Apakah penyimpanan tenaga

Nature memberikan manusia pelbagai sumber tenaga: matahari, angin, sungai dan lain-lain. Kelemahan ini penjana tenaga bebas adalah kekurangan kestabilan. Oleh itu, semasa tempoh tenaga berlebihan disimpan di dalam simpanan dan makan semasa tempoh penurunan sementara. penyimpanan tenaga mempunyai ciri-ciri parameter berikut:

• jumlah tenaga yang disimpan;
• kadarnya pengumpulan, dan impak;
• graviti tentu;
• penyimpanan tenaga semasa;
• kebolehpercayaan;
• kos pembuatan dan penyelenggaraan, dan lain-lain.

Kaedah sistematisasi banyak pemacu. Salah satu yang paling mudah adalah klasifikasi jenis tenaga yang digunakan dalam penyimpanan, dan kaedah untuk penyimpanan dan pengembaliannya. peranti penyimpanan tenaga dibahagikan kepada jenis-jenis utama berikut:

• mekanikal;
• haba;
• elektrik;
• kimia.

Pengumpulan tenaga yang berpotensi

Inti-alat ini tidak rumit. Apabila mengangkat pengumpulan beban tenaga keupayaan, melakukan kerja yang berguna apabila menurunkan ia. ciri reka bentuk adalah bergantung kepada jenis kargo. Ia mungkin pepejal, cecair atau bahan zarahan. Biasanya, reka bentuk jenis ini peranti yang sangat mudah, oleh itu kebolehpercayaan yang tinggi dan hayat perkhidmatan yang panjang. disimpan masa penyimpanan tenaga bergantung kepada ketahanan bahan dan boleh mencapai beribu-ribu. Malangnya, alat-alat itu mempunyai kapasiti tenaga tentu yang rendah.

pemacu mekanikal tenaga kinetik

Dalam peranti ini, tenaga yang disimpan dalam pergerakan badan. Biasanya ia berayun atau salingan pergerakan.

Tenaga kinetik dalam sistem berayun tertumpu di gerakan salingan badan. Tenaga dibekalkan dan digunakan di bahagian, dalam masa dengan pergerakan badan. Mekanisme ini adalah agak rumit dan berubah-ubah dalam menubuhkan. digunakan secara meluas dalam jam tangan mekanikal. Jumlah tenaga yang disimpan biasanya kecil dan hanya sesuai untuk operasi peranti.

Pemacu menggunakan giroskop tenaga

Stok tenaga kinetik tertumpu di roda tenaga berputar. tenaga roda tenaga tertentu adalah lebih besar daripada tenaga bersamaan beban statik. Ia adalah mungkin dalam tempoh yang singkat diterima atau output kuasa yang besar. masa penyimpanan tenaga adalah kecil, dan kebanyakan reka bentuk adalah terhad kepada beberapa jam. Teknologi moden membolehkan untuk membawa masa penyimpanan tenaga sehingga beberapa bulan. Jambatan layang adalah sangat sensitif kepada kejutan. Peranti tenaga adalah berkadar terus dengan kelajuan putaran. Oleh itu, dalam penyimpanan tenaga dan perubahan pulangan berlaku kelajuan roda tenaga. beban A biasanya memerlukan berterusan, kelajuan yang rendah.

peranti lebih cerah sedang supermahovik. Mereka diperbuat daripada pita keluli, serat sintetik atau wayar. struktur yang berkenaan pepejal atau mempunyai ruang kosong. Jika ruang tidak belitan ada langkah pita ke arah pinggir saat putaran inertia roda tenaga ditukar, sebahagian daripada tenaga yang tersimpan pada musim bunga tertakluk kepada perubahan bentuk. Dalam peranti sedemikian, kelajuan putaran adalah lebih stabil daripada dalam struktur tselnotelyh, dan penggunaan tenaga mereka adalah lebih tinggi. Selain itu, mereka adalah lebih selamat.

supermahovik moden diperbuat daripada gentian Kevlar. Mereka berputar dalam ruang vakum dengan penggantungan magnet. Ia mampu menyimpan tenaga untuk beberapa bulan.

