מהן אחסון האנרגיה

הטבע נתן לאדם מגוון של מקורות האנרגיה: שמש, רוח, נהרות ועוד. החסרון של גנרטורים אלה של אנרגיה חופשית הוא חוסר היציבות. לכן, בתקופות של עודף אנרגיה מאוחסן האחסון שלה לצרוך במהלך תקופות של ירידה זמנית. אחסון אנרגיה מאופיין הפרמטרים הבאים:

• כמות האנרגיה האצורה;
• שיעור הצבירה, והשפעתו;
• משקל סגולי;
• זמן אחסון אנרגיה;
• אמינות;
• עלויות ייצור ותחזוקה, ואחרים.

שיטות של כוננים רבים שיטתיים. אחד הנוח ביותר הוא לסיווג הסוג של אנרגיה המשמש לאחסון, וכן שיטה לאחסון החזרתו. התקני אחסון אנרגיה מחולקים הסוגים העיקריים הבאים:

• מכני;
• תרמית;
• חשמל;
• כימי.

הצטברות של אנרגיה פוטנציאלית

המהות של מכשירים מסובכים אלה. כאשר מרים הצטברות עומס של אנרגיה פוטנציאלית, מבצע עבודה שימושית כאשר מקטין אותה. תכונות עיצוב תלויות בסוג של מטען. זה עשוי להיות חומר מוצק, נוזל או חלקיקים. בדרך כלל, את העיצוב של סוג זה של מכשירים פשוטים מאוד, ומכאן אמינות גבוהה וחיים ארוכים. זמן אחסון אנרגיה אצור תלוי העמיד של חומרים יכול להגיע לאלפי. למרבה הצער, מכשירים כאלה יש קיבולת אנרגיה סגולית נמוכה.

כוננים מכניים האנרגיה הקינטית

מתקנים אלה מאפשרים את האנרגיה האצורה בתנועה של גוף. בדרך כלל הוא נדנוד או הדדיות תנועה.

האנרגיה הקינטית במערכות נדנוד מרוכזת התנועה ההדדית של הגוף. אנרגיה מסופקת ותאכל במנות, בזמן עם התנועה של הגוף. המנגנון הוא די מסובך קפריזית בהקמה. בשימוש נרחב שעונים מכניים. כמות האנרגיה אצורה היא בדרך כלל קטנה והוא מתאים רק עבור פעולה של המכשיר.

כוננים באמצעות גירוסקופ אנרגיה

המניה של האנרגיה הקינטית מרוכזת גלגל תנופה מסתובב. אנרגית גלגל תנופה ספציפית היא הרבה יותר גדולה מאשר העומס סטטי שוות ערך האנרגיה. אפשר בתוך פרק זמן קצר הוא קיבל או כוח תפוקה גדולה. זמן אחסון אנרגיה הוא קטן, ורוב העיצובים הוא מוגבל למספר שעות. טכנולוגיות מודרניות מאפשרות לקצר את זמן אחסון אנרגיה של עד מספר חודשים. גלגלי תנופה רגישות מאוד לזעזועים. מכשיר האנרגיה הוא ביחס ישיר למהירות הסיבוב שלה. לכן, אחסון אנרגיה ושינוי החזרה מתרחשת מהירות גלגל תנופה. עומס בדרך כלל דורש מהירות קבועה, נמוכה.

עוד מכשירים מבטיחים הם supermahovik. הם עשויים קלטת פלדה, סיבים סינטטיים או חוט. המבנה עשוי להיות מוצק או יש חלל ריק. אם השטח זמין בפיתולים של מהלך הקלטת כלפי הפריפריה של רגע אינרצית סיבוב של גלגל התנופה משתנים, חלק מהאנרגיה מאוחסן באביב הנתון עיוות. בשנת מכשירים כאלה, את מהירות הסיבוב היא יציבה יותר מאשר מבני tselnotelyh, וצריכת האנרגיה שלהם היא הרבה יותר גבוהה. בנוסף, הם בטוחים יותר.

supermahovik מודרנית מסיבי Kevlar. הם לסובב בתא ואקום עם השעיה מגנטית. הוא מסוגל לאחסן אנרגיה במשך כמה חודשים.

