Shranjevanje energije v mehanski bateriji ali Flywheel
Hranjenje energije predstavlja na področju električnih, elektronski in drugih naprav velik izziv. Baterije bi želeli napolniti hitreje, čas uporabe naj bi bil daljši, število ciklov polnjenja mora biti večje in baterija naj bi bila lahka. S temi izzivi se srečamo tako pri avtomobilski industriji, v računalništvu, mobilnih napravah, pametnih telefonih, letalih in še bi lahko naštevali. Zelo posebna »baterija« številnih prednosti in možnosti uporabe je t.i. rotor baterija ali mehanska baterija ali angleško »Flywheel«.

shranjevanje energije Rotor assembly Pjrensburg

Osnovne komponente Flywheel mehanske baterije (shema: Pjrensburg)

 

Naprava Flywheel
Glavni sestavni deli Flywheel so rotor, motor in generator. Pri polnjenju motor poganja rotor do visokih hitrosti in tako se energija shrani v vrteči se rotor.  Pri praznjenju vrteči se rotor preko generatorja ustvarja električno energijo. S tem se rotor upočasnjuje in zaloga energije se manjša. Razmerja med težo rotorja in hitrostjo vrtenja so različna, odvisna so od namena uporabe. Večino Flywheel naprav poganja elektrika in v obratni smeri ravno tako proizvajajo elektriko. V uporabi pa so tudi naprave, ki neposredno prejemajo mehansko delo in v obratni smeri ravno tako oddajajo mehansko delo. Rotor mora biti izdelan iz močnih materialov, saj so hitrosti vrtenja in sile pri tem velike. Rotorji so običajno izdelani iz kovine ali novejši iz ogljikovih vlaken, takšni dosegajo hitrosti od 20.000 do 50.000 obratov na minuto in tudi tja do 100.000 obratov na minuto. Izredno pomembno je, da se rotor vrti v vakumu, da je trenje oz. upor čimmanjši. Rotor, motor ter generator so tako hermetično zaprti v posodo. K manjšemu trenju in izgubi energije zaradi vrtenja pripomorejo tudi dobri ležaji, ti naj bi bili kar magnetni.

V primerjavi z baterijami, akumulatorji
Flywheel naprave odlikuje visoko število ciklov polnjenja in praznjenja brez vzdrževanja. Govorimo o številkah od 100.000 do 10 milijonov ciklov. Izgube pri polnjenju so majhne, učinkovitost je tako visoka do 90% - če smo npr. vložili 100 enot energije v baterijo, iz nje dobimo 90 enot. Razpon kapacitet je razmeroma velik kar omogoča uporabo Flywheel naprav na številnih področjih. Naprave lahko hranijo od 3kWh energije do 130kWh, polnjenje pa je lahko končano že v 15 minutah. Slabše naprave, ki uporabljajo klasične ležaje in nimajo ustreznega vakuma, hitreje izgubljajo energijo zaradi trenja in upora. Izgube so od 20% - 50% v dveh urah. Boljše naprave z magnetnimi ležaji in kakovostno izvedbo pa izgubijo samo 5% - 10% na 10 ur.

shranjevanje energije FlyWheelNasa Nasa

Primer Flywheel naprave kot so jo izdelali pri NASA in se lahko vrti do 41.000 obratov na minuto (vir: NASA)

 pasica aplikacija

 

Uporaba v praksi
Uporabo Flywheel »baterij« zasledimo že v preteklosti, ko so se uporabljale v nekaterih javnih prevoznih sredstvih, avtobusih, kot hranilniki energije. Te naprave so bile enostavne, težke in niso dosegale visokih obratov, opravljale pa so neposredno mehansko delo brez pretvorbe v oz. iz električne energije. V današnjih časih se Flywheel baterije uporabljajo kot nadomestilo navadnih baterij za neprekinjeno napajanje v podatkovnih centrih ali manjših sistemih, kjer moramo za krajši čas zagotoviti stabilno napetost in napajanje. V zadnjem času pa se uporabljajo tudi v večjih sistemih električnega omrežja, predvsem povezano z obnovljivimi viri energije. Pri obnovljivih virih energije je znano, da proizvodnja elektrike niha glede na vremenske pogoje. To nihanje lahko učinkovito rešimo s Flywheel napravo, saj ob višku proizvodnje energije le to shranjuje (pospešuje vrtenje rotorja), ob padcu proizvodnje pa le to nadomesti s svojim generatorjem in vrtenjem rotorja. Uporabo naprave pa zasledimo tudi v formuli 1, ki pri zaviranju formule prejema energijo, med pospeševanjem pa to energijo oddaja.

