Kui asi puudutab vajadust kuidagi energiat koguneda, hakkavad paljud kohe aku peale mõtlema. Muidugi, mis see veel olla võiks. Sellegipoolest on veel üks meetod, mida ei kasutata kuigi sageli, kuid millel on samal ajal väga head väljavaated. Eriti teiste tehnoloogiate arengu taustal. Selliseid arenguid kasutati isegi ühistranspordi ja kaubaveo tootmisel. Nende päritolu ulatub tagasi Nõukogude Liitu, kuid viimasel ajal on seda tehnoloogiat hakatud üha sagedamini kasutama. Mitu aastat tagasi, kui määrused seda võimaldasid, kasutati seda isegi vormel 1-s. Avame saladuse loori ja räägime teile, kuidas see üsna lihtne, kuid geniaalne leiutis töötab, ja inimesest, kes sellele oma elu pühendas.
Mis on hooratas?
Täna räägime superlennukitest ja nende loojast Nurbey Guliast. Ehkki tundub, et hooratas on midagi vananenud ja puhtalt tehnilist, on sellel oma koht ka uues elektrimaailmas.
Hoorattad ise leiutati väga kaua aega tagasi ja neid kasutati isegi nende aastate tööstuses edukalt. Mesopotaamias ja iidses Hiinas leidub isegi leide, mis kinnitavad selliste seadmete kasutamist. Tõsi, siis olid need valmistatud küpsetatud savist või puidust ja täitsid muid funktsioone.
Kus kasutatakse hoorattaid?
Tänu massiivsusele ja hooratta liikumisega kaasnevatele füüsikaseadustele on see leidnud rakenduse paljudes kaasaegsetes mehhanismides - transpordist tööstusesse.
Reklaamvideo:
Lihtsaim rakendus on säilitada võlli pöörlemiskiirus, millele hooratas on paigaldatud. See võib olla kasulik masina töötamise ajal. Eriti nendel hetkedel, kui see kogeb tugevaid koormusi ja on vaja vältida kiiruse langust. Selgub, et selline siiber.
Tõenäoliselt on kõige tavalisem hoorataste leidmise koht auto sisepõlemismootor. See võimaldab mootori pöörlemiskiirust säilitada, kui sidur on lahti ühendatud. See vähendab mõju käigukastile, kuna käiguvahetus toimub siis, kui mootor töötab tühikäigul. Lisaks saavutatakse suurem mugavus ja sujuvam liikumine. Tõsi, võidusõiduautodes on hooratas väga palju kergendatud, et vähendada kaalu ja suurendada mootori pöörlemiskiirust.
Sõiduauto hooratas.
Samuti kasutatakse liikumise stabiliseerimiseks sageli hoorattaid. See juhtub tänu sellele, et ratas, mis on hooratas, loob pöörlemisel güroskoopilise efekti. Selle kallutamisel tekitab see tugevat vastupanu. Seda efekti saab hõlpsasti tunda näiteks jalgrattaratta keerutamisel ja selle kallutamisel või töötava kõvaketta valimisel.
Selline jõud segab mootorratta juhtimist, sundides kasutama vastupidist rooli, eriti suurel kiirusel, kuid see aitab palju näiteks laeva stabiliseerimisel veeremise ajal. Samuti, riputades sellise hooratta ja võttes arvesse, et see on horisondi suhtes alati samas asendis, saate fikseerida selle kõrvalekalded objekti kehast ja mõista selle asukohta ruumis. Hooratta selliste omaduste kasutamine on lennunduses asjakohane. Lennuki kere ruumis määrab pöörlev hooratas.
Super hooratas Gulia
Nüüd, pärast üsna pikka tutvustamist ja tausta, räägime otse super hooratastest ja sellest, kuidas need aitavad energiat säästa, ilma et nende koostises oleks keemilisi ühendeid.
Nurbey Gulia - lõi ja propageerib super hooratta kui energiasalvestuse seadme ideed.
