Hvad er det energilagring

Naturen gav mennesket en række forskellige energikilder: sol, vind, floder og andre. Ulempen ved disse generatorer af fri energi er manglen på stabilitet. Derfor i perioder med overskydende energi lagres i dets oplagring og forbruge i perioder med midlertidig tilbagegang. energilagring er kendetegnet ved de følgende parametre:

• Mængden af oplagret energi;
• dens akkumulationsrate, virkninger;
• massefylde;
• energilagring tid;
• pålidelighed;
• fremstillings- og vedligeholdelsesomkostninger, og andre.

Fremgangsmåder til systematisering mange drev. En af de mest bekvemme er klassificeringen af den type energi, der anvendes i lageret, og en fremgangsmåde til dets oplagring og tilbagevenden. energilagringsindretning er opdelt i følgende hovedtyper:

• mekanisk;
• termisk;
• elektriske;
• kemikalie.

Ophobning af potentiel energi

Essensen af disse ukomplicerede enheder. Ved løft en belastning ophobning af potentiel energi, udfører nyttigt arbejde, når du sænker den. Design funktioner er afhængige af typen af gods. Den kan være fast, flydende eller partikelformet substans. Typisk design af denne type enheder er meget enkle, dermed høj pålidelighed og lang levetid. oplagret energi lagringstid afhænger holdbarheden af materialer og kan nå tusinder. Desværre er sådanne enheder har en lav specifik energi kapacitet.

Mekaniske drev kinetisk energi

I disse indretninger energien lagret i bevægelsen af et legeme. Normalt er det oscillerende eller pendlende bevægelse.

Den kinetiske energi i oscillerende systemer er koncentreret i den frem- og tilbagegående bevægelse af legemet. Der tilføres energi og forbruges i portioner, i takt med bevægelsen af kroppen. Mekanismen er temmelig kompliceret og lunefuld i opsætning. Vid udstrækning anvendes i mekaniske ure. Mængden af oplagret energi er sædvanligvis små og er kun egnet til drift af indretningen.

Drev anvender energi gyroskop

Bestanden af kinetisk energi er koncentreret i en roterende svinghjul. Specifik svinghjul energi er meget større end den energi, der svarer statisk belastning. Det er muligt i en kort periode er modtaget eller en stor effekt. energilagring tid er lille, og de fleste af de design er begrænset til et par timer. Moderne teknologi gør det muligt at bringe energilagring på op til flere måneder. Svinghjul er meget følsomme over for stød. Energien enheden er i direkte forhold til hastigheden af dens rotation. Derfor, i energilagring og retur forekommer ændringer svinghjul hastighed. En belastning kræver som regel en konstant lav hastighed.

Mere lovende enheder er supermahovik. De er lavet af stålbånd, syntetisk fiber eller tråd. Strukturen kan være fast eller har en tom plads. Hvis der er plads viklinger af båndet bevæge sig mod periferien af rotation inerti øjeblik af svinghjulet ændres, en del af energien lagret i fjederen underkastes deformation. I sådanne indretninger, rotationshastigheden er mere stabil end i tselnotelyh strukturer, og deres energiforbrug er langt højere. Hertil kommer, at de er mere sikre.

Moderne supermahovik fremstillet af Kevlar fibre. De roterer i et vakuumkammer med magnetisk ophæng. Det er i stand til at lagre energi i flere måneder.

Mekaniske drev using elastisk kraft

Denne type enhed er i stand til at lagre enorme energitæthed. Fra mekanisk drev det har den højeste energiindhold anordninger med dimensioner på nogle få centimeter. Større svinghjul med en meget høj rotationshastighed har en meget højere energiforbrug, men de er meget sårbare over for eksterne faktorer, og har lidt tid til at lagre energi.

Mekaniske drev using fjederenergi

Stand til at tilvejebringe den største mekaniske kraft af alle klasser af energilagring. Den er kun begrænset af styrken grænsen foråret. Energi i komprimeret foråret kan opbevares i flere årtier. Men på grund af permanent deformation i metaltræthed akkumuleres og nedsætter kapaciteten af fjederen,. På samme tid, kan høj kvalitet fjederstål, med forbehold af driftsbetingelserne arbejde i hundreder af år uden væsentligt tab i kapacitet.

fjederfunktion kan udføre elastiske elementer. Elastikker, for eksempel ti gange bedre end stålprodukter af lagret energi per masseenhed. Men udtrykket gummi tjeneste på grund af kemisk aldring er kun et par år.

