява огромно енергийна плътност. От механична диск го има най-висок енергийното съдържание за устройства с размери на няколко сантиметра. По-големите маховици с много висока скорост на въртене имат много по-висока консумация на енергия, но те са много уязвими към външни фактори и имат малко време за съхраняване на енергия.

Механични устройства, използващи пружина енергия

Способност за предоставяне на най-голямата механичната мощност на всички класове на съхранение на енергия. Той е ограничен само от силата на границата на еластичност. Енергия в компресиран пролетта може да се съхранява в продължение на няколко десетилетия. Въпреки това, поради постоянна деформация в металния умората се натрупва и намалява капацитета на пружината. В същото време, с високо качество стоманена пружина, при спазване на условията на работа може да работи в продължение на стотици години, без осезаема загуба в качеството.

пружина функция може да изпълнява всички еластични елементи. Ластици, например, десет пъти по-добри от стоманени продукти на акумулирана енергия на единица маса. Но терминът каучук услугата се дължи на химическа стареенето е само на няколко години.

Механични устройства, използващи енергията на сгъстения газ

При този вид устройства за съхранение на енергия се дължи на компресия на газ. В присъствието на излишък на енергия от газ на компресора под налягане се инжектира в балона. Когато е необходимо, компресирания газ се използва за задвижване на турбини или генератор. При ниски сили на турбината трябва да се използва вместо на бутален двигател. Газът в съда под налягане на стотици атмосфери има висока специфична енергийна плътност в продължение на няколко години, и в присъствието на висококачествени клапани - и десетки години.

Натрупване на топлинна енергия

Голямата част от територията на страната ни се намира в северните райони, така че голяма част от енергията, консумирана за отопление вътрешно. В тази връзка редовно трябва да реши проблема за водене на топло в устройството и да се махне от там, ако е необходимо.

В повечето случаи не може да се постигне по-висока плътност на съхраняваните топлинна енергия и на значимите от гледна точка на нейното опазване. Налице е ефективен уред за редица от неговите характеристики и високи цени не са подходящи за широка употреба.

Натрупването за сметка на топлинния капацитет

Това е една от най-старите начини. Тя се основава на принципа на топлинна енергия материал съхранение при нагряване и връщане на топлина по време на охлаждане. Дизайнът на тези дискове е изключително лесно. Те могат да бъдат на всяко твърдо парче или затворен контейнер с течен топлоносител. топлоенергийни магазини имат много дълъг живот, на практика неограничен брой цикли за съхранение на енергия и да се върне. Но времето за съхранение не превишава няколко дни.

Натрупването на електрическа енергия

Електрическа енергия - това е най-удобната форма на това в съвременния свят. Ето защо електрозадвижванията са широко използвани и най-развити. За съжаление, евтини устройства специфичен капацитет е малък, и устройства с висока специфична мощност на скъпите и краткотрайно. Съхранение на електрическа енергия - е кондензатори, суперкондензатори, батерии.

кондензатори

Това е най-популярният вид на съхранение на енергия. Кондензатори са способни да работят при температура от -50 до 150 градуса. Броят на енергийния цикъл съхранение-откат - десетки милиарди в секунда. Свързване на няколко кондензатори в паралел, лесно можете да получите необходимата стойност на капацитета. В допълнение, има променливи кондензатори. Промяна на капацитет на такива кондензатори може да бъде направена механично или електрически, или влияние на температурата. Най-често променливи кондензатори могат да бъдат намерени в трептящ кръг.

Кондензатори са разделени в два класа - полярните и неполярни. Живот полярна (електролитна) по-малко от неполярен, те са по-зависими от външните условия, но в същото време има по-висок относителен капацитет.

Както кондензатори за съхранение на енергия - не много успешни инструменти. Те имат малък капацитет и малка специфична плътност на акумулираната енергия и времето за съхранение не се измерва в секунди, минути, часове рядко. Кондензатори са намерили приложение най-вече в електрониката власт и електротехниката.

Изчисление на кондензатор, като правило не предизвиква затруднения. Цялата необходима информация за различни видове кондензатори, предвидени в техническите ръководства.

ionistory

Тези устройства заемат междинно положение между полярни кондензатори и батериите. "Суперкондензаторите" понякога се наричат. Съответно, те имат огромен брой етап заряд-разряд, капацитетът е по-голяма от тази на кондензатор, но малко по-малко от това на малки батерии. Време за съхранение на енергия - до няколко седмици. Ionistory много чувствителни към температура.

