Kad dođe do potrebe da se nekako akumulira energija, mnogi odmah počnu razmišljati o bateriji. Naravno, što bi drugo moglo biti. Ipak, postoji još jedna metoda koja se ne koristi vrlo često, ali istodobno ima vrlo dobre izglede. Pogotovo na pozadini razvoja drugih tehnologija. Takav razvoj događaja čak je korišten i u proizvodnji javnog i teretnog prometa. Njihovo podrijetlo datira još iz Sovjetskog Saveza, ali u posljednje se vrijeme tehnologija sve više i češće koristi. Prije nekoliko godina, kada su propisi to dopuštali, korišten je čak i u Formuli 1. Otvorimo veo tajnosti i kažemo vam kako djeluje ovaj prilično jednostavan, ali genijalan izum, te o osobi koja je tome posvetila svoj život.
Što je zamašnjak?
Danas ćemo govoriti o super zamašnjacima i njihovom tvorcu Nurbeyu Guliji. Iako se čini da je zamašnjak nešto zastarjelo i čisto tehničko, također ima mjesto u novom električnom svijetu.
Sami volani su izumljeni davno i čak su se uspješno koristili u industriji tih godina. Postoje čak i nalazi u Mezopotamiji i drevnoj Kini koji potvrđuju uporabu takvih uređaja. Istina, tada su izrađeni od pečene gline ili drva i obavljali su druge funkcije.
Gdje se koriste zamašnjaci?
Zbog svoje masivnosti i zakona fizike koji prate kretanje zamašnjaka, ona je našla primjenu u mnogim modernim mehanizmima - od transporta do industrije.
Promotivni video:
Najjednostavnija primjena je održavanje brzine rotacije osovine na kojoj je postavljen zamašnjak. To može biti korisno za vrijeme rada stroja. Pogotovo u onim trenucima kada doživljava oštra opterećenja i potrebno je spriječiti pad brzine. Ispada da je ova vrsta amortizera.
Vjerojatno najčešće mjesto na kojem se nalaze zamašnjaci je motor s unutrašnjim sagorijevanjem automobila. Omogućuje održavanje broja okretaja motora kad se kvačilo isključi. To smanjuje utjecaj na prijenos, budući da se promjena stupnja prijenosa događa dok motor radi u praznom hodu. Pored toga, postiže se veća udobnost i glađe kretanje. Istina, u trkačkim automobilima zamašnjak je vrlo lak, kako bi se smanjila težina i povećala brzina kojom se motor vrti.
Zamašnjak osobnog automobila.
Također, zamašnjaci se često koriste za stabiliziranje kretanja. To se događa zbog činjenice da kotač, koji je zamašnjak, stvara žiroskopski učinak pri rotaciji. Stvara snažan otpor kada ga pokušavate naginjati. Na primjer, ovaj se efekt može osjetiti, na primjer, okretanjem kotača na biciklu i pokušajem naginjanja ili odabirom tvrdog pogona.
Takva sila ometa kontrolu nad motociklom, prisiljavajući pribjegavati protu upravljaču, posebno pri velikim brzinama, ali puno pomaže, na primjer, da se brod stabilizira tijekom valjanja. Također, tako da objesite takav volan i uzmete u obzir da je on uvijek u istom položaju u odnosu na horizont, možete popraviti njegova odstupanja od tijela objekta i razumjeti njegov položaj u prostoru. Upotreba takvih svojstava zamašnjaka je relevantna u zrakoplovstvu. Rotacijski zamašnjak će odrediti položaj trupa zrakoplova u prostoru.
Super zamašnjak Gulia
Sada, nakon prilično dugog uvoda i pozadine, razgovarajmo izravno o super zamašnjacima i kako oni pomažu u uštedi energije, a da za to nemaju kemijskih spojeva.
Nurbey Gulia - stvorio i promovirao ideju o super zamašnjaku kao uređaju za pohranu energije.