כוננים מכניים באמצעות כוח אלסטי

סוג של מכשיר זה מסוגל לאחסן צפיפות אנרגיה עצומה. מתוך הכונן המכאני יש לו את תכולת האנרגיה הגבוהה ביותר למכשירים עם ממדים של כמה סנטימטרים. יש תנופה גדולה יותר עם מהירות גבוהה מאוד של סיבוב צריכת אנרגיה גבוהה בהרבה, אך הם מאוד פגיעים לגורמים חיצוניים, ויש לי מעט זמן כדי לאגור אנרגיה.

כוננים מכניים באמצעות אנרגיה האביב

מסוגלים לספק את הכח המכאני הגדול של כל סוגי אחסון אנרגיה. זה מוגבל רק על ידי כוח אביב גבול. אנרגיה באביב דחוס יכול להיות מאוחסן במשך כמה עשורים. עם זאת, בשל עיוות קבועה של עייפות המתכת מצטבר ומפחית את הקיבולת של האביב. במקביל, פלדה באביב באיכות גבוהה, בכפוף לתנאי ההפעלה יכולה לעבוד במשך מאות שנים ללא הפסד ניכר קיבולת.

פונקצית האביב יכולה לבצע כל אלמנטים אלסטי. גומיות, למשל, עשר פעמים נעלה מוצרי פלדה של האנרגיה האצורה בכל המונית היחידה. אבל שירות הגומי הארוך עקב הזדקנות כימית הוא רק כמה שנים.

כוננים מכאניים, באמצעות האנרגיה של הגז הדחוס

בסוג זה של התקני אחסון אנרגיה בשל דחיסת גז. בנוכחות עודפת של אנרגיה על ידי גז המדחס בלחץ מוזרק לתוך הבלון. במידת הצורך, את הגז הדחוס משמש לנהוג טורבינת או גנרטור. בשעת סמכויות נמוכות הטורבינה אמורה לשמש במקום מנוע בוכנה. הגז במאגר כלי הלחץ של מאות אטמוספרות יש צפיפות אנרגיה גבוהה ספציפית במשך כמה שנים, ובנוכחות של שסתומים איכותיים - ועשרות שנים.

הצטברות של אנרגיה תרמית

רוב שטחה של המדינה שלנו ממוקם באזורים הצפוניים, אז חלק גדול מהאנרגיה הנצרכת לחימום פנימי. בהקשר זה בקביעות צריך לפתור את הבעיה של שמירה על חם את הכונן ואת הסרתו משם במידת הצורך.

ברוב המקרים, אתה לא יכול להשיג צפיפות גבוהה של אנרגית התרמית המאוחסנת, וכל תנאים משמעותיים לשימורו. יש מכשיר יעיל עבור מספר התכונות שלה ואת המחירים גבוהים אינם מתאימים לשימוש נרחב.

הצטברות על חשבון היכולת החומה

זוהי אחת הדרכים הוותיקות. היא מבוססת על העיקרון של החומר אחסון אנרגיה תרמית כאשר מחומם ולחזור חום במהלך הקירור שלה. העיצוב של כוננים אלה הוא קל מאוד. הם עשויים להיות של כל פיסה מוצקה או בכלי סגור עם נוזל קירור נוזל. חנויות אנרגיה תרמית יש חיים ארוכים מאוד, כמעט מספר בלתי מוגבל של מחזורי אחסון אנרגיה בתמורה. אבל הפעם האחסון אינו עולה כמה ימים.

הצטברות של אנרגיה חשמלית

אנרגיה חשמלית - זוהי הצורה הנוחה ביותר של אותה בעולם המודרני. לכן הכוננים החשמליים נמצאים בשימוש נרחב ופתח ביותר. למרבה הצער, הקיבול הספציפי למכשירים הזולים הוא קטן, והתקנים עם קיבולת גבוהה ספציפית של יקר וקצר מועד. מחסן של אנרגיה חשמלית - הוא קבלים, קבל, סוללות.