Pemacu mekanikal menggunakan kekerasan elastik

Ini jenis peranti boleh menyimpan ketumpatan tenaga yang sangat besar. Dari pemacu mekanikal ia mempunyai kandungan tenaga yang tinggi untuk peranti dengan dimensi beberapa sentimeter. jambatan layang yang lebih besar dengan kelajuan yang sangat tinggi putaran mempunyai penggunaan tenaga yang lebih tinggi, tetapi mereka sangat terdedah kepada faktor-faktor luaran, dan mempunyai sedikit masa untuk menyimpan tenaga.

Pemacu mekanikal menggunakan tenaga musim bunga

Mampu memberikan kuasa mekanikal yang paling besar di semua kelas penyimpanan tenaga. Ia hanya dihadkan oleh kekuatan had musim bunga. Tenaga dalam spring termampat boleh disimpan untuk beberapa dekad. Walau bagaimanapun, disebabkan ubah bentuk kekal dalam kelesuan logam berkumpul dan mengurangkan kapasiti musim bunga. Pada masa yang sama, berkualiti tinggi spring keluli, tertakluk kepada syarat-syarat operasi boleh bekerja untuk beratus-ratus tahun tanpa kehilangan ketara dalam kapasiti.

fungsi spring boleh melaksanakan apa-apa unsur-unsur elastik. band getah, sebagai contoh, sepuluh kali daripada produk keluli tenaga disimpan per unit jisim. Tetapi perkhidmatan getah jangka disebabkan oleh penuaan kimia adalah hanya beberapa tahun.

pemacu mekanikal, menggunakan tenaga gas termampat

Dalam jenis ini peranti penyimpanan tenaga adalah disebabkan oleh mampatan gas. Di hadapan lebihan tenaga dengan gas pemampat tekanan disuntik ke dalam belon. Jika perlu, gas termampat digunakan untuk memacu turbin atau penjana. Pada kuasa rendah turbin perlu digunakan dan bukannya enjin omboh. Gas dalam bekas tekanan ratusan atmosfera mempunyai ketumpatan tenaga tertentu yang tinggi untuk beberapa tahun, dan di hadapan injap berkualiti tinggi - dan berpuluh-puluh tahun.

Pengumpulan tenaga haba

Sebahagian besar wilayah negara kita terletak di kawasan utara, jadi sebahagian besar daripada tenaga yang digunakan untuk pemanasan dalaman. Sehubungan ini dengan kerap perlu untuk menyelesaikan masalah mengekalkan kepanasan dalam pemacu dan mengeluarkannya dari sana jika perlu.

Dalam kebanyakan kes, anda tidak boleh mencapai ketumpatan yang tinggi tenaga haba yang disimpan, dan mana-mana terma hujan yang pemeliharaan. Terdapat peranti yang berkesan untuk beberapa ciri-ciri dan harga yang tinggi tidak sesuai untuk digunakan secara meluas.

Pengumpulan dengan mengorbankan muatan haba

Ini adalah salah satu cara yang paling lama. Ia adalah berdasarkan kepada prinsip bahan penyimpanan tenaga haba apabila dipanaskan dan kembali haba semasa penyejukan. Reka bentuk pemacu ini adalah amat mudah. Mereka boleh menjadi apa-apa sekeping pepejal atau bekas yang tertutup dengan penyejuk cecair. Kedai tenaga haba mempunyai kehidupan yang sangat panjang, jumlah yang hampir tidak terhad penyimpanan tenaga dan pulangan kitaran. Tetapi masa penyimpanan tidak melebihi beberapa hari.

Pengumpulan tenaga elektrik

Tenaga elektrik - ini adalah bentuk yang paling mudah dalam dunia moden. Itulah sebabnya pemacu elektrik yang digunakan secara meluas dan paling maju. Malangnya, peranti murah kemuatan tertentu adalah kecil, dan peranti dengan kapasiti tertentu yang tinggi yang mahal dan bersifat sementara. Penyimpanan tenaga elektrik - adalah kapasitor, supercapacitors, bateri.

kapasitor

Ia adalah jenis yang paling popular penyimpanan tenaga. Kapasitor mampu beroperasi pada suhu dari -50 hingga 150 darjah. Bilangan tenaga kitaran storan berundur - berbilion-bilion sesaat. Menghubungkan beberapa kapasitor selari, anda boleh dengan mudah mendapatkan nilai kapasiti yang diperlukan. Di samping itu, terdapat kapasitor boleh ubah. Menukar kemuatan kapasitor itu boleh dibuat secara mekanikal atau elektrik, atau pengaruh suhu. Selalunya kapasitor boleh ubah boleh didapati dalam litar salunan.

