Când vine vorba de nevoia de a acumula cumva energie, mulți încep imediat să se gândească la baterie. Desigur, ce altceva ar putea fi. Cu toate acestea, există o altă metodă care nu este folosită foarte des, dar în același timp are perspective foarte bune. Mai ales pe fundalul dezvoltării altor tehnologii. Astfel de evoluții au fost chiar utilizate în producția de transport public și de marfă. Originile lor datează din Uniunea Sovietică, dar recent tehnologia a început să fie folosită tot mai des. Cu câțiva ani în urmă, când reglementările au permis, aceasta a fost folosită chiar și în Formula 1. Să deschidem vălul secretului și să vă spunem cum funcționează această invenție destul de simplă, dar ingenioasă și despre o persoană care și-a dedicat viața în acest sens.
Ce este o volantă?
Astăzi vom vorbi despre super volane și despre creatorul lor Nurbey Gulia. Deși se pare că volanta este ceva depășit și pur tehnic, are și un loc în noua lume electrică.
Volantele în sine au fost inventate cu mult timp în urmă și au fost chiar utilizate cu succes în industria acelor ani. Există chiar descoperiri în Mesopotamia și China antică care confirmă utilizarea unor astfel de dispozitive. Adevărat, atunci au fost făcute din lut sau lemn copt și au îndeplinit alte funcții.
Unde se folosesc volane?
Datorită masivității sale și a legilor fizicii care însoțesc mișcarea unei volane, a găsit aplicare în multe mecanisme moderne - de la transport la industrie.
Video promotional:
Cea mai simplă aplicație este menținerea vitezei de rotație a arborelui pe care este montată volanta. Acest lucru poate fi util în timp ce o mașină funcționează. Mai ales în acele momente în care se confruntă cu sarcini ascuțite și este necesar să se prevină o scădere a vitezei. Se dovedește acest tip de amortizor.
Probabil cel mai obișnuit loc în care se găsesc volane este într-un motor cu combustie internă a mașinii. Permite menținerea vitezei motorului atunci când ambreiajul este decuplat. Acest lucru reduce impactul asupra transmisiei, deoarece schimbarea vitezei are loc în timp ce motorul funcționează deasupra ralantiului. În plus, se obține un confort mai mare și o mișcare mai lină. Este adevărat, în mașinile de curse, volanul este foarte ușor pentru a reduce greutatea și pentru a crește viteza cu care motorul se învârte.
Volanta unei mașini de pasageri.
De asemenea, volanele sunt adesea folosite pentru a stabiliza mișcarea. Acest lucru se întâmplă datorită faptului că roata, care este volanta, creează un efect giroscopic la rotire. Creează o rezistență puternică atunci când încercați să o înclinați. Acest efect poate fi simțit cu ușurință, de exemplu, învârtind o roată a bicicletei și încercând să o înclinați sau alegând un hard disk de lucru.
O astfel de forță interferează cu controlul motocicletei, forțând să recurgă la contra-direcție, în special la viteză mare, dar ajută foarte mult, de exemplu, la stabilizarea navei în timpul rulării. De asemenea, agățând o astfel de volantă și ținând cont de faptul că este întotdeauna în aceeași poziție în raport cu orizontul, puteți să-i reparați abaterile de la corpul obiectului și să înțelegeți poziția sa în spațiu. Utilizarea unor astfel de proprietăți ale volantului este relevantă în aviație. Volanta rotativă va determina poziția fuselajului aeronavei în spațiu.
Super volant Gulia
Acum, după o introducere și un fond destul de îndelungat, haideți să vorbim direct despre volane super volante și despre modul în care acestea ajută la conservarea energiei fără a avea compuși chimici în compoziția lor pentru acest lucru.
Nurbey Gulia - a creat și promovează ideea unui super volant ca dispozitiv de stocare a energiei.
Un volant super este un tip de volant conceput pentru stocarea energiei. Este special conceput pentru a stoca cât mai multă energie posibilă, fără a fi nevoie de un alt scop.
Aceste volane sunt grele și se transformă foarte repede. Datorită faptului că viteza de rotație este foarte mare, există un risc de vid în structură, dar acest lucru este, de asemenea, gândit. Volanta în sine constă din viraje înfășurate din bandă de plastic din oțel sau materiale compozite. Pe lângă faptul că o astfel de structură este mai puternică decât una monolitică, este totuși distrusă treptat. Adică, în caz de delaminare, volanul va încetini și va încurca în propriile părți. Nu cred că merită să explicăm că ruperea unei volane care se rotește cu zeci de mii de rotații pe minut și care cântărește cel puțin zeci de kilograme este plină de consecințe foarte grave.
În plus, pentru a asigura o siguranță și mai mare, puteți plasa un sistem cu o astfel de volantă într-o capsulă blindată și să o îngropați câțiva metri în pământ. În acest caz, elementele în mișcare nu vor putea cu siguranță să facă rău unei persoane.
Un avantaj suplimentar al utilizării unei capsule blindate va fi crearea unui vid în ea, ceea ce va reduce semnificativ efectul forțelor externe asupra mișcării. Mai simplu spus, astfel puteți reduce sau elimina complet rezistența mediului gazos (în cazul obișnuit al aerului).
Așa funcționează super volanta Gulia.
Rezistența rulmenților pe care este instalată volanta acționează de asemenea ca forțe suplimentare care împiedică rotirea. Dar poate fi montat pe o suspensie magnetică. În acest caz, forțele de influență sunt reduse la un astfel de minim, care poate fi neglijat. Din acest motiv, astfel de volane se pot roti luni întregi. În plus, suspensia magnetică vă permite să nu vă faceți griji cu privire la uzura sistemului. Numai generatorul este uzat.