קבל

זהו הסוג הנפוץ ביותר של אחסון אנרגיה. קבלים מסוגלים לפעול בטמפרטורה של מ -50 עד 150 מעלות. מספר מחזור האחסון-רתע אנרגיה - עשרות מיליארדים לשנייה. חיבור מספר קבלים במקביל, אתה יכול לקבל את הערך הקיבולת הנדרשת בקלות. בנוסף, ישנם קבלים משתנים. שינוי קיבול של קבלים כאלה יכולים להתבצע באופן מכני או חשמלי, או השפעת הטמפרטורה. לרוב ניתן למצוא קבלים משתנים במעגל התהודה.

קבלים נחלקים לשתי כיתות - את הקוטב הלא-קוטביות. חיים קוטבי (אלקטרוליטי) פחות מ פולרי, הם תלויים יותר על התנאים החיצוניים, אך באותו הזמן יש קיבול ספציפי גבוהה.

כמו קבלי אחסון אנרגיה - לא מכשירים מאוד מוצלחים. יש להם יכולת קטנה צפיפות ספציפית קטנה של האנרגיה האצורה וזמן האחסון שלה נמדד בשניות, דקות, שעות נדירות. קבלים מצאו יישום בעיקר חשמל ואלקטרוניקה והנדסת חשמל.

חישוב של קבלים, ככלל, אינו גורם לקשיים. כל המידע הדרוש על סוגים שונים של קבלים הניתנים ספרים טכניים.

ionistory

התקנים אלה תופסים עמדת ביניים בין קבלים וסוללות הקוטב. "Supercapacitors" המכונה לעתים. בהתאם לכך, יש להם מספר עצום של שלב שחרור תשלום, הקיבולת גדולה מזו של הקבלים, אבל קצת פחות מזו של סוללות קטנות. זמן אחסון אנרגיה - עד מספר שבועות. Ionistory מאוד רגיש לטמפרטורה.

סוללות חשמל

סוללות אלקטרוכימיות משמשות אם אתה רוצה לאחסן הרבה אנרגיה. עדיף מתאים למכשירי עופרת-חומצה למטרה זו. הם הומצאו בערך לפני 150 שנה. ומאז, במכשיר הסוללה לא מביא שום דבר חדש. היה הרבה דגמים מיוחדים, איכות הרכיבים, אמינות הסוללה השתפר הוא גדל באופן משמעותי. ראוי לציין כי המכשיר הסוללה, נוצר על ידי יצרנים שונים למטרות שונות נבדלים זה מזה רק בפרטים הקטנים.

סוללות אלקטרוכימיות מסווגות לתוך מתיחת ההתחלה. מתיחה משמשת לתחבורה חשמלית, מערכות אל פסק, מקורות כוח. עבור סוללות כאלה מאופיין פריקים ארוכים ואחידים של העומק הגדול שלה. סוללות החל יכולות לתת נוכחית גבוהה תוך זמן קצר, אבל פריקה עמוקה עבורם פסולה.

יש סוללות אלקטרוכימיות מספר מוגבל של מחזורי טעינה-פריקה, בממוצע, מן 250 עד 2000. גם אם לא הפעולה הם נכשלים אחרי כמה שנים. סוללות אלקטרוכימיות רגישות לטמפרטורה, דורשים זמן טעינה ארוך שמירה קפדנית על הכללים של מבצע.

המכשיר חייב להיות מוחדר מעת לעת. טעינת הסוללה מותקנת ברכב, הוא מיוצר על נהיגת גנרטור. בחורף, זה לא מספיק, סוללה קרה היא רעה נוטלת את הפיקוד, צריכת החשמל בתחילת העליות המנועות. לכן, יש לבצע עוד לטעון את הסוללה במטען מיוחד חם בחדר. אחד החסרונות הגדולים של יחידות עופרת חומצה הוא המשקל הגדול שלהם.

סוללות עבור מכשירים-חשמל נמוך

אם נדרש מכשירים ניידים עם משקולות קטנות, מהסוגים הבאים נבחרו על סוללות נטענות הם ניקל-קדמיום, ליתיום, היברידי מתכת, פולימר-יונית. יש להם יכולת ספציפית גבוה, אבל המחיר הוא גבוה הרבה יותר. הם משמשים טלפונים ניידים, מחשבים ניידים, מצלמות והתקנים קטנים אחרים. סוגים שונים של סוללות שונות בפרמטרים שלהם: מספר מחזורי טעינה, חיי מדף, קיבולת, גודל, וכו '...