Mekaniske drev, ved hjælp af energien i den komprimerede gas

I denne type energi lagringsenheder skyldes gaskompression. I nærvær af et overskud af energi ved hjælp af kompressoren gas under tryk injiceres i ballonen. Som nødvendigt, er den komprimerede gas anvendes til at drive en turbine eller generator. Ved lave beføjelser bør anvendes turbinen i stedet for en stempelmotor. Gassen i trykbeholderen af hundredvis af atmosfærer har en høj specifik energitæthed i flere år, og i nærvær af høj kvalitet ventiler - og snesevis af år.

Akkumulering af varmeenergi

Det meste af området i vores land er beliggende i de nordlige områder, så en stor del af den energi, der forbruges til opvarmning internt. I den forbindelse jævnligt er nødt til at løse problemet med at holde varmen i drevet og fjerne den derfra hvis det er nødvendigt.

I de fleste tilfælde kan du ikke opnå en høj tæthed af den lagrede termiske energi, og eventuelle væsentlige hensyn til dets bevarelse. Der er en effektiv anordning til en række af sine funktioner og høje priser er ikke egnet til udbredt brug.

Ophobning på bekostning af den varmekapacitet

Dette er en af de ældste måder. Det er baseret på princippet om termisk energilagring materiale, når det opvarmes og returnere varme under dens afkøling. Udformningen af disse drev er ekstremt let. De kan være af en hvilken som helst fast stykke eller en lukket beholder med et flydende kølemiddel. termiske energi butikker har en meget lang levetid, stort set ubegrænset antal storage energi og retur cyklusser. Men den opbevaringstid ikke overstiger et par dage.

Ophobning af elektrisk energi

Elektrisk energi - det er den mest bekvemme form for det i den moderne verden. Det er derfor, de elektriske drev er udbredte og mest udviklede. Desværre er den billige enheder specifikke kapacitans er lille, og enheder med en høj specifik kapacitet af dyre og kortvarig. Opbevaring af elektrisk energi - er kondensatorer, supercapacitors, batterier.

kondensatorer

Det er den mest populære form for energilagring. Kondensatorer er kan arbejde ved en temperatur på fra -50 til +150 grader. Antallet af energilagring-rekyl cyklus - mange milliarder per sekund. Tilslutning flere kondensatorer i parallel, kan du nemt få den ønskede værdi kapacitet. Derudover er der variable kondensatorer. Ændring af kapacitansen af sådanne kondensatorer kan ske mekanisk eller elektrisk, eller temperaturens indflydelse. Oftest variable kondensatorer kan findes i resonanskredsen.

Kondensatorer er opdelt i to klasser - den polære og ikke-polære. Levetid polær (elektrolytisk) mindre end ikke-polær, er de mere afhængige af de ydre forhold, men på samme tid har en højere specifik kapacitans.

Som energilagring kondensatorer - ikke meget succesrige instrumenter. De har en lille kapacitet og en lille specifik densitet af den lagrede energi og dens opbevaringstid måles i sekunder, minutter, timer sjældent. Kondensatorer har fundet anvendelse hovedsageligt i effektelektronik og elektroteknik.

Beregning af kondensatoren, som regel, ikke forårsager vanskeligheder. Alle nødvendige oplysninger om forskellige typer af kondensatorer, der er fastsat i de tekniske håndbøger.

ionistory

Disse enheder indtager en mellemposition mellem de polare kondensatorer og batterier. "Supercapacitors" undertiden kaldes. Derfor har de et meget stort antal charge-udledning fase, kapaciteten er større end kondensatoren, men lidt mindre end for små batterier. energilagring tid - op til flere uger. Ionistory meget følsomme over for temperatur.

power batterier

Elektrokemiske batterier bruges, hvis du ønsker at gemme en masse energi. Det er bedst egnet til dette formål bly-syre-enheder. De blev opfundet omkring 150 år siden. Og siden da, i batteriet enheden ikke bringe noget nyt. Der var en masse af specialiserede modeller, er kvaliteten af komponenter, forbedret batteri pålidelighed væsentligt forøget. Det er bemærkelsesværdigt, at batteriet enhed, skabt af forskellige producenter til forskellige formål adskiller sig kun i mindre detaljer.

Elektrokemiske batterier er klassificeret i den trækkraft og start. Traction anvendes i elektrisk transport, nødstrømsanlæg, strømkilder. For sådanne batterier er kendetegnet ved lange og ensartet udledning af sin store dybde. Start batterier kan give en høj strøm på kort tid, men dyb afladning for dem uacceptable.

