Wenn es darum geht, Energie zu sammeln, denken viele sofort an die Batterie. Natürlich, was könnte es sonst sein. Dennoch gibt es eine andere Methode, die nicht sehr oft angewendet wird, aber gleichzeitig sehr gute Aussichten hat. Besonders vor dem Hintergrund der Entwicklung anderer Technologien. Solche Entwicklungen wurden sogar in der Produktion des öffentlichen Verkehrs und des Güterverkehrs genutzt. Ihre Ursprünge reichen bis in die Sowjetunion zurück, aber in letzter Zeit wird die Technologie immer häufiger eingesetzt. Vor einigen Jahren, als es die Vorschriften erlaubten, wurde es sogar in der Formel 1 verwendet. Lassen Sie uns den Schleier der Geheimhaltung öffnen und Ihnen erzählen, wie diese ziemlich einfache, aber geniale Erfindung funktioniert und über eine Person, die ihr Leben diesem Thema gewidmet hat.
Was ist ein Schwungrad?
Heute werden wir über Superschwungräder und ihre Schöpferin Nurbey Gulia sprechen. Obwohl das Schwungrad veraltet und rein technisch zu sein scheint, hat es auch einen Platz in der neuen elektrischen Welt.
Die Schwungräder selbst wurden vor langer Zeit erfunden und sogar in der damaligen Industrie erfolgreich eingesetzt. Es gibt sogar Funde in Mesopotamien und im alten China, die die Verwendung solcher Geräte bestätigen. Es stimmt, dann wurden sie aus gebranntem Ton oder Holz hergestellt und erfüllten andere Funktionen.
Wo werden Schwungräder eingesetzt?
Aufgrund seiner Massivität und der Gesetze der Physik, die die Bewegung eines Schwungrads begleiten, hat es Anwendung in vielen modernen Mechanismen gefunden - vom Transport bis zur Industrie.
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Die einfachste Anwendung besteht darin, die Drehzahl der Welle beizubehalten, auf der das Schwungrad montiert ist. Dies kann nützlich sein, während eine Maschine läuft. Besonders in solchen Momenten, in denen es starken Belastungen ausgesetzt ist und es notwendig ist, einen Geschwindigkeitsabfall zu verhindern. Es stellt sich heraus, diese Art von Dämpfer.
Der wahrscheinlich häufigste Ort, an dem Schwungräder gefunden werden, ist der Verbrennungsmotor eines Autos. Dadurch kann die Motordrehzahl beibehalten werden, wenn die Kupplung ausgekuppelt ist. Dies verringert die Auswirkung auf das Getriebe, da der Gangwechsel erfolgt, während der Motor über dem Leerlauf läuft. Darüber hinaus werden mehr Komfort und eine ruhigere Bewegung erreicht. In Rennwagen ist das Schwungrad zwar sehr leicht, um das Gewicht zu reduzieren und die Drehzahl des Motors zu erhöhen.
Schwungrad eines Personenkraftwagens.
Auch Schwungräder werden häufig verwendet, um die Bewegung zu stabilisieren. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass das Rad, das das Schwungrad ist, beim Drehen einen Kreiseleffekt erzeugt. Es erzeugt starken Widerstand beim Versuch, es zu kippen. Dieser Effekt ist beispielsweise leicht zu spüren, wenn Sie ein Fahrradrad drehen und versuchen, es zu kippen, oder indem Sie eine funktionierende Festplatte aufnehmen.
Eine solche Kraft stört die Steuerung des Motorrads und zwingt dazu, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit auf Gegenlenkung zurückzugreifen, hilft jedoch sehr, beispielsweise das Schiff während des Rollens zu stabilisieren. Wenn Sie ein solches Schwungrad aufhängen und berücksichtigen, dass es sich immer in derselben Position relativ zum Horizont befindet, können Sie seine Abweichungen vom Körper des Objekts korrigieren und seine Position im Raum verstehen. Die Verwendung solcher Eigenschaften eines Schwungrads ist in der Luftfahrt relevant. Es ist das rotierende Schwungrad, das die Position des Flugzeugrumpfs im Weltraum bestimmt.
Super Schwungrad Gulia
Lassen Sie uns nun nach einer langen Einführung und Hintergrundinformationen direkt über Superschwungräder sprechen und wie sie dazu beitragen, Energie zu sparen, ohne dass chemische Verbindungen in ihrer Zusammensetzung enthalten sind.
Nurbey Gulia - kreiert und fördert die Idee eines Superschwungrades als Energiespeicher.
