Ano ang enerhiya imbakan

Kalikasan ay nagbigay ng tao sa iba't ibang pinagmumulan ng enerhiya: araw, hangin, ilog at iba pa. Ang kawalan ng mga generators ng libreng enerhiya ay ang kawalan ng katatagan. Samakatuwid, sa mga panahong labis na enerhiya ay naka-imbak sa kanyang imbakan at ubusin sa mga panahong pansamantalang pagtanggi. enerhiya imbakan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na parameter:

• halaga ng mga naka-imbak na enerhiya;
• ang rate ng akumulasyon, at epekto;
• tiyak na gravity;
• enerhiya imbakan panahon;
• pagiging maaasahan;
• manufacturing at pagpapanatili ng mga gastos, at iba pa.

Paraan ng systematization maraming mga drive. Isa sa mga pinaka maginhawang ay ang pag-uuri ng mga uri ng enerhiya na ginagamit sa imbakan, at isang paraan para sa kanyang imbakan at return. enerhiya imbakan aparato ay nahahati sa mga sumusunod na pangunahing uri:

• mechanical;
• thermal;
• electrical;
• kemikal.

Akumulasyon ng mga potensyal na enerhiya

Ang kakanyahan ng mga uncomplicated device. Kapag pag-aangat ng isang load akumulasyon ng mga potensyal na enerhiya, ay gumaganap ng kapaki-pakinabang na trabaho kapag ang pagpapababa nito. Disenyo tampok ay nakasalalay sa ang uri ng mga kargamento. Maaaring ito ay solid, liquid o particulate substansiya. Karaniwan, ang disenyo ng ganitong uri ng mga aparato ay napaka-simple, samakatuwid ay ibinigay ang mataas na kahusayan at mahabang serbisyo buhay. na naka-imbak na enerhiya imbakan oras ay depende sa tibay ng mga materyales at maaaring maabot ang libo-libo. Sa kasamaang palad, tulad ng mga aparato ay may isang mababang tukoy na enerhiya kapasidad.

Mechanical drive kinetiko enerhiya

Sa mga aparatong ito, ang enerhiya na naka-imbak sa ang kilusan ng isang katawan. Karaniwan ito ay oscillating o reciprocating paggalaw.

Ang kinetiko enerhiya sa oscillating system ay puro sa reciprocating paggalaw ng katawan. Enerhiya ay ibinibigay at natupok sa iba't ibang bahagi, sa oras na may paggalaw ng katawan. Ang mekanismo ay sa halip kumplikado at paiba-iba sa pag-set up. Malawakang ginagamit sa mechanical relo. Ang halaga ng mga naka-imbak na enerhiya ay karaniwang maliit at ay angkop lamang para sa operasyon ng device.

Drive gamit enerhiya gyroscope

Ang stock ng kinetiko enerhiya ay puro sa isang umiikot bolante. Tukoy bolante enerhiya ay mas mas malaki kaysa sa enerhiya katumbas static load. Ito ay posible sa isang maikling panahon ng oras ay natanggap o isang malaking power output. enerhiya imbakan oras ay maliit, at karamihan ng mga disenyo ay limitado sa ilang oras. Modern teknolohiya payagan upang dalhin ang enerhiya imbakan oras ng hanggang sa ilang buwan. Flywheels ay masyadong sensitibo sa shocks. Ang enerhiya na aparato sa direktang proporsyon sa bilis ng pag-ikot nito. Samakatuwid, sa ang enerhiya imbakan at return pagbabago ay nangyayari bolante bilis. Ang isang pag-load ay karaniwang nangangailangan ng isang pare-pareho, mababang bilis.

Higit pang mga promising na aparato ay supermahovik. Ang mga ito ay gawa sa bakal tape, synthetic fiber o wire. Ang istraktura ay maaaring maging solid o magkaroon ng isang walang laman na espasyo. Kung space ay magagamit windings ng paglipat tape papunta sa paligid ng pag-ikot ng inertia sandali ng bolante ay nagbago, ang bahagi ng enerhiya na naka-imbak sa tagsibol sumailalim sa pagpapapangit. Sa ganoong mga aparato, ang bilis ng pag-ikot ay mas matatag kaysa sa tselnotelyh kaayusan, at ang kanilang enerhiya consumption ay mas mataas. Sa karagdagan, ang mga ito ay mas ligtas.

Modern supermahovik gawa sa Kevlar fibers. Sila ay i-rotate sa isang silid vacuum na may magnetic suspensyon. Ito ay makakapag-imbak ng enerhiya para sa maraming buwan.