Podjetja, ponudniki
S tovrstnimi hranilniki energije se ukvarja nekaj podjetij po svetu. Nekatere vidnejše naprave in podjetja so: Smart Energy 25 flywheel od podjetja Beacon Power Corporation, PowerThru flywheel od podjetja Phillips Service Industries in naprava Flywheel od podjetja Temporal Power.

Povezane vsebine

IZKORISTI UGODNO PONUDBO

Investitorje v novi ogrevalni sistem velikokrat prestrašijo cene toplotnih črpalk. Toplotna črpalka je v primerjavi z drugimi sistemi ogrevanja res nekoliko dražja, vendar se marsikdo ne zaveda, da ga lahko premišljena naložba v toplotno črpalko na daljši rok stane veliko manj v primerjavi s kakšnim drugim...

Za nami je energetsko intenzivno leto 2022, ki je minilo v znamenju agresivne vojne Rusije proti Ukrajini. Ruska invazija na Ukrajino je povzročila geopolitični in energetski potres ter zelo resno energetsko krizo v EU. Kljub veliki odvisnosti od uvoza ruskih fosilnih goriv, EU...

V času podražitev vseh vrst goriv je vlada z uredbo zamejila drobnoprodajno ceno plina za zaščitene kategorije. To so v prvi vrsti vsi gospodinjski odjemalci. Med zaščitene kategorije spadajo tudi osnovne socialne službe in mali poslovni odjemalci.

Cena peletov je v lanskem letu z 270 evrov poskočila na 600 evrov - za tono pelet. Razlog za tako velik dvig cen je bila blokada izvoza iz Bosne in Hercegovine, Srbije ter ter še nekaterih držav, od koder je Slovenija uvažala večino lesa za pelete. Zaradi velikega povpraševanja in pretrganih...

Leto 2022 je za porabnike elektrike kaotično. Že lansko leto so, zaradi špekulativnih nakupov surovin na borzah ter korona krize, cene energentov pričele občutno rasti. Cena elektrike se je na veleprodajnih trgih že v letu 2021 podražila za 175 odstotkov. Med slovenskimi...

Veliko ravnih streh in strešnih teras je nastalo v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja z materiali in znanjem, kot je bilo takrat na razpolago. Zaradi puščanja smo večino teh streh že popravili ali pa samo pokrpali.

zdrava hisa

ponudniki toplotnih

S klikom na posamično podjetje dostopate do tehničnih karakteristik ponudnikov TOPLOTNIH ČRPALK zrak – voda

fotovoltaicne-elektrarne
Posodobljen akcijski načrt OVE za sončne elektrarne predvideva cca. 10% rast letno. Do leta 2020 naj bi dodatno inštalirali 161 MW sončnih elektrarn. S sprejetjem Uredbe o samooskrbi…
ogrevanje
Toplotne črpalke prestrezajo energijo zemlje, zraka ali vode. Ob primerjavi sistemov za toplotne črpalke lahko kljub višjim stroškom investicije…
pasivna-hisa
Za ogrevanje, hlajenje, pripravo tople vode, klimatizacijo in razsvetljavo v pasivni ali skoraj nič - energijski hiši potrebujejo tako malo energije…
Gradnja in obnove
DOBRA PRAKSA GRADNJA in OBNOVE
Do leta 2020 naj bi po evropskih smernicah, ki jim sledi tudi Slovenija, razvoj gradnje energijsko učinkovitih stavb dosegel nivo skoraj nič – energijske hiše.