סוללות ליתיום-יון משמשות חשמלי עם הספק גבוה ומכוניות היברידיות. הם קלים, קיבול ספציפי גבוה ואמינות גבוהה. במקביל, סוללות ליתיום הם מאוד דליקים. הצתה יכולה להתרחש על ידי קצר חשמלי, עיוות מכני או הרס של הגוף, הפרעות של מצב הטעינה או הפריקה של הסוללה. במקום זאת קשה לכבות שריפה בשל הפעילות הגבוהה של ליתיום.

סוללות הן בסיס מכשירים רבים. לדוגמא, אחסון אנרגיה עבור הטלפון הנייד - קומפקטי מארז סוללות חיצוני, שוכן מחוספס, עמיד למים. היא מאפשרת לך לגבות או לשלטון את הטלפון הנייד. התקני אחסון אנרגיה ניידים חזקים מסוגלים לגבות את כל המצלמות הדיגיטליות, גם מחשבים ניידים. בשנת מכשירים כאלה, סטים, בדרך כלל סוללות ליתיום קיבולת גדולה. אחסון אנרגיה עבור בית לא לעשות בלי סוללות. אבל זה הרבה יותר מסובך התקנים. יתר על כן סוללת הרכב שלהם כולל מטען סוללה, מערכת בקרה, מהפך. המכשירים יכולים לפעול כרשה קבועה, כמו גם ממקורות אחרים. עוצמת השידור באמצע היא 5 כ"ס.

צוברי אנרגיה כימית

הבחנה "דלק" ו- "בלי דלק" סוגים של כוננים. הם דורשים טכניקות מיוחדות ומסורבל לעתים קרובות ציוד היי-טק. תהליכים המשמשים לאפשר לקבל אנרגיה בצורות שונות. התגובות תרמו יכולות להתרחש הן נמוך בטמפרטורה גבוהה. רכיבים עבור תגובות בטמפרטורה גבוהה הוא הציג רק בעת צורך לקבל את האנרגיה. לפני כן, הם מאוחסנים בנפרד במקומות שונים. רכיבים עבור תגובות בטמפרטורה נמוכה הם בדרך כלל כלי יחיד.

זמן הפעלת דלק אחסון אנרגיה

שיטה זו כוללת שני שלבים עצמאיים לחלוטין: אחסון אנרגיה ( "טעינה") ושימוש בו ( "למלא"). יש דלק מסורתית בדרך כלל קיבולת אנרגיה ספציפיות גבוהה, אפשרות אחסון לטווח ארוך, וקלות השימוש. אבל החיים אינם שוקטים על השמרים. הכנסת טכנולוגיה חדשה מציבה דרישות גבוהות על דלק. הבעיה נפתרת על ידי שיפור הקיים ויצירת דלקים חדשה, עתירת אנרגיה.

מבוא רחב של דגמים חדשים המוגבלים על ידי החוסר של תהליכים טכנולוגיים, הפסולת, מתגלה סיכוני שריפה ופיצוץ גדולים בעבודה, צורך כוח האדם מיומן, העלות הגבוהה של טכנולוגיה.

ללא נפח אחסון אנרגיה כימית דלק

בצורה זו של אנרגית כונן מאוחסן דרך המרה של חומרים כימיים מסוימים האחרים. לדוגמא, הידרוקסיד הסידן במהלך החימום הופך מדינת סיד. כאשר "משוחרר" את האנרגיה האצורה משתחררת בצורה חומה וגז. זה מה שקורה כאשר סיד slaking מים. כדי להתחיל את התגובה, זה בדרך כלל מספיק כדי לחבר את הרכיבים. בעיקרו של דבר, זה סוג של תגובה תרמו-לוקח רק למקם אותו בטמפרטורה של מאות אלפי מעלות. לכן, הציוד המשמש הוא הרבה יותר מסובך ויקר.