Kapasitor dibahagikan kepada dua kelas - kutub dan bukan kutub. Seumur hidup kutub (elektrolisis) kurang daripada nonpolar, mereka lebih bergantung kepada keadaan luaran, tetapi pada masa yang sama mempunyai kemuatan yang lebih tinggi tertentu.

Kapasitor penyimpanan tenaga - Instrumen tidak begitu berjaya. Yang mempunyai kapasiti untuk kumpulan kecil dan ketumpatan kecil tertentu daripada tenaga yang tersimpan dan masa penyimpanan diukur dalam saat, minit, jam jarang. Kapasitor mendapati permohonan terutamanya dalam elektronik kuasa dan kejuruteraan elektrik.

Pengiraan kapasitor, sebagai peraturan, tidak menyebabkan kesukaran. Semua maklumat yang diperlukan pada pelbagai jenis kapasitor disediakan dalam buku panduan teknikal.

ionistory

Alat-alat ini menduduki kedudukan pertengahan antara kapasitor polar dan Bateri. "Supercapacitors" kadang-kadang dipanggil. Oleh itu, mereka mempunyai sejumlah besar peringkat bertanggungjawab melaksanakan, kapasiti adalah lebih besar daripada kapasitor, tetapi sedikit kurang berbanding dengan bateri kecil. tenaga masa penyimpanan - sehingga beberapa minggu. Ionistory sangat sensitif kepada suhu.

bateri kuasa

bateri elektrokimia digunakan jika anda mahu menyimpan banyak tenaga. Ia adalah paling sesuai untuk tujuan ini peranti asid plumbum. Ia dicipta kira-kira 150 tahun yang lalu. Dan sejak itu, dalam peranti bateri tidak membawa apa-apa yang baru. Terdapat banyak model khusus, kualiti komponen, meningkatkan kebolehpercayaan bateri meningkat dengan ketara. Perlu diperhatikan bahawa peranti bateri, yang dicipta oleh pengeluar yang berbeza untuk tujuan yang berbeza hanya berbeza dalam butir-butir kecil.

bateri elektrokimia dikelaskan ke dalam cengkaman dan permulaan. Daya tarikan yang digunakan dalam pengangkutan elektrik, bekalan kuasa tidak terganggu, sumber kuasa. Untuk bateri itu mempunyai ciri-ciri pelepasan panjang dan dengan kedalaman yang besar. Bermula bateri boleh memberi semasa yang tinggi dalam masa yang singkat, tetapi pelepasan mendalam bagi mereka tidak boleh diterima.

bateri elektrokimia mempunyai bilangan yang terhad kitaran bertanggungjawab melaksanakan, secara purata, dari 250 hingga 2000. Walaupun tiada operasi mereka gagal selepas beberapa tahun. bateri elektrokimia adalah sensitif kepada suhu, memerlukan masa yang lama mengecas dan pematuhan ketat kaedah-kaedah operasi.

peranti ini mestilah dicaj semula secara berkala. Caj bateri dipasang pada kenderaan, ia dihasilkan dalam memandu generator. Pada musim sejuk, ini tidak mencukupi, bateri yang sejuk tidak baik mengambil alih, dan penggunaan kuasa pada permulaan kenaikan enjin. Oleh itu, adalah perlu untuk menjalankan lagi mengenakan caj bateri dalam bilik panas pengecas khas. Salah satu kelemahan utama unit asid plumbum adalah berat badan yang besar mereka.

