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什么是能量储存

大自然给了男人一个多种能源:太阳能,风能,河流等。 自由能的这些发电机的缺点是缺乏稳定性。 因此,在过剩的能量的周期被存储在它的存储和期间的暂时下降周期消耗。 能量存储的特征在于如下参数:

  • 存储的能量的量;
  • 它的积累,影响速度;
  • 比重;
  • 能量存储时间;
  • 可靠性;
  • 制造和维护成本,等等。

系统化许多驱动器的方法。 其中最方便的是在存储所使用的能量的类型的分类,以及用于它的存储和返回的方法。 能量存储装置被划分为以下主要类型:

  • 机械;
  • 热;
  • 电;
  • 化学。

势能的积累

这些简单的装置的本质。 当抬起的势能负载积累,从而降低当它执行有用的工作。 设计特点是依赖于货物的类型。 它可以是固体,液体或颗粒物质。 通常,这种类型的设备的设计非常简单,因此,高可靠性和长使用寿命。 储存的能量存储时间取决于材料的耐用性,并且可以达到数千人。 不幸的是,这种装置具有低的能量容量。

机械传动动能

在这些装置中,能量存储在身体的运动。 通常它是摆动或往复运动。

动能 在振荡系统集中在本体的往复运动。 能量与身体的动作和供给消耗部分,在时间。 该机制是相当复杂和设立反复无常。 在机械表广泛使用。 存储的能量的量通常很小,只适用于该装置的操作。

用能陀螺仪驱动器

动能的股票都集中在一个旋转的飞轮。 具体飞轮能量比能量相当于静载荷要大得多。 有可能在接收到的短时间段内或大的功率输出。 能量储存时间很短,且大部分设计是有限的几个小时。 现代技术使带来了能量储存时间到几个月。 飞轮冲击非常敏感。 能量设备是成正比的旋转速度。 因此,在储能和收益发生变化飞轮速度。 负载通常需要恒定的,低的速度。

更有希望的设备supermahovik。 它们是由钢卷尺,合成纤维或丝的。 该结构可以是实心的或具有一个空的空间。 如果空间朝向飞轮的旋转转动惯量的外周的带举动的可用绕组被改变,则能量的一部分存储在经受变形的弹簧。 在这样的设备中,旋转速度比在tselnotelyh结构更稳定,并且它们的能量消耗是高得多。 此外,他们是安全的。

由Kevlar纤维的现代supermahovik。 他们轮流在真空室中与磁悬浮。 它能够储存能量几个月。

使用弹力机械驱动器

这种类型的设备能够存储巨大的能量密度。 从机械传动它具有最高的能量含量的设备有几厘米的尺寸。 与旋转的超高速大飞轮具有高得多的能量消耗,但其对外部因素十分脆弱,很少有时间来储存能量。

采用弹簧储能机械驱动器

能够提供能量储存的所有类的最大的机械动力。 它仅被限制弹簧强度的限制。 能量压缩的弹簧可以保存几十年。 然而,由于在金属疲劳永久变形积累并且降低了弹簧的容量。 与此同时,优质弹簧钢,受工作条件可以几百年的工作,没有能力明显减弱。

弹簧功能可以执行任何弹性元件。 橡胶带,例如,优异的每单位质量存储的能量的钢产品的十倍。 但由于化学老化术语橡胶服务只有几年。

机械硬盘,使用压缩气体的能量

在这种类型的能量存储装置的是由于气体的压缩。 在过量的能量通过在压力下的压缩机气体的存在被注入到气球。 必要时,压缩气体用于驱动涡轮机或发电机。 在低功率的涡轮机应当被用来代替活塞发动机。 在数百个大气压的压力容器的气体已连续几年高比能量密度,并以高品质阀门存在 - 和几十年。

热能积累

我们的大多数国家的领土位于北方地区,因此能量的很大一部分消耗在内部加热。 在这方面,经常要解决的驱动保暖,必要时从那里取出的问题。

在大多数情况下,你不能达到所存储的热能高密度,其保存的任何显著条款。 有一个有效的设备为一些它的特性和高价格是不适合广泛使用。

积累的热容量为代价

这是最古老的方式之一。 它是基于被加热时,热能储存材料的原理及其冷却过程中返回的热量。 这些驱动器的设计是非常容易的。 它们可以是任何固体片或液体冷却剂的封闭容器的。 热能商店有很长的寿命,几乎无限数量的能量存储和回报周期。 但存放时间不超过几天。

电能的积累

电能 - 这是它在现代世界中最方便的形式。 这就是为什么电力驱动的广泛使用和最发达的。 不幸的是,廉价的设备比容量小,且与昂贵的和短暂的高比容量的设备。 存储电能 - 是电容器,超级电容器,电池。

