ما هي تخزين الطاقة

أعطت طبيعة الإنسان مجموعة متنوعة من مصادر الطاقة: الشمس والرياح والأنهار وغيرها. وعيب هذه المولدات للطاقة الحرة هي عدم الاستقرار. لذلك، خلال فترات الطاقة الزائدة يتم تخزينها في تخزين وتستهلك خلال فترات انخفاض مؤقت. يتميز تخزين الطاقة من قبل المعلمات التالية:

• كمية الطاقة المخزنة.
• معدل التراكم، والأثر؛
• الثقل النوعي.
• الوقت تخزين الطاقة؛
• الموثوقية.
• تكاليف التصنيع والصيانة وغيرها.

طرق تنظيم العديد من محركات الأقراص. واحدة من الأكثر ملاءمة هو تصنيف نوع الطاقة المستخدمة في التخزين، وطريقة لتخزين والعودة. وتنقسم أجهزة تخزين الطاقة في أنواع الرئيسية التالية:

• الميكانيكية.
• الحرارية.
• الكهربائية.
• الكيميائية.

تراكم الطاقة الكامنة

جوهر هذه الأجهزة غير معقدة. عندما رفع تراكم شحنة من الطاقة الكامنة، يؤدي عملا مفيدا عندما خفضه. ميزات التصميم تعتمد على نوع من البضائع. قد تكون صلبة أو سائلة أو مادة الجسيمات. عادة، وتصميم هذا النوع من الأجهزة هي بسيطة جدا، وبالتالي فإن موثوقية عالية والخدمة الطويلة في الحياة. تخزينها الوقت تخزين الطاقة يعتمد على متانة المواد ويمكن أن تصل إلى الآلاف. للأسف، هذه الأجهزة لديها قدرة منخفضة الطاقة المحددة.

محركات الميكانيكية الطاقة الحركية

في هذه الأجهزة، والطاقة المخزنة في حركة الجسم. وعادة ما يتم تتأرجح أو ترددية الحركة.

الطاقة الحركية تتركز في أنظمة تتأرجح في حركة ترددية من الجسم. يتم توفير الطاقة واستهلاكها في أجزاء، في الوقت المناسب مع حركة الجسم. آلية معقدة نوعا ما، ومتقلبة في إنشاء. تستخدم على نطاق واسع في الساعات الميكانيكية. كمية الطاقة المخزونة عادة ما تكون صغيرة ومناسبة فقط لتشغيل الجهاز.

محركات الأقراص باستخدام جيروسكوب الطاقة

ويتركز مخزون الطاقة الحركية في دولاب الموازنة الدورية. الطاقة دولاب الموازنة المحددة هي أكبر بكثير من حمولة ساكنة الطاقة المكافئة. ومن الممكن في فترة قصيرة من الزمن تلقي أو انتاج الطاقة الكبيرة. الوقت تخزين الطاقة الصغيرة، ومعظم التصاميم يقتصر على بضع ساعات. التقنيات الحديثة تسمح لجعل الوقت تخزين الطاقة لمدة تصل إلى عدة أشهر. الحذافات حساسة جدا للصدمات. جهاز الطاقة في تتناسب تناسبا طرديا مع سرعة دورانه. لذلك، في تخزين الطاقة وتغير العائد يحدث سرعة دولاب الموازنة. وعادة ما يتطلب حمولة وثابتة، وسرعة منخفضة.

وsupermahovik الأجهزة واعدة أكثر. وهي مصنوعة من الصلب الشريط، الألياف الاصطناعية أو أسلاك. قد تكون بنية صلبة أو لديك مساحة فارغة. إذا كان الفضاء هو تغيير اللفات المتاحة للتحرك الشريط نحو المحيط الخارجي للحظة التناوب الجمود من دولاب الموازنة، وهي جزء من الطاقة المخزنة في فصل الربيع تعرض للتشويه. في مثل هذه الأجهزة، وسرعة دوران أكثر استقرارا مما كانت عليه في الهياكل tselnotelyh، واستهلاك الطاقة لديها أعلى من ذلك بكثير. وبالإضافة إلى ذلك، فهي أكثر أمانا.

supermahovik الحديثة المصنوعة من الألياف كيفلر. أنها تدور في فراغ الغرفة مع التعليق المغناطيسي. أنها قادرة على تخزين الطاقة لعدة أشهر.

