O que são o armazenamento de energia

Natureza deu ao homem uma variedade de fontes de energia: sol, vento, rios e outros. A desvantagem destes geradores de energia livre, é a falta de estabilidade. Portanto, durante períodos de excesso de energia é armazenada no seu armazenamento e consumir durante períodos de declínio temporário. armazenamento de energia é caracterizado pelos seguintes parâmetros:

• quantidade de energia armazenada;
• a sua taxa de acumulação, e impacto;
• gravidade específica;
• armazenamento de energia tempo;
• confiabilidade;
• custos de fabricação e manutenção, entre outros.

Métodos de sistematização muitas unidades. Um dos mais conveniente é a classificação do tipo de energia utilizada no armazenamento, e um método para o seu armazenamento e retorno. dispositivos de armazenamento de energia estão divididas nos seguintes tipos principais:

• mecânica;
• térmica;
• eléctrica;
• química.

Acúmulo de energia potencial

A essência desses dispositivos sem complicações. Ao levantar uma acumulação de carga de energia potencial, realiza um trabalho útil ao baixá-lo. As características de projeto são dependentes do tipo de carga. Pode ser sólido, líquido ou substância em partículas. Normalmente, o design deste tipo de dispositivos são muito simples, daí a alta confiabilidade e longa vida útil. armazenados tempo de armazenamento de energia depende da durabilidade dos materiais e pode chegar a milhares. Infelizmente, esses dispositivos têm uma capacidade de energia específica baixa.

transmissões mecânicas de energia cinética

Nestes dispositivos, a energia armazenada no movimento de um corpo. Normalmente ele está oscilando ou movimento alternativo.

A energia cinética em sistemas oscilantes está concentrada no movimento alternado do corpo. A energia é fornecida e consumido em porções, no tempo com o movimento do corpo. O mecanismo é bastante complicado e caprichoso na criação. Amplamente utilizados em relógios mecânicos. A quantidade de energia armazenada é geralmente pequeno e é apenas adequado para a operação do dispositivo.

Unidades usando giroscópio energia

O estoque de energia cinética é concentrada em um volante rotativo. energia volante específico é muito maior do que a carga estática de energia equivalente. É possível em um curto período de tempo é recebida ou uma grande potência. tempo de armazenamento de energia é pequeno, ea maioria dos projetos é limitada a algumas horas. As tecnologias modernas permitem trazer o tempo de armazenamento de energia de até vários meses. Volantes são muito sensíveis a choques. O dispositivo de energia é diretamente proporcional à velocidade da sua rotação. Portanto, no armazenamento de energia e mudança de retorno ocorre rotação do volante. Uma carga geralmente requer uma baixa velocidade constante,.

dispositivos mais promissores são supermahovik. Eles são feitos de fita de aço, fibra sintética ou de arame. A estrutura pode ser sólido ou têm um espaço vazio. Se o espaço é enrolamentos disponíveis do movimento da fita para a periferia do momento de inércia de rotação do volante é alterado, parte da energia armazenada na mola submetido a deformação. Em tais dispositivos, a velocidade de rotação é mais estável do que em estruturas tselnotelyh, e o seu consumo de energia é muito mais elevado. Além disso, eles são mais seguros.

supermahovik moderno feito de fibras de Kevlar. Eles rodar numa câmara de vácuo com suspensão magnética. Ele é capaz de armazenar energia por vários meses.

Drives mecânicos usando a força elástica

Este tipo de dispositivo é capaz de armazenar uma enorme densidade de energia. A partir do acionamento mecânico que tem o maior teor de energia para dispositivos com dimensões de alguns centímetros. volantes maiores com uma velocidade muito alta de rotação ter um consumo de energia muito maior, mas eles são muito vulneráveis a fatores externos, e têm pouco tempo para armazenar energia.

Drives mecânicos utilizando a energia da primavera

Capaz de fornecer a maior potência mecânica de todas as classes de armazenamento de energia. Ele é limitado apenas pela força da mola limite. Energia na mola comprimida pode ser armazenado por várias décadas. No entanto, devido à deformação permanente na fadiga de metal acumula e diminui a capacidade da primavera. Ao mesmo tempo, mola de aço de alta qualidade, sem prejuízo das condições de funcionamento podem trabalhar por centenas de anos, sem perda significativa de capacidade.

função de mola pode realizar quaisquer elementos elásticos. As faixas de borracha, por exemplo, dez vezes superiores aos produtos de aço de energia armazenada por unidade de massa. Mas o serviço de borracha prazo devido ao envelhecimento produto químico é apenas alguns anos.

transmissões mecânicas, usando a energia do gás comprimido

Neste tipo de dispositivos de armazenamento de energia é devido à compressão do gás. Na presença de um excesso de energia pelo gás sob pressão do compressor é injectado no balão. Conforme necessário, o gás comprimido é usado para accionar uma turbina ou gerador. Para potências baixas a turbina deve ser usado em vez de um motor de êmbolo. O gás no recipiente de pressão de centenas de atmosferas tem uma densidade de energia específica elevada durante vários anos, e na presença de válvulas de alta qualidade – e dezenas de anos.