Mechanical Drive gamit nababanat na puwersa

Ang uri ng aparato ay magagawang upang mag-imbak napakalaking enerhiya density. Mula sa makina drive ito ang may pinakamataas na nilalaman ng enerhiya sa mga device na may mga sukat ng ilang sentimetro. Mas malaking flywheels na may isang mataas na bilis ng pag-ikot ay may isang mas mataas na enerhiya consumption, ngunit ang mga ito ay napaka-mahina laban sa mga panlabas na kadahilanan, at may maliit na oras upang mag-imbak ng enerhiya.

Mechanical Drive gamit spring enerhiya

Kaya ng pagbibigay ng ang pinakamalaking makina kapangyarihan ng lahat ng klase ng enerhiya imbakan. Ito ay limitado lamang sa ang lakas na limitasyon spring. Enerhiya sa compressed spring ay maaaring ma-imbak para sa ilang mga dekada. Gayunpaman, dahil sa permanenteng pagpapapangit sa metal nakakapagod na accumulates at nababawasan ang kapasidad ng tagsibol. Kasabay nito, mataas na kalidad spring steel, na napapailalim sa mga kondisyon ng operating ay maaaring gumana para sa daan-daang taon nang walang kasiya-pagkawala sa kapasidad.

spring pag-andar ay maaaring gumanap ng anumang elastic elemento. Goma band, halimbawa, sampung beses na higit na mataas sa mga produkto ng bakal ng naka-imbak na enerhiya sa bawat yunit masa. Ngunit ang termino rubber service dahil sa chemical pag-iipon ay lamang ng ilang taon.

Mechanical drive, gamit ang enerhiya ng compressed gas

Sa ganitong uri ng imbakan aparato enerhiya ay dahil sa gas compression. Sa pagkakaroon ng isang labis ng enerhiya sa pamamagitan ng ang tagapiga gas na may presyon ay injected papunta sa lobo. Kung kinakailangan, ang compressed gas ay ginagamit upang drive ng isang turbina o generator. Sa mababang kapangyarihan ang turbine ay dapat gamitin sa halip ng isang piston engine. Ang gas sa presyon ng daluyan ng daan-daang mga atmospheres ay may mataas na mga tiyak na enerhiya density para sa ilang taon, at sa presensya ng mataas na kalidad na valves - at libu-libong taon.

Akumulasyon ng thermal enerhiya

Karamihan sa mga teritoryo ng ating bansa ay matatagpuan sa hilagang mga lugar, sa gayon ang isang malaking bahagi ng enerhiya natupok para sa pagpainit ng loob. Sa koneksyon na ito nang regular ay may upang malutas ang problema ng pagpapanatiling mainit-init sa drive at pag-alis nito mula doon kung kinakailangan.

Sa karamihan ng mga kaso, hindi mo maaaring makamit ang isang mataas na density ng mga naka-imbak thermal enerhiya, at anumang makabuluhang mga tuntunin ng kanyang pangangalaga. May ay isang epektibong aparato para sa isang bilang ng mga tampok nito at mataas na presyo ay hindi angkop para sa lakit gamitin.

Akumulasyon sa gastos ng kapasidad ng init

Ito ay isa sa mga pinakalumang paraan. Ito ay batay sa mga prinsipyo ng ang thermal enerhiya ng materyal na imbakan kapag pinainit at bumalik init sa panahon nito paglamig. Ang disenyo ng mga drive ay lubhang madali. Maaari silang maging ng anumang solid piraso o isang closed lalagyan na may isang likido coolant. thermal tindahan ng enerhiya ay may isang napaka-mahaba ang buhay, halos walang limitasyong bilang ng enerhiya imbakan at return cycles. Ngunit ang oras ng imbakan ay hindi lalampas ng ilang araw.

Akumulasyon ng electric enerhiya

Electrical enerhiya - ito ay ang pinaka-maginhawang paraan ng ito sa modernong mundo. Iyon ay kung bakit ang electric drive ay gaano ginagamit at pinaka-binuo. Sa kasamaang palad, ang cheap device tiyak na kapasidad ay maliit, at mga aparato na may isang mataas na tukoy na kapasidad ng mahal at hindi nagtagal. Imbakan ng mga de-koryenteng enerhiya - ay capacitors, supercapacitors, baterya.

capacitors

Ito ay ang pinaka-popular na uri ng enerhiya imbakan. Capacitors ay kaya ng operating sa isang temperatura ng mula sa -50 sa 150 degrees. Ang bilang ng enerhiya imbakan-igkas cycle - sampu-sampung ng bilyun-bilyong bawat segundo. Pagkonekta ng ilang mga capacitors kahanay, maaari mong madaling makakuha ng mga kinakailangang halaga ng kapasidad. Sa karagdagan, may mga variable capacitors. Ang pagbabago ang kapasidad ng naturang capacitors ay maaaring gawin wala sa loob o electrically, o ng impluwensiya ng temperatura. Karamihan sa mga madalas na variable capacitors ay matatagpuan sa malagong circuit.

