Cilat janë ruajtjen e energjisë

Natyra i dha njeriut një shumëllojshmëri e burimeve të energjisë: dielli, era, lumenj dhe të tjerët. Disavantazhi i këtyre gjeneratorëve të energjisë së lirë është mungesa e stabilitetit. Prandaj, gjatë periudhave të energjisë tepërt është ruajtur në ruajtjen e saj dhe të konsumojnë gjatë periudhave të rënies së përkohshme. ruajtjen e energjisë është e karakterizuar nga parametrat e mëposhtëm:

• Sasia e energjisë së ruajtur;
• norma e akumulimit të, dhe ndikimi;
• gravitet specifik;
• ruajtjen e energjisë kohë;
• besueshmëria;
• Prodhim dhe mirëmbajtjen shpenzimet, dhe të tjerët.

Metodat të sistematizimit të shumta drives. Një nga më i përshtatshëm është klasifikimi i llojit të energjisë së përdorur në ruajtje, dhe një metodë për ruajtjen e saj dhe kthimin. pajisjet e magazinimit të energjisë janë të ndarë në llojet e mëposhtme kryesore:

• mekanike;
• termike;
• elektrike;
• kimike.

Akumulimin e energjisë potenciale

Thelbi i këtyre pajisjeve pakomplikuar. Kur heqjen e një akumulim ngarkesës të energjisë potenciale, kryen punë të dobishme, kur ulur atë. Karakteristika të projektimit janë të varur nga lloji i ngarkesës. Ajo mund të jetë e fortë, të lëngshme ose substancë grimcat. Në mënyrë tipike, dizajni i këtij lloji të pajisjeve janë shumë të thjeshta, pra besueshmërisë së lartë dhe jetë të gjatë shërbimi. ruhet koha ruajtjen e energjisë varet nga qëndrueshmëria e materialeve dhe mund të arrijnë mijëra. Për fat të keq, pajisje të tilla kanë një kapacitet të ulët të veçantë të energjisë.

drives mekanike energjisë kinetike

Në këto pajisje, energjia ruhet në lëvizjen e një trupi. Zakonisht ajo është lekundese ose reciprok lëvizje.

Energjia kinetike në sistemet lekundese është e përqendruar në lëvizje reciprok të trupit. Energjia është furnizuar dhe të konsumuar në pjesë, në kohë me lëvizjen e trupit. Mekanizmi është mjaft e komplikuar dhe kapriçioz në ngritjen. përdorur gjerësisht në watches mekanike. Sasia e energjisë së ruajtur zakonisht është e vogël dhe është vetëm i përshtatshëm për funksionimin e pajisjes.

Drives përdorur xhiroskop energjisë

Stoku i energjisë kinetike është e përqendruar në një volant me rotacion. Energjia specifike volant është shumë më e madhe sesa e energjisë ekuivalente ngarkesës statike. Kjo është e mundur në një periudhë të shkurtër kohe është marrë ose një dalje të madhe të energjisë. Ora ruajtjen e energjisë është i vogël, dhe shumica e harton është e kufizuar në disa orë. Teknologjitë moderne të lejojë për të sjellë kohën e magazinimit të energjisë deri në disa muaj. Goma të fryra janë shumë të ndjeshme ndaj goditjeve. Pajisja energjisë është në proporcion të drejtpërdrejtë me shpejtësinë e rrotullimit të saj. Prandaj, në ruajtjen e energjisë dhe ndryshimit e kthimit ndodh shpejtësinë volant. Një ngarkesë zakonisht kërkon një konstante, shpejtësi të ulët.

Pajisjet më premtuese janë supermahovik. Ata janë bërë nga shirit çeliku, fibra sintetike ose tel. Struktura mund të jetë e fortë ose të ketë një hapësirë të zbrazët. Nëse hapësira është windings dispozicion e masës kasetë drejt periferisë së rotacionit inerci momentin e volant është ndryshuar, pjesë e energjisë së ruajtur në pranverë nënshtrohet deformim. Në pajisje të tilla, shpejtësia e rrotullimit është më e qëndrueshme se sa në strukturat tselnotelyh, dhe konsumin e energjisë është shumë më e lartë. Përveç kësaj, ata janë më të sigurta.

supermahovik moderne bërë nga fibra Kevlar. Ata rrotullohen në një dhomë vakum me pezullimin magnetike. Ajo është në gjendje për të ruajtur energjinë për disa muaj.