Super hooratas on energia hoiustamiseks mõeldud tüüpi hooratas. See on spetsiaalselt loodud salvestama võimalikult palju energiat, ilma et oleks vaja mingeid muid eesmärke.
Need hoorattad on rasked ja pöörduvad väga kiiresti. Tulenevalt asjaolust, et pöörlemiskiirus on väga suur, on struktuuris vaakumi tekkimise oht, kuid ka see on läbimõeldud. Hooratas ise koosneb terasest plastlindi või komposiitmaterjalide rullitud pöördest. Lisaks asjaolule, et selline struktuur on tugevam kui monoliitne, on see järk-järgult hävitatud. See tähendab, et delamineerimise korral aeglustub hooratas ja takerdub oma osadesse. Ma ei usu, et seda tasub selgitada, et hooratta purunemisel, mis pöörleb kümneid tuhandeid pöördeid minutis ja kaalub vähemalt kümneid kilogramme, on väga tõsiste tagajärgedega.
Lisaks võite veelgi suurema turvalisuse tagamiseks sellise hoorattaga süsteemi panna soomustatud kapslisse ja matta see mitu meetrit maasse. Sel juhul ei saa liikuvad elemendid kindlasti inimest kahjustada.
Soomustatud kapsli kasutamise täiendavaks eeliseks on selles vaakumi loomine, mis vähendab märkimisväärselt välisjõudude mõju liikumisele. Lihtsamalt öeldes saate sel viisil gaasilise keskkonna vastupidavuse minimeerida või täielikult eemaldada (tavaliselt õhu korral).
Nii töötab Gulia super hooratas.
Laagrite vastupidavus, millele hooratas on paigaldatud, toimib ka lisajõuna, mis takistab pöörlemist. Kuid selle saab paigaldada magnetilisele vedrustusele. Sel juhul vähendatakse mõjutusjõud sellisele miinimumile, mida võib unarusse jätta. Just sel põhjusel võivad sellised hoorattad pöörduda kuude kaupa. Lisaks võimaldab magnetiline vedrustus mitte muretseda süsteemi kulumise pärast. Ainult generaator on kulunud.
Generaator on see element, mis võimaldab teil elektrit toota. See ühendub lihtsalt hoorattaga ja võtab vastu sellele edastatud pöörde, see genereerib elektrit. Selgub tavalise generaatori analoog, ainult selleks ei pea te kütust põletama.
Energia salvestamiseks, kui koormust pole, pöörleb hooratas ja hoiab seega laengut. Tegelikult on kombineeritud versioon võimalik analoogia põhjal ka tavaliste akudega, mis võivad samaaegselt energiat eraldada ja ise laadida. Hooratta tsentrifuugimiseks kasutatakse mootorigeneraatorit, mis suudab nii hooratast keerutada kui ka pöörlemisenergia ära võtta.
Sellised süsteemid on olulised energia salvestamiseks kodumajapidamistes ja laadimissüsteemides. Näiteks tuleks autode laadimiseks kasutada sarnast süsteemi, mille on välja töötanud Skoda insenerid. Päeval keerleb hooratas üles ja õhtul annab see elektriautodele laadimise, laadimata õhtul ja öösel linnavõrku. Sel juhul saate laadida aeglaselt ühelt hooratalt või kiiresti mitmelt, millelt rohkem elektrit “eemaldatakse”.
Ülihea hooratta efektiivsus
Superlennurataste efektiivsus kogu nende näilise arhaismi korral saavutab väga kõrged väärtused. Nende kasutegur ulatub 98 protsendini, millest tavalised akud isegi ei unista. Muide, ka selliste akude isetühjenemine toimub kiiremini kui hästi tehtud hooratta kiiruse kaotus vaakumis ja magnetilise vedrustuse korral.
Võite mäletada vanu aegu, kui inimesed hakkasid energiat hoorataste kaudu salvestama. Lihtsaim näide on pottsepa rattad, mida kedrati ja kedrati, kuni käsitööline töötas järgmisel laeval.