电容器

这是最流行的类型储能。 电容器能够在-50℃至150℃的温度下操作的。 数百亿每秒 - 能量存储反冲周期的数目。 并联数个电容器,可以很容易地得到所需容量值。 此外,还有可变电容器。 改变这种电容器的电容可被机械地或电性作出,或温度的影响。 最常可变电容器可以在谐振电路中被发现。

电容器分为两类 - 极性和非极性。 寿命极性(电解)小于非极性的,它们是更依赖于外部条件,但在同一时间具有较高的比电容。

由于储能电容 - 不是很成功的仪器。 它们具有小的容量和所存储的能量的一小比重和它的存储时间以秒,分钟,小时测得很少。 电容器发现主要集中在电力电子和电气工程应用。

电容的计算,作为一项规则,不会造成困难。 对不同类型的技术手册提供电容器所有必要的信息。

ionistory

这些器件占据极性电容器和电池之间的中间位置。 “超级电容器”有时也被称为。 因此,他们有一个巨大的充放电阶段号,容量比电容器的大,但比小的电池少一点。 储能时间 - 长达数周。 Ionistory对温度非常敏感。

动力电池

如果要存储大量能量的电化学电池使用。 它最适合用于此目的的铅酸设备。 他们大约在150年前被发明。 从那时起,在电池设备不会带来任何新的东西。 有很多的专业机型,零部件的质量,提高了电池的可靠性显著上升。 值得注意的是,电池装置,不同厂家针对不同的目的而创建的小细节而不同。

电化学电池分为牵引和启动。 牵引力在电输送,不间断电源,电源使用。 对于这样的电池通过其大的深度的长和均匀的放电特征。 启动电池可以给在短时间内为他们的高电流,但深放电不可接受的。

电化学电池的充电 - 放电循环次数有限,平均为250至2000年即使没有操作他们几年后失败。 电化学电池对温度比较敏感,需要很长的充电时间和操作规则的严格遵守。

该装置必须定期再充电。 电池充电已安装在车辆上,其在发电机驱动被产生。 在冬季,这是不够的,一个寒冷的电池是坏负责,并且 功耗 在发动机增加的开始。 因此,有必要进一步进行电池在温暖的房间专用充电器充电。 其中铅酸单位的主要缺点之一是其巨大的重量。

电池用于低功耗设备

如果需要具有小权重的移动设备,所选择的以下类型的可再充电电池是镍 - 镉,锂离子,金属的混合,聚合物离子的。 它们具有较高的比容量,但价格要高得多。 他们在手机,笔记本电脑,数码相机等小型设备使用。 不同类型的电池在它们的参数不同:充电周期,保质期,容量,尺寸等数...

锂离子电池在高功率电动和混合动力汽车中使用。 他们是重量轻,高比容量,高可靠性。 同时,锂离子电池是高度易燃的。 点火可通过发生短路,机械变形或身体的破坏,充电模式或电池放电的病症。 相当困难的火灾扑灭由于锂的高活性。

电池是许多设备的基础。 例如,对于电话储能-紧凑的 外部电池组, 装在一个坚固耐用,防水。 它可以让你充电或供电的手机。 强大的移动储能设备能够所有的数码相机充电,甚至笔记本电脑。 在这样的设备,集合,通常的锂离子电池容量大。 储能产品 也不 做到不带电池。 但它是更复杂的设备。 此外电池在其组成中包括一个电池充电器,一个控制系统,一个逆变器。 该装置可作为永久网络,以及从其它来源操作。 在中间的输出功率为5千瓦。

聚合化学能

区分“燃料”和“无燃料”类型的驱动器。 它们需要特殊的技术,往往繁琐的高科技设备。 使用的方法允许接收能量以不同的形式。 热化学反应可以在低温和高温下发生。 用于高温反应组分被引入仅在必要时接收的能量。 在此之前,他们都在不同的地方分开存放。 对于低温反应组分通常是在一个单一的容器中。

储能燃料运行时间

该方法包括两个完全独立的阶段:能量存储(“充电”)和它的使用(“放电”)。 传统燃料通常具有高比能量的能力,长期贮存,便于使用的可能性。 但生活并没有停滞不前。 引进新技术放在燃料很高的要求。 该问题通过改进现有和创造新的高能燃料解决。

广泛引进因缺乏技术工艺,废物,在工作的大型火灾和爆炸危险,需要高素质的人才,技术成本高制约新车型。

如果没有燃料的化学能储存

在这种形式的驱动能量被通过的某些化学物质中的其他转换存储。 例如, 熟石灰 加热期间变得生石灰状态。 当“排出”所储存的能量被释放为热量和气体。 这时候,石灰消化水中会发生什么。 为了开始反应,它通常是足以将部件连接。 从本质上说,这种类型的热化学反应的只需将其放置在几十万度的温度。 因此,所使用的设备更加复杂和昂贵。

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