Acumulação de energia térmica

A maior parte do território do nosso país está localizado nas áreas do norte, assim que uma grande parte da energia consumida para aquecer internamente. Neste contexto, têm regularmente para resolver o problema de manter quente na unidade e removê-lo de lá, se necessário.

Na maioria dos casos, você não pode conseguir uma alta densidade de energia térmica armazenada, e quaisquer termos significativos de sua preservação. Há um dispositivo eficaz para um número de suas características e os preços elevados não são adequados para uso generalizado.

Acumulação à custa da capacidade de calor

Esta é uma das formas mais antigas. Baseia-se no princípio do material de armazenagem de energia térmica quando aquecidos e regresso de calor durante o seu arrefecimento. O projeto dessas unidades é extremamente fácil. Eles podem ser de qualquer peça sólida ou num recipiente fechado com um fluido de arrefecimento líquido. lojas de energia térmica tem uma vida muito longa, número virtualmente ilimitado de ciclos de armazenamento de energia e de retorno. Mas o tempo de armazenamento não exceda alguns dias.

Acumulação de energia elétrica

A energia elétrica – esta é a forma mais conveniente de que no mundo moderno. É por isso que os acionamentos elétricos são amplamente utilizados e mais desenvolvida. Infelizmente, a dispositivos baratos capacitância específica é pequeno, e dispositivos com uma alta capacidade específica do caros e de curta duração. Armazenamento de energia elétrica – é capacitores, supercapacitores, baterias.

capacitores

É o tipo mais popular de armazenamento de energia. Os condensadores são capazes de operar a uma temperatura de desde -50 a 150 graus. O número de ciclo de armazenamento de energia de recuo – dezenas de milhares de milhões por segundo. Conectando vários capacitores em paralelo, você pode facilmente obter o valor capacidade necessária. Além disso, existem capacitores variáveis. Alterando a capacitância de tais condensadores pode ser feita mecanicamente ou electricamente, ou a influência da temperatura. Na maioria das vezes capacitores variáveis podem ser encontrados no circuito ressonante.

Capacitores são divididos em duas classes – a polares e não polares. Lifetime polar (electrolítica) menos do que não polar, eles são mais dependentes das condições externas, no entanto, ao mesmo tempo ter uma capacitância específica mais elevada.

Como capacitores de armazenamento de energia – instrumentos não muito bem sucedida. Eles têm uma pequena capacidade e uma pequena densidade específica da energia armazenada e seu tempo de armazenamento é medido em segundos, minutos, horas raramente. Capacitores têm encontrado aplicação principalmente na eletrônica de potência e engenharia elétrica.

Cálculo do capacitor, como regra, não causa dificuldades. Todas as informações necessárias sobre os diferentes tipos de capacitores fornecidas nos manuais técnicos.

ionistory

Estes dispositivos ocupam uma posição intermediária entre os condensadores polares e baterias. "Supercapacitors" às vezes chamado. Assim, eles têm um grande número de fase de carga-descarga, a capacidade é maior do que a do capacitor, mas um pouco menos do que a de pequenas baterias. tempo de armazenamento de energia – até várias semanas. Ionistory muito sensíveis à temperatura.

baterias de energia

baterias eletroquímicas são usados se você quiser armazenar uma grande quantidade de energia. É mais adequado para este dispositivos de chumbo-ácido de propósito. Eles foram inventados cerca de 150 anos atrás. E desde então, no dispositivo da bateria não traz nada de novo. Havia um monte de modelos especializados, a qualidade dos componentes, maior confiabilidade da bateria é significativamente aumentada. Vale ressaltar que o dispositivo da bateria, criado por fabricantes diferentes para diferentes fins diferem apenas em pequenos detalhes.

baterias eletroquímicas são classificados para a tração e de partida. A tração é usado em transporte elétrico, fontes de alimentação ininterrupta, fontes de energia. Para tais baterias são caracterizados por uma longa e uniforme de descarga da sua grande profundidade. baterias de partida pode dar uma alta corrente em um curto espaço de tempo, mas descarga profunda para eles inaceitável.

baterias eletroquímicas têm um número limitado de ciclos de carga-descarga, em média, de 250 a 2000. Mesmo se nenhuma operação falham depois de alguns anos. baterias eletroquímicas são sensíveis à temperatura, requerem um longo tempo de carregamento e uma estrita observância das regras de funcionamento.