Drives mekanike duke përdorur forcën elastik

Ky lloj i pajisjes është në gjendje për të ruajtur dendësi të madhe të energjisë. Nga makinë mekanike ajo ka përmbajtje të lartë të energjisë për pajisjet me dimensione disa centimetra. flywheels më të mëdha me një shpejtësi shumë të lartë të rrotullimit të ketë një konsum shumë më të lartë të energjisë, por ata janë shumë të prekshme për faktorët e jashtëm, dhe kanë pak kohë për të ruajtur energjinë.

Drives mekanike duke përdorur energjinë pranverë

Aftë për të siguruar fuqinë më të madhe mekanike të të gjitha klasave të ruajtjes së energjisë. Ajo është e kufizuar vetëm nga forca kufi pranverë. Energjisë në pranverë ngjeshur mund të ruhet për disa dekada. Megjithatë, për shkak të deformimit të përhershëm në lodhje metalike akumulon dhe ul kapacitetin e pranverës. Në të njëjtën kohë, me cilësi të lartë pranverë çeliku, subjekt i kushteve operative mund të punojnë për qindra vjet pa humbje dukshëm në cilësinë.

funksion sustë mund të kryejë elemente elastike. bende gome, për shembull, dhjetë herë më superiore të produkteve të çelikut të energjisë të depozituara për njësi masë. Por shërbimi termi gome për shkak të plakjes kimike është vetëm disa vite.

drives mekanike, duke përdorur energjinë e gazit të kompresuar

Në këtë lloj të pajisjeve të ruajtjes së energjisë është për shkak të compression gazit. Në prani të një tepricë të energjisë nga gazi kompresor nën presion është injektuar në tullumbace. Sipas nevojës, gazi i ngjeshur është përdorur për të përzënë një turbinë apo gjenerator. Në fuqive të ulët turbinë duhet të përdoret në vend të një motor pistoni. Gazi në enë nën presion të qindra e atmosferës ka një dendësi të lartë të veçantë të energjisë për disa vite, dhe në prani të valvulave me cilësi të lartë - dhe dhjetëra vjet.

Akumulimin e energjisë termike

Pjesa më e madhe e territorit të vendit tonë është e vendosur në zonat veriore, kështu që një pjesë e madhe e energjisë së konsumuar për ngrohje brenda. Në lidhje me këtë rregullisht duhet për të zgjidhur problemin e mbajtjes ngrohtë në makinë dhe duke hequr atë nga atje nëse është e nevojshme.

Në shumicën e rasteve, ju nuk mund të arrijë një dendësi të lartë të energjisë së ruajtur termike, dhe çdo kushte të rëndësishme të ruajtjes së saj. Nuk është një pajisje efektive për një numër të karakteristikave të saj dhe çmimet e larta nuk janë të përshtatshme për përdorim të gjerë.

Akumulimi në kurriz të kapacitetit të ngrohjes

Kjo është një nga mënyrat më të vjetra. Ajo është e bazuar në parimin e materialit termike magazinimit të energjisë kur të nxehtë dhe të kthehet ngrohjes gjatë ftohjes së saj. Dizajni i këtyre drives është jashtëzakonisht e lehtë. Ata mund të jetë i ndonjë copë të ngurta ose një enë të mbyllur me një ftohës të lëngshme. Dyqanet e energjisë termale kanë një jetë shumë të gjatë, numri praktikisht të pakufizuar të magazinimit të energjisë dhe të kthehet cikle. Por koha e magazinimit nuk i kalon disa ditë.

Akumulimin e energjisë elektrike

energjisë elektrike - kjo është forma më e përshtatshme e saj në botën moderne. Kjo është arsyeja pse drives elektrike janë përdorur gjerësisht dhe më të zhvilluara. Fatkeqësisht, pajisjet e lirë vëllim specifik është i vogël, dhe pajisje me një kapacitet të lartë të caktuar të shtrenjta dhe jetëshkurtër. Ruajtja e energjisë elektrike - është kapacitoreve, supercapacitors, bateri.

kapacitoreve

Kjo është lloji më të popullarizuara të ruajtjes së energjisë. Kondensator janë të afta për të vepruar në një temperaturë prej nga -50 deri 150 gradë. Numri i energjisë ciklit storage-zbythje - dhjetëra miliarda për sekondë. Lidh disa kapacitoreve paralelisht, ju lehtë mund të merrni vlerën e nevojshme të kapaciteteve. Përveç kësaj, ka kapacitoreve ndryshueshme. Ndryshimi i kapaciteteve të kapacitoreve të tilla mund të bëhet në mënyrë mekanike apo elektrike, ose ndikimin e temperaturës. Më shpesh kapacitoreve ndryshueshme mund të gjenden në qark tingëllues.