Capacitors ay nahahati sa dalawang klase - ang polar at non-polar. Habambuhay polar (electrolytic) mas mababa sa nonpolar, sila ay mas nakasalalay sa mga panlabas na mga kondisyon, gayon pa man sa parehong oras ay may isang mas mataas na tukoy na kapasidad.

Tulad ng enerhiya imbakan capacitors - hindi masyadong matagumpay na instrumento. Ang mga ito ay isang maliit na kapasidad at isang maliit na tiyak na density ng mga naka-imbak ng enerhiya at ang kanyang imbakan oras ay sinusukat sa mga segundo, minuto, oras ay bihirang. Capacitors nakita ang application higit sa lahat ang kapangyarihan electronics at electrical engineering.

Pagkalkula ng kapasitor, bilang isang patakaran, ay hindi maging sanhi paghihirap. Ang lahat ng mga kinakailangang impormasyon sa iba't ibang uri ng mga capacitors na ibinigay sa mga teknikal na handbooks.

ionistory

Mga aparatong ito maghawak ng isang intermediate posisyon sa pagitan ng mga polar capacitors at mga baterya. "Supercapacitors" minsan ay tinatawag na. Alinsunod dito, mayroon silang isang malaking bilang ng mga bayad-discharge yugto, ang kapasidad ay mas malaki kaysa sa kapasitor, ngunit ang isang maliit na mas mababa kaysa sa maliliit na baterya. enerhiya imbakan oras - hanggang sa ilang linggo. Ionistory napaka-sensitibo sa temperatura.

kapangyarihan baterya

Electrochemical baterya ay ginagamit kung nais mong upang mag-imbak ng maraming ng enerhiya. Ito ay pinaka-ugma para sa hangaring ito ng lead-acid device. Sila ay imbento tungkol sa 150 taon na ang nakakaraan. At mula noon, sa ang baterya ng aparato ay hindi magdala ng anumang bagay na bago. Nagkaroon ng isang pulutong ng mga espesyal na mga modelo, ang kalidad ng mga bahagi, pinabuting baterya kahusayan ay makabuluhang tumaas. Kapansin-pansin na ang baterya ng aparato, na nilikha ng iba't ibang mga tagagawa para sa iba't ibang mga layunin ay naiiba lamang sa menor de edad mga detalye.

Electrochemical baterya ay inuri sa traksyon at panimulang. Traksyon ay ginagamit sa electric sasakyan, uninterruptible kapangyarihan supply, kapangyarihan pinagkukunan. Para sa naturang mga baterya ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahaba at unipormeng discharge ng kanyang malaking depth. Simula sa mga baterya ay maaaring magbigay ng isang mataas na kasalukuyang sa isang maikling panahon, ngunit malalim discharge para sa kanila hindi katanggap-tanggap.

Electrochemical baterya ay may isang limitadong bilang ng charge-discharge cycles, sa karaniwan, mula sa 250 sa 2000. Kahit na walang operasyon mabigo silang pagkatapos ng ilang taon. Electrochemical baterya ay sensitibo sa temperatura, ay nangangailangan ng isang mahabang oras nagcha-charge at isang mahigpit na pagsunod sa mga patakaran ng operasyon.

Ang aparato ay dapat recharged pana-panahon. Ang baterya singil ay naka-install sa sasakyan, ito ay ginawa sa generator sa pagmamaneho. Sa taglamig, ito ay hindi sapat, isang malamig na baterya ay masama tumatagal ng singil, at ang kapangyarihan consumption sa simula ng pagtaas ng engine. Ito ay samakatuwid ay kinakailangan upang magsagawa ng karagdagang singilin ang baterya sa isang mainit-init kuwarto espesyal na charger. Isa sa mga pangunahing drawbacks ng lead-acid yunit ay ang kanilang mahusay na timbang.