محركات الميكانيكية باستخدام القوة المرنة

هذا النوع من الجهاز قادر على تخزين كثافة طاقة هائلة. من محرك ميكانيكي لديها أعلى محتوى الطاقة للأجهزة ذات أبعاد من بضعة سنتيمترات. الحذافات أكبر مع سرعة عالية جدا من دوران لديها زيادة استهلاك الكثير من الطاقة، ولكنها عرضة للعوامل الخارجية، ولها القليل من الوقت لتخزين الطاقة.

محركات الميكانيكية باستخدام الطاقة الربيع

قادرة على توفير أكبر قدر من الطاقة الميكانيكية من جميع الفئات تخزين الطاقة. ويقتصر ذلك فقط من قبل قوة الحد الربيع. الطاقة في الربيع مضغوط يمكن تخزينها لعدة عقود. ولكن نظرا لتشوه دائم في التعب المعادن تتراكم ويقلل من قدرة الربيع. وفي الوقت نفسه، يمكن عالية الجودة ربيع الصلب، تخضع لظروف التشغيل تعمل لمئات السنين دون خسارة ملموسة في القدرات.

وظيفة الربيع يمكن أن تؤدي أي عناصر مرنة. المطاط العصابات، على سبيل المثال، عشر مرات متفوقة على منتجات الصلب من الطاقة المخزنة في وحدة الكتلة. ولكن هذه الخدمة المطاط المدى بسبب الشيخوخة الكيميائية ليست سوى بضع سنوات.

الحركة الميكانيكية، وذلك باستخدام الطاقة من الغاز المضغوط

في هذا النوع من أجهزة تخزين الطاقة هو نتيجة لضغط الغاز. في ظل وجود فائض من الطاقة عن طريق الغاز ضاغط تحت ضغط يحقن البالون. عند الضرورة، يتم استخدام الغاز المضغوط لتحريك التوربينات أو المولدات. في القوى المنخفضة وينبغي أن تستخدم التوربينات بدلا من محرك المكبس. الغاز في وعاء الضغط مئات من الاجواء لديها كثافة الطاقة النوعية العالية لعدة سنوات، وبحضور من الصمامات ذات جودة عالية - وعشرات السنين.

تراكم الطاقة الحرارية

يقع معظم أراضي بلدنا في المناطق الشمالية، لذلك جزء كبير من الطاقة المستهلكة للتدفئة داخليا. وفي هذا الصدد بشكل منتظم لحل مشكلة الحفاظ على الدفء في محرك الأقراص وإزالته من هناك إذا لزم الأمر.

في معظم الحالات، لا يمكن تحقيق كثافة عالية من الطاقة الحرارية المخزنة، وأية شروط هامة من المحافظة عليها. وهناك وسيلة فعالة لعدد من معالمه وارتفاع الأسعار ليست مناسبة للاستخدام على نطاق واسع.

تراكم في حساب السعة الحرارية

هذا هو واحد من أقدم الطرق. لأنه يقوم على مبدأ الحرارية المواد تخزين الطاقة عند تسخينها والعودة الحرارة خلال التبريد. تصميم هذه الأقراص من السهل للغاية. ويمكن أن تكون في أي قطعة صلبة أو حاوية مغلقة مع السائل المبرد. مخازن الطاقة الحرارية لديها حياة طويلة جدا، عدد غير محدود لتخزين الطاقة وعودة دورات. ولكن في المرة التخزين لا تتجاوز بضعة أيام.

تراكم الطاقة الكهربائية

الطاقة الكهربائية - وهذا هو الشكل الأكثر ملاءمة لها في العالم الحديث. هذا هو السبب في المحركات الكهربائية وتستخدم على نطاق واسع والأكثر تطورا. وللأسف، فإن الأجهزة الرخيصة السعة محددة صغيرة، والأجهزة ذات قدرة محددة عالية من تكلفة وقصيرة الأجل. تخزين الطاقة الكهربائية - والمكثفات، والمكثفات الفائقة، والبطاريات.