Bateri untuk peranti kuasa rendah

Jika diperlukan peranti mudah alih yang berwajaran kecil, jenis-jenis dipilih bateri boleh dicas semula nikel-kadmium, ion litium, logam hibrid, polimer ionik. Mereka mempunyai keupayaan yang lebih tinggi tertentu, tetapi dengan harga yang lebih tinggi. Ia digunakan dalam telefon bimbit, komputer riba, kamera dan peranti kecil yang lain. jenis bateri berbeza dalam parameter mereka: bilangan kitaran caj, jangka hayat, kapasiti, saiz, dan lain-lain ...

Bateri lithium-ion yang digunakan dalam elektrik berkuasa tinggi dan kereta hibrid. Mereka adalah ringan, kapasitan tertentu yang tinggi dan kebolehpercayaan yang tinggi. Pada masa yang sama, bateri lithium-ion yang mudah terbakar. Pencucuhan boleh berlaku dengan pintas, ubah bentuk mekanikal atau kemusnahan badan, gangguan mod pertuduhan itu atau pelepasan bateri. Agak sukar untuk memadamkan api yang disebabkan oleh aktiviti yang tinggi litium.

Bateri adalah asas untuk banyak peranti. Sebagai contoh, penyimpanan tenaga untuk telefon - yang padat pek bateri luaran, di dalam sebuah lasak, kalis air. Ia membolehkan anda untuk mengecas atau kuasa telefon bimbit. Kuat peranti penyimpanan tenaga mudah alih dapat mengenakan semua kamera digital, walaupun komputer riba. Dalam peranti seperti, set, biasanya bateri ion litium kapasiti besar. penyimpanan tenaga untuk rumah tidak melakukan tanpa bateri. Tetapi ia adalah peranti lebih rumit. Tambahan pula bateri dalam komposisi mereka termasuk pengecas bateri, sistem kawalan, penyongsang. Peranti boleh beroperasi sebagai rangkaian tetap, dan juga dari sumber lain. Kuasa keluaran di tengah-tengah adalah 5 kW.

Agregator tenaga kimia

Membezakan "bahan api" dan "tanpa bahan api" jenis pemacu. Mereka memerlukan teknik khas dan peralatan berteknologi tinggi sering rumit. proses yang digunakan membolehkan untuk menerima tenaga dalam bentuk yang berbeza. Reaksi termokimia dapat dilakukan di kedua-dua rendah dan pada suhu yang tinggi. Komponen bagi tindak balas suhu tinggi diperkenalkan hanya apabila perlu untuk menerima tenaga. Sebelum itu, ia disimpan secara berasingan di tempat yang berbeza. Komponen bagi tindak balas suhu rendah biasanya dalam sebuah kapal tunggal.

penyimpanan tenaga masa operasi bahan api

Kaedah ini merangkumi dua peringkat benar-benar bebas: penyimpanan tenaga ( "mengecas") dan penggunaan ( "menunaikan") itu. bahan api tradisional biasanya mempunyai kapasiti tenaga tentu yang tinggi, kemungkinan penyimpanan jangka panjang, kemudahan penggunaan. Tetapi hidup tidak berdiam diri. Pengenalan teknologi baru ini meletakkan permintaan yang tinggi terhadap bahan api. Masalah ini diselesaikan dengan meningkatkan bahan api baru, tinggi tenaga yang sedia ada dan mewujudkan.

pengenalan pelbagai model baru dikekang oleh kekurangan proses teknologi, sisa, kebakaran dan letupan besar bahaya dalam kerja, keperluan untuk kakitangan yang berkelayakan, kos yang tinggi teknologi.

Tanpa bahan api penyimpanan tenaga kimia

Dalam bentuk tenaga memandu disimpan melalui penukaran bahan kimia tertentu dalam lain. Sebagai contoh, kapur mati semasa pemanasan menjadi negeri kapur. Apabila "dilepaskan" tenaga yang tersimpan dibebaskan sebagai haba dan gas. Itulah yang berlaku apabila kapur slaking air. Untuk memulakan tindak balas, ia biasanya mencukupi untuk menyambung komponen. Pada dasarnya, ini jenis tindak balas termokimia hanya mengambil masa meletakkannya pada suhu beratus-ratus beribu-ribu darjah. Oleh itu, peralatan yang digunakan adalah lebih rumit dan mahal.