O dispositivo deve ser recarregada periodicamente. A carga da bateria está instalado no veículo, ele é produzido na condução gerador. No inverno, isso não é suficiente, uma bateria fria é ruim assume o comando, e o consumo de energia no início do motor aumenta. Por isso, é necessário realizar ainda carregar a bateria em uma sala quente carregador especial. Uma das principais desvantagens de unidades de chumbo-ácido é o seu grande peso.

Baterias para dispositivos de baixa potência

Se necessário dispositivos móveis com pequenos pesos, os seguintes tipos seleccionados de baterias recarregáveis são níquel-cádmio, ião de lítio, de metal híbrido, polímero iónico. Eles têm uma maior capacidade específica, mas o preço é muito maior. Eles são usados em telefones celulares, laptops, câmeras e outros dispositivos pequenos. Diferentes tipos de baterias diferem em seus parâmetros: o número de ciclos de carga, vida útil, capacidade, tamanho, etc …

baterias de iões de lítio são utilizados em eléctrica de alta potência e carros híbridos. Eles são leves, de alta capacidade específica e alta confiabilidade. Ao mesmo tempo, as baterias de iões de lítio são altamente inflamáveis. Ignição pode ocorrer por um curto-circuito, a deformação mecânica ou destruição do corpo, distúrbios do modo de carga ou uma descarga da bateria. Bastante difícil de extinguir um incêndio, devido à elevada actividade de lítio.

As baterias são a base para muitos dispositivos. Por exemplo, o armazenamento de energia para o telefone – um compacto bateria externa, alojado em um resistente, impermeável. Ele permite que você carregue ou ligar o telefone celular. dispositivos de armazenamento de energia móvel poderosos são capazes de cobrar todas as câmeras digitais, mesmo laptops. Em tais dispositivos, conjuntos, tipicamente baterias de iões de lítio de grande capacidade. armazenamento de energia para casa nem fazer sem baterias. Mas é dispositivos muito mais complicadas. Além disso bateria na sua composição inclui um carregador de bateria, um sistema de controlo, um inversor. Os dispositivos podem funcionar como uma rede permanente, bem como de outras fontes. A potência de saída no meio é de 5 kW.

Agregadores de energia química

Distinguir "combustível" e "sem combustível" tipos de unidades. Eles exigem técnicas especiais e equipamento de alta tecnologia muitas vezes complicado. processos utilizados permitem para receber a energia em diferentes formas. As reacções termoquímicas podem ter lugar tanto a baixa e a alta temperatura. Componentes para reacções de alta temperatura é introduzida apenas quando necessário, para receber a energia. Antes disso, eles são armazenados separadamente em diferentes lugares. Componentes para reacções de baixa temperatura são normalmente num único recipiente.

tempo de funcionamento combustível armazenamento de energia

Este método inclui duas fases completamente independentes: o armazenamento de energia ( "carregamento") e a sua utilização ( "descarga"). combustível tradicional normalmente tem uma capacidade de energia específica elevada, a possibilidade de armazenamento de longo prazo, facilidade de uso. Mas a vida não pára. A introdução de novas tecnologias coloca grandes exigências sobre os combustíveis. O problema é resolvido através da melhoria combustíveis de alta energia nova já existentes e criando.

Ampla introdução de novos modelos constrangidos pela falta de processos tecnológicos, os resíduos, um grande risco de fogo e explosão no trabalho, a necessidade de pessoal altamente qualificado, o alto custo da tecnologia.

Sem armazenamento de energia química do combustível

Nesta forma de energia da unidade é armazenada por meio da conversão de certas substâncias químicas no outro. Por exemplo, a cal apagada , durante o aquecimento torna-se estado de cal viva. Quando "descarregada" a energia armazenada é liberada na forma de calor e gás. Isso é o que acontece quando cal slaking água. Para iniciar a reação, é geralmente suficiente para conectar os componentes. Em essência, este tipo de reação termoquímica leva apenas colocá-lo a uma temperatura de centenas de milhares de graus. Portanto, o equipamento utilizado é muito mais complicado e caro.