Kapacitoreve janë të ndarë në dy klasa - polare dhe jo-polare. Lifetime polare (elektrolitik) më pak se jopolar, ata janë më të varur nga kushtet e jashtme, por në të njëjtën kohë të ketë kapacitet më të lartë të veçantë.

Si kapacitoreve ruajtje të energjisë - instrumente jo shumë të suksesshme. Ata kanë një kapacitet të vogël dhe një dendësi të vogël të veçantë të energjisë së ruajtur dhe koha e saj magazinimit është i matur në sekonda, minuta, orë rrallë. Kapacitoreve kemi gjetur aplikim kryesisht në elektronikë të energjisë dhe inxhinieri elektrike.

Llogaritja e kondensator, si rregull, nuk do të shkaktojë vështirësi. Të gjitha informatat e nevojshme për lloje të ndryshme të kapacitoreve parashikuara në doracakët teknike.

ionistory

Këto pajisje të zënë një pozicion të ndërmjetëm midis kapacitoreve polare dhe bateri. "Supercapacitors" i quajtur nganjëherë. Prandaj, ata kanë një numër i madh i fazës ngarkuar-shkarkimit, kapaciteti është më e madhe se ajo e kondensator, por më pak se ajo e baterive të vogla. Energjia koha e magazinimit - deri në disa javë. Ionistory shumë të ndjeshëm ndaj temperaturës.

bateri pushtet

bateritë electrochemical janë përdorur në qoftë se ju doni për të ruajtur një shumë energji. Ajo është mirë të përshtatshme për këtë qëllim pajisjet çojë-acid. Ata ishin shpikur rreth 150 vjet më parë. Dhe që atëherë, në pajisjen e baterisë nuk sjell asgjë të re. Nuk ishte një shumë të modeleve të specializuara, cilësia e komponentëve, të përmirësuar besueshmërinë e baterisë është rritur ndjeshëm. Vlen të përmendet se pajisja bateri, të krijuar nga prodhues të ndryshëm për qëllime të ndryshme ndryshojnë vetëm në hollësi të vogla.

bateritë electrochemical janë klasifikuar në tërheqje dhe fillimi. Tërheqje është përdorur në transportin elektrike, furnizimet me energji uninterruptible, burimet e energjisë. Për këto bateri janë karakterizuar nga shkarkimit gjatë dhe uniforme të thellë e saj të madh. Duke filluar bateri mund të japë një rrymë të lartë në një kohë të shkurtër, por shkarkimin e thellë për ta papranueshme.

bateri electrochemical kanë një numër të kufizuar të cikleve të ngarkuar-shkarkimit, mesatarisht, nga 250 në vitin 2000. Edhe në qoftë se nuk ka operacion ata dështojnë pas pak vitesh. bateri electrochemical janë të ndjeshëm ndaj temperaturës, kërkojnë një kohë të gjatë akuzuar dhe një zbatim strikt të rregullave të funksionimit.

Pajisja duhet të plotësohen në mënyrë periodike. Akuza bateria është instaluar në automjet, ajo është prodhuar në ngarje gjenerator. Në dimër, kjo nuk është e mjaftueshme, një bateri të ftohtë është e keqe merr ngarkuar, dhe konsumin e energjisë në fillim të rritet engine. Prandaj është e nevojshme për të kryer më tej ngarkuar baterinë në një ngarkues dhomë të ngrohtë të veçantë. Një nga të meta të mëdha të njësive të çojë-acid është pesha e tyre e madhe.