المكثفات

هذا هو النوع الأكثر شعبية من تخزين الطاقة. المكثفات هي قادرة على العمل عند درجة حرارة من -50 إلى +150 درجة. عدد من الطاقة دورة تخزين نكص - عشرات المليارات في الثانية الواحدة. توصيل عدة المكثفات في موازاة ذلك، يمكنك بسهولة الحصول على قيمة القدرة المطلوبة. وبالإضافة إلى ذلك، هناك المكثفات المتغيرة. تغيير السعة من هذه المكثفات يمكن إجراء ميكانيكيا أو كهربائيا أو تأثير درجة الحرارة. في معظم الأحيان المكثفات المتغيرة يمكن العثور عليها في الدائرة الرنانة.

وتنقسم المكثفات إلى فئتين - والقطبية وغير القطبية. عمر القطبي (كهربائيا) أقل من اقطبي، فهي أكثر اعتمادا على الظروف الخارجية، ولكن في الوقت نفسه لديها السعة أعلى محددة.

كما المكثفات تخزين الطاقة - أدوات لم تكن ناجحة جدا. لديهم قدرة صغيرة وكثافة محددة صغيرة من الطاقة المخزونة ويقاس الوقت التخزين في ثوان، دقائق، ساعات نادرا. وقد وجدت المكثفات التطبيق بشكل رئيسي في الالكترونيات والكهرباء والهندسة الكهربائية.

حساب مكثف، وكقاعدة عامة، لا يسبب صعوبات. جميع المعلومات اللازمة عن أنواع مختلفة من المكثفات الواردة في كتيبات التقنية.

ionistory

هذه الأجهزة تحتل موقعا وسطا بين المكثفات القطبية والبطاريات. "المكثفات الفائقة" التي تسمى أحيانا. وفقا لذلك، لديهم عدد كبير من مرحلة المسؤول عن تصريف، وقدرة أكبر من أن للمكثف، ولكن أقل من ذلك قليلا من البطاريات الصغيرة. طاقة تخزين الوقت - ما يصل إلى عدة أسابيع. Ionistory حساسة جدا لدرجة الحرارة.

بطاريات الطاقة

وتستخدم بطاريات الكهروكيميائية إذا كنت ترغب في تخزين الكثير من الطاقة. هو الأنسب لهذه الأجهزة الرصاص الحمضية الغرض. انها اخترعت منذ نحو 150 عاما. ومنذ ذلك الحين، في الجهاز البطارية لا تأتي بجديد. كان هناك الكثير من النماذج المتخصصة، وزيادة كبيرة في جودة المكونات، وتحسين موثوقية البطارية. ومن الجدير بالذكر أن الجهاز البطارية، والتي تم إنشاؤها من قبل الشركات المصنعة مختلفة لأغراض مختلفة تختلف فقط في التفاصيل الصغيرة.

تصنف البطاريات الكهروكيميائية في الجر والانطلاق. يستخدم الجر في النقل الكهربائي، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة، ومصادر الطاقة. لمثل هذه البطاريات تتميز التفريغ طويلة وموحدة من عمقها كبير. يمكن البطاريات بدءا تعطي تيار عالية في وقت قصير، ولكن التفريغ العميق بالنسبة لهم غير مقبول.

البطاريات الكهروكيميائية لديها عدد محدود من المسؤول عن التفريغ، في المتوسط، من 250 إلى 2000. وحتى لو لم يكن هناك عملية فشلوا بعد بضع سنوات. البطاريات الكهروكيميائية حساسة لدرجة الحرارة، وتتطلب وقتا طويلا الشحن والتقيد الصارم لقواعد العملية.

يجب إعادة شحن الجهاز بشكل دوري. تثبيت شحن البطارية على السيارة، يتم إنتاجه في القيادة المولد. في فصل الشتاء، وهذا لا يكفي، وبطارية الباردة سيئة يأخذ تهمة، و استهلاك الطاقة في بداية الزيادات المحرك. ولذلك فمن الضروري إجراء مزيد من شحن البطارية في الشاحن غرفة دافئة خاص. واحدة من العوائق الرئيسية من وحدات الرصاص الحمضية هو وزنهم كبير.

بطاريات لأجهزة الطاقة المنخفضة

إذا لزم الأمر الأجهزة النقالة مع الأوزان الصغيرة، والأنواع التالية مختارة من البطاريات القابلة لإعادة الشحن والنيكل والكادميوم، ليثيوم أيون، الهجين المعادن البوليمر بين الأيونية. لديهم قدرة أعلى محددة، ولكن الثمن هو أعلى من ذلك بكثير. وهي تستخدم في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات والأجهزة الصغيرة الأخرى. أنواع مختلفة من البطاريات تختلف في المعلمات الخاصة بهم: عدد دورات تهمة، ومدة الصلاحية، والقدرة والحجم، الخ ...