Generatorul este elementul care vă permite să generați electricitate. Pur și simplu se conectează la volan și primește rotația transmisă, generează energie electrică. Se dovedește un analog al unui generator convențional, numai pentru asta nu trebuie să ardeți combustibil.
Pentru a stoca energia atunci când nu există nicio sarcină, volanta se învârte și astfel „ține sarcina”. De fapt, o versiune combinată este posibilă și prin analogie cu bateriile convenționale, care pot emite simultan energie și se pot încărca. Pentru a roti volanta, se folosește un generator de motoare, care poate roti volanul și poate prelua energia de rotație.
Astfel de sisteme sunt relevante pentru stocarea energiei în gospodării și în sistemele de încărcare. De exemplu, un sistem similar, conceput de inginerii Skoda, ar trebui utilizat pentru încărcarea mașinilor. În timpul zilei, volana se învârte, iar seara oferă o taxă pentru mașinile electrice, fără a încărca rețeaua orașului seara și noaptea. În acest caz, puteți încărca lent de pe o volană sau rapid de la mai multe, din care va fi „eliminată” mai multă energie electrică.
Eficiență super volantă
Eficiența super volanelor pentru tot arhaismul lor aparent atinge valori foarte mari. Eficiența lor ajunge la 98 la sută, ceea ce nici măcar nu este visat de bateriile de stocare obișnuite. Apropo, auto-descărcarea unor astfel de baterii are loc și mai repede decât pierderea vitezei unei volane bine fabricate în vid și pe o suspensie magnetică.
Vă puteți aminti vremurile în care oamenii au început să stocheze energie prin volane. Cel mai simplu exemplu sunt roțile olarului, care au fost rotite și învârtite în timp ce artizanul lucra la următorul vas.
Am stabilit deja că designul unei volane super este destul de simplu, are o eficiență ridicată și, în același timp, este relativ ieftin, dar are un dezavantaj, ceea ce afectează eficiența utilizării sale și stă în calea adoptării în masă. Mai precis, există două astfel de dezavantaje.
Volanta cu centura.
Principalul va fi același efect giroscopic. Dacă pe nave aceasta este o proprietate laterală utilă, atunci transportul rutier va interfera foarte mult și va fi necesară utilizarea unor sisteme complexe de suspendare. Al doilea dezavantaj va fi riscul de incendiu în caz de distrugere. Datorită ratei mari de distrugere, chiar și volanele compozite vor genera o cantitate mare de căldură datorită frecării împotriva interiorului capsulei blindate. La o instalație staționară, aceasta nu va fi o mare problemă, deoarece se poate face un sistem de stingere a incendiilor, dar în transport poate crea o mulțime de dificultăți. Mai mult, în transport, riscul de distrugere este mai mare datorită vibrațiilor din timpul mișcării.
Unde se folosesc super volane?
În primul rând, N. V. Gulia a vrut să-și folosească invenția în transport. Mai multe prototipuri au fost chiar construite și testate. În ciuda acestui fapt, sistemele nu au depășit testarea. Dar utilizarea acestei metode de stocare a energiei a fost găsită într-o altă zonă.
Așadar, în SUA, în 1997, Beacon Power a făcut un mare pas în dezvoltarea super volanelor pentru utilizarea în centralele electrice la nivel industrial. Aceste super volane ar putea stoca energie de până la 25 kWh și puterea de până la 200 kW. Construcția uzinei de 20 MW a început în 2009. A trebuit să niveleze vârfurile încărcăturii din rețeaua electrică.
Există proiecte similare și în Rusia. De exemplu, sub supravegherea științifică a lui N. V. Gulia însuși, Kinetic Power și-a creat propria versiune de dispozitive de stocare a energiei cinetice staționare, bazată pe un super volant. O unitate poate stoca până la 100 kWh de energie și poate furniza o putere de până la 300 kW. Sistemul de astfel de volane poate asigura egalizarea inomogenității zilnice a sarcinii electrice a unei întregi regiuni. Astfel, puteți abandona complet centralele electrice de stocare foarte scumpe.
De asemenea, este posibil să utilizați super volane pe obiecte în care este necesară independența de rețelele electrice și puterea de rezervă. Aceste sisteme sunt foarte receptive. Este literalmente o fracțiune de secundă și vă permite să furnizați o putere cu adevărat neîntreruptă.
O astfel de idee „nu a apărut”. Poate funcționa cu trenurile?
Un alt loc în care se poate folosi Super Flywheel este în transportul feroviar. Multă energie se cheltuie pe trenurile de frânare și, dacă nu o pierdeți, încălzind mecanismele de frânare, dar rotiți volanul, energia acumulată poate fi cheltuită pentru câștigarea vitezei. Veți spune că sistemul de suspensie va fi foarte fragil pentru transport și veți avea dreptate, dar în acest caz este posibil să vorbim despre rulmenți, deoarece pur și simplu nu este necesar să stocați energia mult timp, iar pierderile din rulmenți nu vor fi atât de mari într-o astfel de perioadă de timp. Dar această metodă vă permite să economisiți 30% din energia consumată de tren pentru mișcare.
După cum puteți vedea, sistemele super volante prezintă multe avantaje și foarte puține dezavantaje. Din aceasta putem concluziona că vor câștiga popularitate, vor deveni mai ieftine și mai răspândite. Acesta este chiar cazul în care proprietățile materiei și legile fizicii, familiare oamenilor din cele mai vechi timpuri, vă permit să veniți cu ceva nou. Drept urmare, ați obținut o simbioză uimitoare a mecanicii și a electricilor, al căror potențial nu a fost încă dezvăluit pe deplin.
Artem Sutyagin
