Супермаховик - перспективный накопитель энергии

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

По госту 7372-79 проволоку где-то до 0.3 мм мнут до рабочих около 2100 мпа. По теории о цикличности гружения тросов больше 2000 мпа уже жестковата и быстрее дохнет от цыклов гружения. Так что ближе к 3 м диаметра при около 3000 об в мин под типовые генераторы и к 100 килоджоулей на кг.

 

Значит трос нужен тонкий и дорогой.

 

Можно мотать на барабан из исходной проволоки 0.3 мм и тоньше. Для проволоки 0.3 мм 2000 мпа эт вроде 14 кг натяжения.

 

Так я на это и "намекал", что готовый трос, хоть и дешевый (если БУ), но со своими проблемами.
А проволока - это подходящий материал. Правда, остаётся вопрос с прочностью колесного диска от трактора для её намотки. И не только от сжатия проволокой, но и от её веса (зависящего не только от массы, но и от "ускорения")...

 

разумеется она никакая. Да и рассчитан он на 1 оборот в секунду.

 

Вот я всё и повторяю раз за разом для оптимистов , что не получится из подручных материалов на подручные материалы намотать "супермаховик" и подключить его через "муфточку от знакомого токаря" к списанному генератору... Т. е. сделать то это всё можно, только практической пользы (выгоды) не будет.

 

Освежу тему. Появились ИБП с накоплением энергии в маховике. Делает немецкая фирма. Но они мощные и используются для особо важных объектов, типа датацентров.
Но сама идея жива. Так же маховичный накопитель используется как источник стабильного чистого напряжения для систем чуствительных к помехам. Грубо говоря, мтор от сети вращает черех маховик генератор, физически развязывая наружную сеть с потребителем. В то же время, при скачке в сети, даёт время для начала работы независимых источников.
Рассматривая подобную систему для дома с солнечными панелями, можно использовать подобную
конструкцию в качестве накопителя для автономного дома. При этом можно развязать солнечную панель и генерацию. Т. е. в светлое время энергия от СП идёт на мотор, вращающий маховик, а потребление идёт от генератора стоящего на одном валу с маховиком и мотором.
Используя современные инверторные схемы можно не опасаться изменения частоты вращения маховика и генератора. Причём пики можно покрывать от небольшой тяговой кислотной батареи. Она будет служить буфером, что снизит требования к мощности генератора м маховичном накопителе.
Что в итоге. Система из СП, блока управления, мотора в накопителе, генератора и инвертора позволит накапливать необходимый запас энергии, покрывая пики потребления. Так же можно использовать подобные накопителе при слабой и не стабильной сети. По ночному тарифу заряжая накопитель и отдавая при пиках потребления днём.

 

Тренд на гравитационные накопители. https://renen.ru/indian-tata-power-ordered-a-35-mwh-gravity-based-energy-storage/

 

@alex val, Это всё опять в промышленных масштабах. Можно конечно представить конструкцию в виде бетонного колодца, а в нём бетонный или свинцовый балласт поднимаемый гидравликой при заряде и опускающийся при разряде накопителя. Все элементы конструкции производятся серийно в разных размерах. Гидроцилиндры, насосы, гидромоторы и системы управления гидравликой.
Думаю преимущество маховиков как раз в отсутствии промежуточных систем. Вращение маховика на одном валу с генератором не требует преобразования, а поток мощности регулируется на аппаратном уровне. Не забываем, что запас энергии в прямой зависимости от массы тела, но в квадратичной от скорости. Грубо тонна баласта даст энергии в квадрате больше если она движется.

 

@alex val, Спасибо за ссылку. Почитал статьи по теме накопители. Европейцы уходят в отрыв конечно, объединяя домашние станции и накопители в одну сеть. Нам пока это не грозит. С нашими реалиями и просторами актуальней автономные системы. Слишком мало народу и он размазан на огромной площади. Это как скоростные железные дороги. Построить можно, а возить некого.

 

Что же это за сеть такая, что не тянет днем пару киловатт для обычных бытовых потребителей?
И что же там за разница в ценах на дневное и ночное электричество, что ради получения 3-4кВтч в день по ночному тарифу вместо дневного будет смысл вкладываться в супермаховик с генератором мощностью в пару кВт?

 

@Константин Я., Таких сетей много. Особенно в деревнях. Краснодарский край сильно страдает от плохих сетей. Дома разные. Где то и 10 Квт*ч мало. К примеру у меня стоит электроплита, электросауна. Насосы. Холодильники. Пики могут быть большими. Хотя пока на качество сети не жалуюсь.
Да и не супермаховик тут нужен, вращающийся с бешеными оборотами. Размер и вес сильно не давит. Можно наращивать массу маховика в разумных пределах. Найдя оптимальный баланс между оборотами. массой и потребной мощностью.
Но можно развить идею. Ведь можно накапливать не только энергию на освещение и бытовую технику. Можно и электрокотёл питать днём от накопителя, заряжая его ночью по ночному тарифу.
При наличии солнечных панелей получается такая тройная система питания. СП, сеть и батарея. Все вместе они дадут надёжный и дешёвый источник энергии. И главное относительно автономный.

 

Да уж...
Вдобавок к и так не дешевому полю ветрогенераторов, ещё и башню из кубиков массой примерно 300 тысяч тонн, размерами 40х40х100м, с комплектом кранов (с их регулярным обслуживанием и технадзором), каждый из которых способен за десять секунд опустить блок весом 100 тонн на 50м...
Величины примерные и их соотношения могут быть другие, но если что-то и уменьшить, то другое придется увеличить.
И это для электроснабжения городка на несколько десятков тысяч жителей...
Не, опять же, для промышленного объекта, сильно критичного к стабильности электроснабжения может и есть смысл такой аккумулятор городить, но для бытового потребления...

 

Накапливать электроэнергию, хоть в химических, хоть в механических накопителях для последующего получения тепла, хоть для отопления, хоть для сауны, нет практического смысла, т. к., накопление сразу тепла в ТА проще и дешевле.
А для бытовых приборов, потребляющих электроэнергию не для получения тепла (даже если добавить к ним электроплиту, электрочайник, утюг), 10кВтч в сутки обычно не требуется.
Но даже "обычный" маховик с генератором обойдется дороже химических аккумуляторов и тем более дороже сетевого электричества. Маховики, как и гравитационные накопители хороши для относительно мощной, но кратковременной отдачи энергии, чего в быту обычно не требуется.
Самодельный маховик на 10кВтч - мягко говоря, непростое и недешёвое "удовольствие".

 

Захватив чуть участка у соседа? Маховики- сверхточная механика. Иначе кроты, а потом соседи, выкатят вам претензии...