Ein Superschwungrad ist eine Art Schwungrad, das zur Energiespeicherung entwickelt wurde. Es wurde speziell entwickelt, um so viel Energie wie möglich zu speichern, ohne dass ein anderer Zweck erforderlich ist.
Diese Schwungräder sind schwer und drehen sich sehr schnell. Aufgrund der Tatsache, dass die Drehzahl sehr hoch ist, besteht die Gefahr eines Vakuums in der Struktur, dies wird jedoch auch durchdacht. Das Schwungrad selbst besteht aus gewickelten Windungen aus Stahl-Kunststoffband oder Verbundwerkstoffen. Zusätzlich zu der Tatsache, dass eine solche Struktur stärker als eine monolithische ist, wird sie immer noch allmählich zerstört. Das heißt, im Falle einer Delaminierung verlangsamt sich das Schwungrad einfach und verfängt sich in seinen eigenen Teilen. Ich halte es nicht für erklärenswert, dass ein Bruch eines Schwungrads, das sich mit Zehntausenden Umdrehungen pro Minute dreht und mindestens Zehntel Kilogramm wiegt, mit sehr schwerwiegenden Folgen verbunden ist.
Um noch mehr Sicherheit zu gewährleisten, können Sie ein System mit einem solchen Schwungrad in eine gepanzerte Kapsel legen und mehrere Meter im Boden vergraben. In diesem Fall können die beweglichen Elemente einer Person definitiv keinen Schaden zufügen.
Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer gepanzerten Kapsel ist die Erzeugung eines Vakuums, das die Auswirkung externer Kräfte auf die Bewegung erheblich verringert. Einfach ausgedrückt, können Sie auf diese Weise den Widerstand des gasförmigen Mediums (im üblichen Fall von Luft) minimieren oder vollständig entfernen.
So funktioniert Gulias Superschwungrad.
Der Widerstand der Lager, auf denen das Schwungrad montiert ist, wirkt auch als zusätzliche Kräfte, die die Drehung behindern. Es kann aber auch an einer Magnetaufhängung montiert werden. In diesem Fall werden die Einflusskräfte auf ein solches Minimum reduziert, das vernachlässigt werden kann. Aus diesem Grund können sich solche Schwungräder monatelang drehen. Darüber hinaus können Sie sich dank der Magnetfederung keine Sorgen über den Systemverschleiß machen. Nur der Generator ist abgenutzt.
Es ist der Generator, mit dem Sie Strom erzeugen können. Es wird einfach mit dem Schwungrad verbunden und empfängt die darauf übertragene Rotation. Es erzeugt Strom. Es stellt sich als Analogon eines herkömmlichen Generators heraus, nur dafür müssen Sie keinen Kraftstoff verbrennen.
Um Energie ohne Last zu speichern, dreht sich das Schwungrad und „hält die Ladung“. Tatsächlich ist eine kombinierte Version auch analog zu herkömmlichen Batterien möglich, die gleichzeitig Energie abgeben und sich selbst aufladen können. Zum Drehen des Schwungrads wird ein Motorgenerator verwendet, der sowohl das Schwungrad drehen als auch die Energie seiner Drehung aufnehmen kann.
Solche Systeme sind für die Energiespeicherung in Haushalten und in Ladesystemen relevant. Zum Beispiel sollte ein ähnliches System, wie es von Skoda-Ingenieuren konzipiert wurde, zum Laden von Autos verwendet werden. Tagsüber dreht sich das Schwungrad und abends werden Elektroautos aufgeladen, ohne abends und nachts das Stadtnetz zu belasten. In diesem Fall können Sie langsam von einem Schwungrad oder schnell von mehreren aufladen, wodurch mehr Strom „entfernt“wird.
Super Schwungrad Effizienz
Die Effizienz von Superschwungrädern bei all ihrem scheinbaren Archaismus erreicht sehr hohe Werte. Ihr Wirkungsgrad erreicht 98 Prozent, wovon gewöhnliche Speicherbatterien nicht einmal träumen. Übrigens erfolgt die Selbstentladung solcher Batterien auch schneller als der Geschwindigkeitsverlust eines gut gefertigten Schwungrads im Vakuum und auf einer magnetischen Aufhängung.
Sie können sich an die alten Zeiten erinnern, als Menschen anfingen, Energie über Schwungräder zu speichern. Das einfachste Beispiel sind die Töpferscheiben, die gedreht und gedreht wurden, während der Handwerker am nächsten Schiff arbeitete.