Oleme juba kindlaks teinud, et super hooratta disain on üsna lihtne, sellel on kõrge kasutegur ja samal ajal suhteliselt odav, kuid sellel on üks puudus, mis mõjutab selle kasutamise tõhusust ja seisab massilise kasutuselevõtu teel. Täpsemalt on kaks sellist puudust.
Vöö hooratas.
Peamine neist on sama güroskoopiline efekt. Kui laevadel on see kasulik külg omadus, siis maanteetranspordi korral häirib see oluliselt ja on vaja kasutada keerukaid rippsüsteeme. Teine puudus on hävimise korral tuleoht. Suure hävimiskiiruse tõttu tekitavad isegi komposiithoburattad soomustatud kapsli siseküljele hõõrdumise tõttu palju soojust. Statsionaarses rajatises ei ole see suureks probleemiks, kuna küll saab küll tulekustutussüsteemi teha, kuid transportimisel võib see tekitada palju raskusi. Lisaks on transpordis hävimisoht liikumise ajal tekkiva vibratsiooni tõttu suurem.
Kus kasutatakse super hoorattaid?
Esiteks N. V. Gulia soovis oma leiutist kasutada transpordis. Isegi prototüüpe ehitati ja katsetati. Vaatamata sellele ei läinud süsteemid testimisest kaugemale. Kuid selle energiasalvestusviisi kasutamist leiti teisest piirkonnast.
Nii astus 1997. aastal USA-s Beacon Power suure sammu ülikõrgete hoorataste arendamisel, mida saaks kasutada elektrijaamades tööstuslikul tasandil. Need ülitäpsed hoorattad võisid salvestada energiat kuni 25 kWh ja nende võimsus oli kuni 200 kW. 20 MW võimsusega jaama ehitamine algas 2009. aastal. Ta pidi tasandama elektrivõrgu koormuse tipud.
Sarnaseid projekte on ka Venemaal. Näiteks on Kinetic Power loonud N. V. Gulia enda teadusliku järelevalve all oma versiooni statsionaarsetest kineetilise energia salvestusseadmetest, mis põhinevad super hooratkal. Üks ajam võib salvestada kuni 100 kWh energiat ja anda energiat kuni 300 kW. Selliste hoorataste süsteem võimaldab kogu piirkonna elektrilise koormuse igapäevase ebaühtluse võrdsustamist. Nii et võite täielikult loobuda väga kallitest pumbatavatest elektrijaamadest.
Samuti on võimalik kasutada ülikergerattaid objektidel, kus on vaja sõltumatust elektrivõrkudest ja varuvõimsust. Need süsteemid on väga tundlikud. See on sõna otseses mõttes sekundi murdosa ja võimaldab teil pakkuda tõeliselt katkematut energiat.
Sellist ideed "ei tulnud pähe". Kas see võib rongidega töötada?
Teine koht, kus Super hooratast saab kasutada, on raudteetransport. Rongide pidurdamiseks kulub palju energiat ja kui te ei kuluta seda mitte pidurdusmehhanismide soojendamiseks, vaid keerutate hooratast, saab kogunenud energia kulutada kiiruse suurendamiseks. Te ütlete, et vedrustussüsteem on transpordiks väga habras ja teil on õigus, kuid sel juhul võime rääkida ka laagritest, kuna lihtsalt pole vaja pikka aega energiat salvestada ja laagrite kaod ei ole sellise aja jooksul nii suured. Kuid see meetod võimaldab teil säästa 30 protsenti rongi liikumiseks kulutatavast energiast.
Nagu näete, on super hoorattaga süsteemidel palju eeliseid ja väga vähe puudusi. Siit võime järeldada, et need saavad populaarsuse, muutuvad odavamaks ja laialdasemalt levinud. See kehtib just siis, kui aine omadused ja füüsikaseadused, mis on inimestele teada juba iidsetest aegadest, võimaldavad teil midagi uut välja pakkuda. Selle tulemusel saite hämmastava mehaanika ja elektri sümbioosi, mille potentsiaali pole veel täielikult avaldatud.
Artem Sutyagin