Super zamašnjak je vrsta zamašnjaka dizajnirana za skladištenje energije. Posebno je dizajniran da pohrani što više energije bez potrebe za bilo kakvom drugom svrhom.
Ovi su zamašnjaci teški i okreću se vrlo brzo. Zbog činjenice da je brzina rotacije vrlo velika, postoji opasnost od vakuuma u strukturi, ali to je također zamišljeno. Sam zamašnjak sastoji se od namotanih zavoja od čelične plastične trake ili kompozitnih materijala. Uz činjenicu da je takva struktura jača od monolitne, ona se još uvijek postupno uništava. To jest, u slučaju odlaganja, zamašnjak će se jednostavno usporiti i zaplesti u svoje dijelove. Mislim da nije vrijedno objašnjavati kako je puknuće zamašnjaka koji se okreće u nekoliko desetaka tisuća okretaja u minuti i težak barem nekoliko desetaka kilograma prepun vrlo ozbiljnih posljedica.
Pored toga, kako biste osigurali još veću sigurnost, sustav s takvim zamašnjakom možete smjestiti u oklopnu kapsulu i zakopati ga nekoliko metara u zemlju. U ovom slučaju pokretni elementi definitivno neće moći naštetiti osobi.
Dodatna prednost korištenja oklopne kapsule bit će stvaranje vakuuma u njoj, što će značajno smanjiti učinak vanjskih sila na kretanje. Jednostavno rečeno, na taj način možete minimizirati ili potpuno ukloniti otpornost plinovitog medija (u uobičajenom slučaju zraka).
Ovako djeluje Gulia-ov super zamašnjak.
Otpor ležajeva na koje je ugrađen zamašnjak djeluje i kao dodatne sile koje ometaju rotaciju. Ali može se montirati na magnetsku ovjes. U ovom slučaju sile utjecaja svode se na takav minimum, što se može zanemariti. Upravo iz tog razloga se takvi zamašnjaci mjesecima mogu okretati. Uz to, magnetska ovjes omogućuje vam da se ne brinete o trošenju sustava. Istrošen je samo generator.
Generator je taj element koji vam omogućuje proizvodnju električne energije. Jednostavno se spaja na zamašnjak i primanjem rotacije koja mu se prenosi stvara električnu energiju. Ispada da je analog konvencionalnog generatora, samo za to vam nije potrebno sagorijevati gorivo.
Za pohranjivanje energije kada nema opterećenja, zamašnjak se vrti i na taj način „drži naboj“. Zapravo, kombinirana inačica moguća je i analogno uobičajenim baterijama, koje se istovremeno mogu prepustiti energiji i napuniti. Za okretanje zamašnjaka koristi se motorni generator koji može oba okretiti zamašnjak i uzimati energiju svoje rotacije.
Takvi su sustavi važni za skladištenje energije u domaćinstvima i za sustave punjenja. Na primjer, sličan sustav, koji su planirali Škoda inženjeri, trebao bi se koristiti za punjenje automobila. Tijekom dana zamašnjak se vrti, a navečer puni električne automobile, bez natovarenja gradske mreže u večernjim satima i noću. U ovom slučaju možete polako puniti s jednog zamašnjaka ili brzo s nekoliko, iz kojih će se više energije oduzeti.
Super učinkovitost zamašnjaka
Učinkovitost super zamašnjaka za njihov naizgled arhaizam doseže vrlo visoke vrijednosti. Njihova učinkovitost doseže 98 posto, o čemu obično ne sanjaju i obične baterije. Usput, samopražnjenje takvih baterija također se događa brže od gubitka brzine dobro izrađenog zamašnjaka u vakuumu i na magnetskoj suspenziji.
Možete se sjetiti starih dana kada su ljudi počeli skladištiti energiju kroz zamašnjake. Najjednostavniji primjer su lončarski kotači koji su se vrtili i zavrtili dok je obrtnik radio na sljedećoj posudi.