Wir haben bereits festgestellt, dass das Design eines Superschwungrads recht einfach ist, einen hohen Wirkungsgrad aufweist und gleichzeitig relativ kostengünstig ist, aber einen Nachteil aufweist, der die Effizienz seiner Verwendung beeinflusst und der Massenakzeptanz im Wege steht. Genauer gesagt gibt es zwei solche Nachteile.
Riemenschwungrad.
Der wichtigste wird der gleiche Kreiseleffekt sein. Wenn dies auf Schiffen eine nützliche Nebeneigenschaft ist, stört dies den Straßentransport erheblich und es ist erforderlich, komplexe Aufhängungssysteme zu verwenden. Der zweite Nachteil ist die Brandgefahr bei Zerstörung. Aufgrund der hohen Zerstörungsrate erzeugen selbst zusammengesetzte Schwungräder aufgrund der Reibung an der Innenseite der gepanzerten Kapsel eine große Wärmemenge. In einer stationären Einrichtung ist dies kein großes Problem, da ein Feuerlöschsystem hergestellt werden kann, das jedoch beim Transport viele Schwierigkeiten verursachen kann. Darüber hinaus ist beim Transport das Risiko einer Zerstörung aufgrund von Vibrationen während der Bewegung höher.
Wo werden Superschwungräder eingesetzt?
Zunächst N. V. Gulia wollte seine Erfindung im Transportwesen einsetzen. Es wurden sogar mehrere Prototypen gebaut und getestet. Trotzdem gingen die Systeme nicht über das Testen hinaus. Die Verwendung dieser Methode der Energiespeicherung wurde jedoch in einem anderen Bereich gefunden.
In den USA hat Beacon Power 1997 einen großen Schritt in der Entwicklung von Superschwungrädern für den Einsatz in Kraftwerken auf industrieller Ebene getan. Diese Superschwungräder konnten Energie bis zu 25 kWh speichern und hatten eine Leistung von bis zu 200 kW. Der Bau der 20-MW-Anlage begann 2009. Sie musste die Spitzen der Last im Stromnetz ausgleichen.
Ähnliche Projekte gibt es auch in Russland. Beispielsweise hat Kinetic Power unter der wissenschaftlichen Aufsicht von N. V. Gulia selbst eine eigene Version von stationären kinetischen Energiespeichern entwickelt, die auf einem Superschwungrad basieren. Ein Antrieb kann bis zu 100 kWh Energie speichern und bis zu 300 kW Leistung liefern. Das System solcher Schwungräder kann einen Ausgleich der täglichen Inhomogenität der elektrischen Last einer gesamten Region liefern. So können Sie auf die sehr teuren Pumpspeicherkraftwerke ganz verzichten.
Es ist auch möglich, Superschwungräder an Objekten zu verwenden, bei denen Unabhängigkeit von elektrischen Netzen und Notstrom benötigt wird. Diese Systeme reagieren sehr schnell. Es ist buchstäblich ein Bruchteil einer Sekunde und ermöglicht es Ihnen, wirklich ununterbrochene Energie bereitzustellen.
Eine solche Idee "kam nicht auf". Kann es mit Zügen funktionieren?
Ein weiterer Ort, an dem das Superschwungrad verwendet werden kann, ist der Schienenverkehr. Es wird viel Energie für das Bremsen von Zügen aufgewendet. Wenn Sie diese nicht verschwenden, die Bremsmechanismen aufheizen, sondern das Schwungrad drehen, kann die angesammelte Energie für die Geschwindigkeitssteigerung aufgewendet werden. Sie werden sagen, dass das Aufhängungssystem für den Transport sehr zerbrechlich ist und Sie haben Recht, aber in diesem Fall kann man von Lagern sprechen, da einfach keine Energie für lange Zeit gespeichert werden muss und die Verluste durch Lager über einen solchen Zeitraum nicht so groß sein werden. Mit dieser Methode können Sie jedoch 30 Prozent der vom Zug verbrauchten Energie für die Bewegung einsparen.
Wie Sie sehen können, haben Superschwungradsysteme viele Vor- und Nachteile. Daraus können wir schließen, dass sie an Popularität gewinnen, billiger und weiter verbreitet werden. Dies ist genau dann der Fall, wenn die Eigenschaften der Materie und die Gesetze der Physik, die Menschen aus alten Zeiten bekannt sind, es Ihnen ermöglichen, sich etwas Neues auszudenken. Als Ergebnis haben Sie eine erstaunliche Symbiose aus Mechanik und Elektrik erhalten, deren Potenzial noch nicht vollständig ausgeschöpft wurde.
Artem Sutyagin