وتستخدم بطاريات ليثيوم أيون عالية الطاقة الكهربائية والسيارات الهجينة. فهي خفيفة الوزن، والسعة المحددة عالية وموثوقية عالية. وفي الوقت نفسه، بطاريات ليثيوم أيون قابلة للاشتعال هي إلى حد كبير. يمكن أن يحدث الاشتعال من قصر في الدائرة الكهربائية، تشوه الميكانيكية أو تدمير الجسم، واضطرابات في وضع تهمة أو تفريغ البطارية. صعبة نوعا ما لإطفاء الحريق بسبب النشاط عالية من الليثيوم.

البطاريات هي الأساس للعديد من الأجهزة. على سبيل المثال، تخزين الطاقة للهاتف - المدمجة حزمة بطارية الخارجية، و يضم في وعرة، مقاومة للماء. انها تسمح لك لتوجيه الاتهام أو تشغيل الهاتف الخليوي. أجهزة تخزين الطاقة المحمول قوية قادرة على شحن جميع الكاميرات الرقمية، وحتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة. في مثل هذه الأجهزة، ومجموعات، وعادة بطاريات ليثيوم أيون سعة كبيرة. تخزين الطاقة من أجل الوطن لا الاستغناء عن البطاريات. ولكن من الأجهزة أكثر تعقيدا من ذلك بكثير. وعلاوة على ذلك البطارية في تكوينها وتشمل شاحن البطارية، ونظام مراقبة، العاكس. يمكن أن الأجهزة تعمل كشبكة دائمة، وكذلك من مصادر أخرى. انتاج الطاقة في المنتصف هي 5 كيلو واط.

تجميع الطاقة الكيميائية

التمييز "وقود" و "من دون وقود" أنواع محركات الأقراص. فهي تتطلب تقنيات خاصة، وغالبا ما مرهقة المعدات ذات التقنية العالية. عمليات مستعملة تسمح لاستقبال الطاقة في أشكال مختلفة. يمكن أن ردود الفعل الحرارية تتم سواء في انخفاض وارتفاع في درجة الحرارة. وقدم مكونات لردود الفعل درجات الحرارة العالية إلا عند الضرورة للحصول على الطاقة. وقبل ذلك، يتم تخزينها بشكل منفصل في أماكن مختلفة. مكونات لردود الفعل درجات الحرارة المنخفضة وعادة ما تكون في سفينة واحدة.

تخزين الطاقة وقت التشغيل الوقود

ويشمل هذا الأسلوب مرحلتين مستقلة تماما: تخزين الطاقة ( "فرض") واستخدامه ( "الوفاء"). الوقود التقليدي عادة لديه قدرة الطاقة النوعية العالية، وإمكانية التخزين على المدى الطويل، وسهولة الاستخدام. ولكن الحياة لا يقف ساكنا. إدخال التكنولوجيا الجديدة يضع مطالب كبيرة على الوقود. يتم حل المشكلة من خلال تحسين أنواع جديدة من الوقود، وارتفاع الطاقة الحالية وخلق.

مقدمة واسعة من الموديلات الجديدة مقيدة بسبب عدم وجود العمليات التكنولوجية، والنفايات، كبيرة اطلاق النار وانفجار المخاطر في العمل، والحاجة إلى الموظفين المؤهلين تأهيلا عاليا، وارتفاع تكلفة التكنولوجيا.

بدون وقود تخزين الطاقة الكيميائية

في هذا النوع من الطاقة محرك يتم تخزينها من خلال تحويل المواد الكيميائية معينة في الآخر. على سبيل المثال، الجير مروى أثناء التسخين يصبح دولة الجير. عندما "خرج" يتم إطلاق الطاقة المخزونة في شكل حرارة والغاز. هذا ما يحدث عندما الجير slaking المياه. لبدء التفاعل، فإنه عادة ما يكون كافيا لربط المكونات. في جوهرها، وهذا النوع من رد الفعل حراري يستغرق سوى وضعه في درجة حرارة مئات الآلاف من الدرجات. ولذلك، فإن المعدات المستخدمة هي أكثر تعقيدا وتكلفة.