Već smo utvrdili da je dizajn super zamašnjaka prilično jednostavan, ima visoku učinkovitost i istodobno je relativno jeftin, ali ima jedan nedostatak, što utječe na učinkovitost njegove uporabe i stoji na putu masovnog usvajanja. Preciznije, postoje dva takva nedostatka.
Remen zamašnjak.
Glavni će biti isti žiroskopski učinak. Ako je na brodovima ovo korisno bočno svojstvo, tada će se na cestovnom prometu znatno ometati i bit će potrebno koristiti složene sustave ovjesa. Drugi nedostatak bit će opasnost od požara u slučaju uništenja. Zbog velike brzine razaranja, čak i kompozitni zamašnjaci generirat će veliku količinu topline zbog trenja o unutrašnjosti oklopne kapsule. U stacionarnom objektu to neće biti veliki problem, jer se može napraviti sustav za gašenje požara, ali u prijevozu može stvoriti puno poteškoća. Štoviše, u transportu je rizik od uništenja veći zbog vibracija tijekom kretanja.
Gdje se koriste super zamašnjaci?
Prije svega, N. V. Gulia je svoj izum želio koristiti u transportu. Nekoliko prototipova je čak izgrađeno i testirano. Unatoč tome, sustavi nisu nadišli testiranje. No upotreba ove metode skladištenja energije pronađena je na drugom području.
Tako je u SAD-u 1997. godine Beacon Power napravio veliki korak u razvoju super zamašnjaka za uporabu u elektranama na industrijskoj razini. Ovi super zamašnjaci mogli su pohraniti energiju do 25 kWh i imali su snagu do 200 kW. Izgradnja postrojenja od 20 MW započela je 2009. godine. Morala je izravnati vrhove opterećenja na električnoj mreži.
U Rusiji postoje slični projekti. Na primjer, pod znanstvenim nadzorom samog N. V. Gulia, Kinetic Power stvorio je vlastitu verziju stacionarnih uređaja za skladištenje kinetičke energije temeljene na super zamašnjaku. Jedan pogon može pohraniti do 100 kWh energije i pružiti snagu do 300 kW. Sustav takvih zamašnjaka može osigurati izjednačavanje dnevne nehomogenosti električnog opterećenja čitavog područja. Tako možete potpuno napustiti vrlo skupe crpne elektrane za pumpanje.
Također je moguće koristiti super zamašnjake na objektima u kojima je potrebna neovisnost od električnih mreža i rezervne snage. Ovi sustavi su vrlo osjetljivi. Doslovno je djelić sekunde i omogućuje vam pružanje doista neprekidne snage.
Takva ideja „nije nastala“. Može li se raditi s vlakovima?
Drugo mjesto na kojem se može koristiti Super zamašnjak je željeznički prijevoz. Puno energije se troši na kočione vlakove, a ako ih ne trošite, zagrijavajući kočione mehanizme i okrećući zamašnjak, akumulirana energija se može potrošiti na postizanje brzine. Reći ćete da će sustav ovjesa biti vrlo krhak za transport i bit ćete u pravu, ali u ovom slučaju možemo razgovarati i o ležajevima, jer jednostavno nije potrebno dugo skladištiti energiju i gubici od ležajeva neće biti tako veliki tijekom takvog vremenskog razdoblja. Ali ova metoda omogućuje uštedu 30 posto energije koju vlak troši za kretanje.
Kao što vidite, sustavi super zamašnjaka imaju puno prednosti i vrlo malo nedostataka. Iz ovoga možemo zaključiti da će oni steći popularnost, postati jeftiniji i rašireniji. To je upravo slučaj kada vam svojstva materije i zakoni fizike, poznati ljudima od davnina, omogućuju da smislite nešto novo. Kao rezultat toga, dobili ste zadivljujuću simbiozu mehanike i elektrike, čiji potencijal još nije u potpunosti otkriven.
Artem Sutjagin