електрически батерии

Електрохимични батерии се използват, ако искате да съхранява голямо количество енергия. Това е най-подходящ за тази цел устройства оловно-киселинни. Те са били измислени преди около 150 години. И тъй като след това, в устройството на батерията не донесе нищо ново. Имаше много на специализирани модели, качеството на компоненти, подобрена надеждност на батерията се увеличава значително. Прави впечатление, че устройството на батерията, създадени от различни производители за различни цели се различават само по незначителни подробности.

Електрохимични батерии са класифицирани в сцеплението и стартиране. Traction се използва в електрическия транспорт, непрекъсваеми токозахранващи устройства, източници на енергия. За тези батерии се характеризира с дълъг и равномерно освобождаване на голяма дълбочина. Стартиране батерии могат да дадат висок ток за кратко време, но дълбоко освобождаване от отговорност за тях неприемливо.

Електрохимични батерии имат ограничен брой цикли на заряд-разряд, средно, от 250 до 2000 г. Дори ако не работите те не успеят, след няколко години. Електрохимични батерии са чувствителни към температура, изискват дълго време за зареждане и по-стриктно спазване на правилата на работа.

Устройството трябва да се презареждат периодично. Зареждането на батерията е поставена върху превозното средство, то се произвежда в управлението на генератора. През зимата, това не е достатъчно, студена батерия е лошо поема, и потреблението на енергия в началото на увеличението на двигателя. Ето защо е необходимо да се проведе допълнително зареждане на батерията в топло помещение специално зарядно устройство. Един от основните недостатъци на оловно-киселинни единици е голямото им тегло.

Батерии за маломощни устройства

Ако е необходимо мобилни устройства с малки тежести, избрани следните видове акумулаторни батерии са никел-кадмий, литиев йон, метал хибрид, полимер-йонни. Те имат по-висок специфичен капацитет, но цената е много по-висока. Те се използват в мобилни телефони, лаптопи, камери и други малки устройства. Различни видове батерии се различават по своите параметри: броят на такса цикли, срок на годност, капацитет, размер и др ...

Литиево-йонни батерии се използват при висока мощност електрически и хибридни автомобили. Те са леки, висок относителен капацитет и висока надеждност. В същото време, литиево-йонни батерии са лесно запалими. Запалване може да възникне от късо съединение, механична деформация или унищожаване на тялото, разстройства на режим на зареждане или изпразване на батерията. По-скоро е трудно да гасят пожар поради високата активност на литий.

Батериите са в основата на много устройства. Така например, за съхранение на енергия за телефона - компактен външен батериен модул, настанени в здрав, водоустойчив. Тя ви позволява да се зарежда или не на мобилен телефон. Мощни устройства за мобилни съхранение на енергия са в състояние да се зарежда всички цифрови фотоапарати, дори и лаптопи. В тези устройства, апарати, обикновено литиев йонни батерии голям капацитет. съхранение на енергия за дома нито пък направите, без батерии. Но това е много по-сложни устройства. Освен батерия в техния състав включва зарядно устройство, система за контрол, инвертор. Устройствата могат да работят като постоянна мрежа, както и от други източници. Изходната мощност в средата е 5 кВт.

Агрегаторите химическа енергия

Разграничаване "гориво" и "без гориво" видове дискове. Те изискват специални техники и често тромави високотехнологично оборудване. Използвани процеси позволяват да се получи енергия в различни форми. Термо реакции може да се осъществи както при ниска и при висока температура. Компоненти за висока температура реакции се въвежда само когато е необходимо за получаване на енергия. Преди това те се съхраняват отделно на различни места. Компоненти за нискотемпературни реакции обикновено са в един съд.

Съхранение на енергия операционна гориво време

Този метод включва две напълно независими етапа: за съхранение на енергия ( "зареждане") и нейното използване ( "освобождаване"). Традиционен гориво обикновено има висока специфична енергия капацитет, възможността за дългосрочно съхранение, лекота на използване. Но животът не стои на едно място. Въвеждането на нови технологии поставя високи изисквания към горивото. Проблемът е решен чрез подобряване на съществуващите и създаване на нови, високо-енергийни горива.

Wide въвеждане на нови модели са ограничени от липсата на технологични процеси, отпадъците, голям пожар и експлозия опасности в работата, нуждата от висококвалифициран персонал, високата цена на технологиите.

Без съхранение химическа енергия гориво

В тази форма на диск енергия се съхранява чрез превръщане на определени химически вещества в другата. Например, гасена вар по време на нагряването става негасена вар състояние. Когато "изпуска" акумулирана енергия се освобождава под формата на топлина и газ. Това е, което се случва, когато вар гасенето вода. За иницииране на реакцията, обикновено е достатъчна, за да се свържете компонентите. По същество, този тип термо реакция отнема го поставите при температура от стотици хиляди градуса само. Ето защо, за оборудването, използвано е много по-сложно и скъпо.