Bateri për pajisje të ulët të energjisë

Nëse kërkohet pajisje të lëvizshme me peshë të vogël, llojet përzgjedhur mëposhtme të rechargeable janë nikel-kadmiumi, litium ion, hibrid metal, polimer-jonik. Ata kanë një kapacitet më të lartë të veçantë, por çmimi është shumë më e lartë. Ata janë përdorur në telefonat mobil, laptopë, kamera dhe pajisje të tjera të vogla. Llojet e ndryshme të baterive ndryshojnë në parametrat e tyre: numrin e cikleve të ngarkuar, afat, kapacitet, madhësia, etj ...

Litium-jon baterive janë përdorur në elektrike të lartë të energjisë dhe makinat hibride. Ata janë të lehtë, vëllim të lartë të veçantë dhe të besueshmërisë së lartë. Në të njëjtën kohë, bateri litium-jon janë shumë të ndezshme. Ignition mund të ndodhë me qark i shkurtër, deformim mekanike apo shkatërrimin e trupit, çrregullime të mënyrë të ngarkuar ose një shkarkimit bateri. Mjaft e vështirë për të shuar një zjarr për shkak të aktivitetit të lartë të litiumit.

Bateritë janë bazë për shumë pajisje. Për shembull, ruajtjen e energjisë për telefonin - një kompakt paketë bateri e jashtme, vendosur në një thyer, i papërshkueshëm nga uji. Kjo ju lejon për të ngarkuar apo pushtet telefonin celular. pajisje të fuqishme ruajtjes celular të energjisë janë në gjendje për të ngarkuar të gjitha kamera digjitale, madje edhe laptopë. Në pajisje të tilla, vendos, zakonisht baterive litium jon kapacitet të madh. ruajtjen e energjisë për shtëpi as të bëjë pa bateri. Por ajo është pajisje shumë më e komplikuar. Për më tepër bateri në përbërjen e tyre përfshin një ngarkues bateri, një sistem kontrolli, një inverter. Pajisjet mund të veprojë si një rrjet të përhershëm, si dhe nga burime të tjera. Fuqia e prodhimit në mes është 5 kW.

Bashkime të energjisë kimike

Dalluar "karburantit" dhe "pa Karburanti" llojet e drives. Ata kërkojnë teknika të veçanta dhe pajisje shpesh rëndë të teknologjisë së lartë. Proceset e përdorura të lejojë të marrin energji në forma të ndryshme. Reagimet thermochemical mund të bëhet si në të ulët dhe në temperaturë të lartë. Përbërësit për reagimet temperaturë të lartë është futur vetëm kur është e nevojshme për të marrë energji. Para kësaj, ata janë ruajtur veçmas në vende të ndryshme. Përbërësit për reagimet temperaturë të ulët janë zakonisht në një enë të vetme.

ruajtjen e energjisë koha operativ karburantit

Kjo metodë përfshin dy faza plotësisht të pavarura: ruajtjen e energjisë ( "akuzuar") dhe përdorimin e saj ( "shkarkimin"). karburantit tradicionale zakonisht ka një kapacitet të lartë të veçantë të energjisë, mundësinë e afat-gjatë magazinimit, lehtësinë e përdorimit. Por jeta nuk qëndrojnë ende. Futja e teknologjisë së re vendos kërkesa të larta për karburant. Problemi është zgjidhur duke përmirësuar lëndë djegëse ekzistuese dhe krijimin e të reja, të lartë të energjisë.

Futja gjerë të modeleve të reja të kufizuara nga mungesa e proceseve teknologjike, mbeturinat, një zjarr dhe Shpërthimi i madh rreziqeve në punë, nevoja për personel të kualifikuar, kostoja e lartë e teknologjisë.

Pa karburant ruajtjen e energjisë kimike

Në këtë formë e energjisë makinë është ruajtur nëpërmjet konvertimit të substancave të caktuara kimike në tjetrën. Për shembull, gëlqere e shuar gjatë ngrohjes të bëhet shtet i pashuar. Kur "shkarkohet" energjia ruhet është lëshuar si ngrohjes dhe gazit. Kjo është ajo që ndodh kur gëlqere slaking ujë. Për të filluar reaksion, ajo zakonisht është e mjaftueshme për të lidhur komponentët. Në thelb, ky lloj i reagimit thermochemical merr vetëm vendin e saj në një temperaturë prej qindra e mijëra gradë. Prandaj, pajisjet e përdorura është shumë më e komplikuar dhe të shtrenjtë.