Elektrokemiske batterier har et begrænset antal charge-afladninger i gennemsnit fra 250 til 2000. Selv hvis der ikke de undlader efter et par år. Elektrokemiske batterier er følsomme over for temperatur, kræver en lang opladningstid og en streng overholdelse af reglerne for drift.

Enheden skal genoplades jævnligt. batteriladningen er monteret på køretøjet, produceres det i generatoren kørsel. Om vinteren, det er ikke nok, en kold batteri er dårlig tager ansvaret, og strømforbruget ved starten af motoren stiger. Det er derfor nødvendigt at foretage yderligere oplade batteriet i et varmt rum speciel oplader. En af de største ulemper ved bly-syre-enheder er deres store vægt.

Batterier til energibesparende udstyr

Hvis det kræves mobile enheder med små vægte, de valgte følgende typer genopladelige batterier er nikkel-cadmium, lithium-ion, metal hybrid, polymer-ionisk. De har en højere specifik kapacitet, men prisen er meget højere. De anvendes i mobiltelefoner, bærbare computere, kameraer og andre små enheder. Forskellige typer batterier er forskellige i deres parametre: antallet af opladninger, holdbarhed, kapacitet, størrelse, osv ...

Lithium-ion-batterier bruges i high-power elektrisk og hybridbiler. De er lette, høj specifik kapacitet og høj pålidelighed. Samtidig, lithium-ion batterier er meget brandfarlige. Antændelse kan ske ved kortslutning, mekanisk deformation eller ødelæggelse af legemet, lidelser i opladningstilstand eller en afladningen af batteriet. Temmelig vanskeligt at slukke en brand som følge af den høje aktivitet af lithium.

Batterier er grundlaget for mange enheder. For eksempel, energilagring for telefonen - en kompakt ekstern batteripakke, har til huse i en robust, vandtæt. Det giver dig mulighed for at oplade eller tænde mobiltelefonen. Kraftige mobil energi lagringsenheder er i stand til at oplade alle digitale kameraer, selv laptops. I sådanne indretninger, apparater, typisk lithium ion batterier stor kapacitet. energilagring til hjemmet hverken gøre uden batterier. Men det er langt mere komplicerede apparater. Desuden batteri i deres sammensætning indbefatter en batterilader, et styresystem, en inverter. Enhederne kan fungere som et permanent netværk, såvel som fra andre kilder. Udgangseffekten i midten er 5 kW.

Aggregatorer kemisk energi

Skelne "brændstof" og "uden brændstof" typer af drev. De kræver specielle teknikker og ofte besværlige højteknologisk udstyr. Brugt processer gør det muligt at modtage energi i forskellige former. Termokemiske reaktioner kan finde sted både ved lav og ved høj temperatur. Komponenter til højtemperatur-reaktioner indføres kun i nødvendigt at modtage energien. Forud for dette, bliver de opbevares separat på forskellige steder. Komponenter til lav temperatur reaktioner er sædvanligvis i en enkelt beholder.

Energilagring drift brændstof tid

Denne fremgangsmåde indbefatter to fuldstændigt uafhængige faser: energilager ( "opladning") og deres anvendelse ( "udledning"). Traditionel brændstof har sædvanligvis en høj specifik energi kapacitet, muligheden for langtidsopbevaring, brugervenlighed. Men livet står ikke stille. Indførelsen af ny teknologi stiller høje krav til brændstof. Problemet løses ved at forbedre de eksisterende og skabe nye, højenergi-brændstoffer.

Bred introduktion af nye modeller hæmmet af manglen på teknologiske processer, affaldet, en stor brand og eksplosionsfare i arbejdet, der er behov for højt kvalificeret personale, de høje udgifter til teknologi.

Uden brændstof kemisk energilagring

I denne form for drev energien lagres ved konvertering af visse kemiske stoffer i den anden. For eksempel den læskede kalk under opvarmning bliver brændt kalk tilstand. Når "afladet" den oplagrede energi frigøres som varme og gas. Det er, hvad der sker, når kalk læske vand. For at starte reaktionen, er det som regel tilstrækkeligt at forbinde komponenterne. I det væsentlige, denne type af termokemisk reaktion finder kun placere den ved en temperatur på hundredtusinder af grader. Derfor det anvendte udstyr er langt mere kompliceret og dyrere.