Baterya para sa mga aparatong mababang-kapangyarihan

Kung kinakailangan mobile na aparato na may maliit na timbang, ang piniling mga sumusunod na uri ng mga rechargeable baterya ay nikelado-kadmyum, lithium Ion, metal hybrid, polymer-ionic. Mayroon silang isang mas mataas na mga tiyak na kapasidad, ngunit ang presyo ay mas mataas. Sila ay ginagamit sa mga mobile phone, laptop, camera at iba pang maliliit na mga aparato. Iba't ibang mga uri ng mga baterya-iba sa kanilang mga parameter: ang bilang ng mga cycles bayad, shelf buhay, kapasidad, laki, etc ...

Lithium-ion baterya ay ginagamit sa mataas na kapangyarihan electric at hybrid cars. Ang mga ito ay magaan, mataas na tiyak na kapasidad at mataas na pagiging maaasahan. Kasabay nito, lithium-Ion baterya ay mataas na madaling masunog. Ignition ay maaaring mangyari sa pamamagitan ng short circuit, mechanical pagpapapangit o pagsira ng katawan, sakit ng singil mode o isang baterya discharge. Sa halip mahirap na pumatay ng sunog dahil sa ang mataas na aktibidad ng lithium.

Baterya ay ang batayan para sa maraming mga aparato. Halimbawa, enerhiya imbakan para sa telepono - isang compact panlabas na baterya pack, housed sa isang masungit, hindi tinatagusan ng tubig. Pinapayagan ka upang singilin o kapangyarihan ang mga cell phone. Napakahusay na mga aparatong mobile enerhiya imbakan ay magagawang upang singilin ang lahat ng mga digital camera, kahit na laptops. Sa ganoong mga aparato, set, karaniwang lithium ion baterya malaking kapasidad. enerhiya imbakan para sa home ni gawin walang baterya. Ngunit ito ay mas kumplikado device. Higit pa rito baterya sa kanilang komposisyon ay nagsasama ng isang baterya charger, isang control system, isang inverter. Ang aparato ay maaaring gumana bilang isang permanenteng network, pati na rin mula sa ibang pinagmumulan. Ang output ng kapangyarihan sa gitna ay 5 kW.

Aggregator kemikal enerhiya

Makilala ang "fuel" at "walang gasolina" uri ng mga drive. Sila ay nangangailangan ng espesyal na mga diskarte at madalas masalimuot na high-tech na kagamitan. Gamit na proseso payagan ang upang makatanggap ng enerhiya sa iba't ibang mga form. Ang thermochemical reaksiyon ay maaaring tumagal ng lugar pareho sa mababa at sa mataas na temperatura. Mga Bahagi para sa mataas na temperatura reaksyon ay ipinakilala lamang kapag kinakailangan upang makatanggap ng enerhiya. Bago iyon, sila ay naka-imbak nang hiwalay sa iba't ibang mga lugar. Mga bahagi para sa mababa ang temperatura reaksyon ay karaniwang sa isang solong daluyan.

Enerhiya imbakan ng gasolina operating oras

Ang pamamaraan na ito ay may kasamang dalawang ganap na independiyenteng yugto: enerhiya imbakan ( "singilin") at ang paggamit nito ( "discharge"). Tradisyunal na gasolina ay karaniwang may isang mataas na tukoy na enerhiya kapasidad, ang posibilidad ng pang-matagalang imbakan, madaling paggamit. Ngunit ang buhay ay hindi tumayo pa rin. Ang pagpapakilala ng bagong teknolohiya ay naglalagay ng mataas na mga pangangailangan sa gasolina. Ang problema ay malutas sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga umiiral at paglikha ng nagbibigay lakas bagong, mataas na enerhiya.

Malapad na pagpapakilala ng bagong modelo napilitan sa pamamagitan ng kakulangan ng teknolohikal na proseso, ang mga basura, ang isang malaking sunog at pagsabog panganib sa trabaho, ang pangangailangan para sa lubos na kwalipikadong tauhan, ang mataas na halaga ng teknolohiya.

Nang walang gasolina kemikal enerhiya imbakan

Sa ganitong paraan ng drive enerhiya ay naka-imbak sa pamamagitan ng mga conversion ng mga tiyak na mga kemikal sa isa. Halimbawa, ang slaked dayap sa panahon heating nagiging kwiklaim estado. Kapag "discharged" ang naka-imbak na enerhiya ay inilabas bilang init at gas. Iyan ay kung ano ang mangyayari kapag lime slaking tubig. Upang simulan ang reaksyon, ito ay kadalasang sapat na upang ikonekta ang mga bahagi. Sa kakanyahan, ito uri ng thermochemical reaksyon tumatagal lamang ilagay ito sa isang temperatura ng daan-daang libong degrees. Samakatuwid, ang mga kagamitan na ginagamit ay mas kumplikado at magastos.