Lendkerék energiatároló rendszer, magyarázatok
EMLÉKEZNI
- A lendkerék úgy tárolja az energiát, hogy a forgási mozgási energiát elektromossággá alakítja, és fordítva.
- A tárolt energia a tömeggel növekszik, és arányos a forgási sebesség négyzetével.
- A lendkeréknek számos alkalmazása létezik: frekvenciaszabályozás és feszültség támogatás az elektromos hálózatokon, a megújuló energia termelésének simítása, decentralizált alkalmazások stb.
- A két legnagyobb, egyenként 20 MW kapacitású létesítmény az Egyesült Államokban található.
Összegzés
- Meghatározás
- Művelet
- Alkalmazások
- Főbb játékosok
- Kulcsfigurák
- Alkalmazási területek
- Múlt
- Jelen és jövő
A lendkerék egy energiatároló rendszer, forgási kinetikus energia formájában. Tömegből áll, legtöbbször üreges vagy szilárd hengerből (de más formák is lehetségesek). Ezt a tömeget egy tengely körül forgatják, általában rögzítve, és egy védőházba zárva. Olyan elektromos motorhoz/generátorhoz van csatlakoztatva, amely a mozgási energiát elektromossággá alakítja és fordítva.
Ez a mechanizmus lehetővé teszi az energiatárolást:
- a tárolási fázisban a motor a bejövő elektromos energiát kinetikus energiává alakítja, ami növeli a tömeg forgási sebességét;
- az álló fázisban, vagyis az energiatakarékosságban a tömeg forgási sebességét állandóan kell tartani. Az energiabevitel ekkor minimális, és csak a súrlódással kapcsolatos veszteségeket kompenzálja;
- a leszerelés vagy a helyreállítás fázisában a generátor a mechanikus energiát elektromossággá alakítja, ezáltal lelassítva a tömeget.
A tárolt energia a tömeggel növekszik, és arányos a forgási sebesség négyzetével. Ezért két tárolási "stratégia" lehetséges. Kétféle lendkeréknek felelnek meg, amelyek közül az egyik tömegesen játszik, a másik sebességgel:
- alacsony sebességű lendkerék: ezek a legérettebb rendszerek, nagy tömegeket foglalnak magukba nehéz anyagokban, például acélban. Forgási sebességük kevesebb, mint 10 000 fordulat/perc (fordulat/perc);
- nagy sebességű lendkerék: könnyebb anyagokat, például szénszálat vagy üveget használnak. Fordulatszámuk akár 50 000 fordulat/perc.
A lendkerék működésének kritikus kritériuma az energiaveszteség minimalizálásának képessége az álló szakaszban. Ehhez korlátozni kell a forgó tömeg súrlódását. A felhasznált megoldások közül megemlíthetjük: nagy teljesítményű golyóscsapágyak használatát, a tömeg vákuumkamrába zárását, a tömeg mágneses felfüggesztését stb.
A tömeg anyagának megválasztásakor további lényeges elem a szakítószilárdság. Valójában a nagy forgási sebesség jelentős feszültségeket okoz a tömegeken, amelyek rossz méretük esetén megszakadhatnak, és a lendkerék azonnali megsemmisülését okozhatják.
A lendkerékhez számos lehetséges alkalmazás létezik. Ezek között vannak:
- frekvenciaszabályozás és feszültségtámogatás az elektromos hálózatokon: a frekvenciát és a feszültséget a hálózatüzemeltető által meghatározott átlagos értékek körül és határokon belül kell tartani;
- a megújuló energiák termelésének simítása: az energiatermelés ingadozásainak kompenzálása az energiaforrás szünetelésével (felhő áthaladása, széllökés vége stb.) kapcsolatban;
- terhelésfigyelés: ideiglenesen támogatja a villamosenergia-ellátás napi igényváltozását, például a csúcsforgalom kezdetén vagy végén, míg a nagyüzemi gyártási módok elindulnak vagy leállnak;
- decentralizált alkalmazások: az energiafelhasználás optimalizálása a metrók fékezési energiájának vagy a daruk gravitációs potenciális energiájának visszanyerésével, vagy a szünetmentes áramellátás (UPS) garantálásával, amely abból áll, hogy biztosítják a relét az incidens pillanata és a bekapcsolás kezdete között. vészgenerátor.