技術の, エレクトロニクス

エネルギー貯蔵は何ですか

太陽、風、川や他の人：自然はエネルギー源の多様な人間与えました。自由エネルギーのこれらの発電機の欠点は、安定性の欠如です。したがって、過剰なエネルギーの期間中にそのストレージに格納され、一時的な減少の期間中消費します。エネルギー貯蔵は、以下のパラメータによって特徴付けられます。

蓄積されたエネルギーの量。
その蓄積の速度、および影響;
比重;
エネルギー貯蔵時間。
信頼性;
製造コストと保守コスト、およびその他。

体系多くのドライブの方法。最も便利なの一つは、ストレージに使用するエネルギーの種類の分類、およびその保存と復帰するための方法です。エネルギー貯蔵装置は、次の主な種類に分類されます。

機械;
熱;
電気;
化学。

ポテンシャルエネルギーの蓄積

これらの合併症のないデバイスの本質。ポテンシャルエネルギーの負荷の蓄積を持ち上げるときは、それを下げたときに、有用な作業を実行します。デザインの特徴は、貨物の種類に依存しています。それは固体、液体または粒子状物質であってもよいです。一般的に、デバイスのこのタイプの設計は、したがって、高い信頼性と長寿命、非常に単純です。保存されたエネルギー貯蔵時間は、材料の耐久性に依存し、数千人に達することができます。残念ながら、このようなデバイスは、低比エネルギー容量を持っています。

メカニカルドライブ運動エネルギー

これらのデバイスでは、エネルギーは、身体の動きに格納されています。通常は、振動または往復運動です。

運動エネルギーの振動システムでは、本体の往復運動に集中しています。エネルギーは、身体の動きに合わせて、部分に供給されて消費されます。メカニズムはかなり複雑とセットアップで気まぐれです。広く機械式時計に使用。蓄積されたエネルギーの量は、通常小さく、デバイスの動作のためにのみ適しています。

エネルギージャイロスコープを使用してドライブ

運動エネルギーのストックは、回転フライホイールに集中しています。特定のフライホイールエネルギーは、エネルギーの等価静荷重よりもはるかに大きいです。これは、受信された時間の短い期間または大電力を出力可能です。エネルギー貯蔵時間が少なく、デザインのほとんどは、数時間に制限されています。現代の技術は、数ヶ月までのエネルギー貯蔵時間を持参することができます。フライホイールは衝撃に非常に敏感です。エネルギーデバイスは、その回転速度に直接比例します。したがって、エネルギー貯蔵とリターンの変化にフライホイール速度を発生します。負荷は通常、一定の低速が必要です。

より多くの有望なデバイスがsupermahovikされています。彼らは、スチールテープ、合成繊維またはワイヤで作られています。構造体は、固体であるか、または空のスペースを有することができます。空間がフライホイールの回転慣性モーメントの外周に向かってテープの動きの利用可能な巻線である場合には、変形を受け、ばねに蓄積されたエネルギーの一部を変更しました。このようなデバイスでは、回転速度はtselnotelyh構造よりも安定であり、そのエネルギー消費量ははるかに高いです。また、彼らは安全です。

ケブラー繊維製近代supermahovik。彼らは、磁気サスペンションを有する真空チャンバ内に回転します。数ヶ月のためにエネルギーを蓄積することができます。

弾性力を用いた機械的ドライブ

このタイプのデバイスは、莫大なエネルギー密度を記憶することが可能です。機械的なドライブから、数センチの大きさを持つデバイスに最も高いエネルギー含有量を有しています。回転の非常に高速で、より大きなフライホイールは非常に高いエネルギー消費を持っていますが、彼らは外部要因に非常に脆弱であり、エネルギーを蓄積するために少し時間があります。

春のエネルギーを用いた機械的なドライブ

エネルギー貯蔵のすべてのクラスの最大の機械的動力を供給することができます。これは、唯一の制限バネの強さによって制限されています。圧縮されたスプリングのエネルギーは数十年にわたって保存することができます。しかしながら、金属疲労に永久変形に蓄積し、バネの容量を減少させます。同時に、動作条件の対象と高品質のばね鋼は、容量のかなりの損失なしに何百年ものために働くことができます。

ばね機能は、任意の弾性要素を実行することができます。ゴムバンド、例えば、単位質量当りの蓄積されたエネルギーの鉄鋼製品よりも優れて10倍。しかし、化学的加齢に伴う長期的なゴムのサービスは、わずか数年です。

圧縮ガスのエネルギーを利用して機械的ドライブ、

エネルギー貯蔵装置のこの種のガス圧縮に起因するものです。圧力下の圧縮ガスによるエネルギーの過剰の存在下でバルーンに注入されます。必要に応じて、圧縮ガスがタービン又は発電機を駆動するために使用されます。低いパワーでタービンではなく、ピストンエンジンを使用すべきです。そして年間数十 - 気圧の何百もの圧力容器内のガスは、数年間、高品質のバルブの存在下で高い比エネルギー密度を有します。

熱エネルギーの蓄積

私たちの国の領土の大半は北部地域に位置しているので、エネルギーの大部分は、内部的に加熱するために消費しました。これに関連して、定期的にドライブに保温し、必要に応じて、そこからそれを除去する問題を解決する必要があります。

ほとんどの場合、あなたは、保存された熱エネルギーの高密度、及びその保存のいずれかの重要な用語を達成することはできません。そこにその機能の数のための有効な手段であり、高価格が普及のためには適していません。

熱容量の犠牲に蓄積

これは最も古い方法の一つです。これは、加熱時に熱エネルギー貯蔵材料の原理に基づいており、その冷却中に熱を戻すされます。これらのドライブの設計は非常に簡単です。彼らは、任意の固体片または液体冷媒と密閉容器であってもよいです。熱エネルギーの蓄積は、エネルギー貯蔵及びリターンサイクルの事実上無制限の数、非常に長い寿命を持っています。しかし、蓄積時間は数日を超えていません。

電気エネルギーの蓄積

電気エネルギーは - これは、現代の世界では、それの最も便利な形態です。電気駆動装置が広く使用されており、最も開発されている理由です。残念ながら、安価なデバイス固有の静電容量が小さく、かつ高価で短命の高い比容量を備えたデバイス。電気エネルギーの貯蔵は - コンデンサ、スーパーキャパシタ、電池です。

コンデンサ

これは、エネルギー貯蔵の最も人気のあるタイプです。キャパシタは、-50から+150度の温度で動作することが可能です。エネルギー貯蔵リコイルサイクルの数 - 秒当たり数百億。並行して複数のコンデンサを接続すると、簡単に必要な容量値を得ることができます。また、可変コンデンサがあります。そのようなコンデンサの静電容量を変更すると、機械的又は電気製、又は温度の影響することができます。ほとんどの場合、可変コンデンサは、共振回路で見つけることができます。

極性および非極性 - コンデンサは、2つのクラスに分かれています。生涯極性（電解）非極性未満、彼らは外部条件の詳細に依存している、まだ同時に高い比容量を持っています。

非常に成功していない機器 - エネルギー蓄積コンデンサとして。彼らは、小容量および保存されたエネルギーの小さな比重を持っているし、その蓄積時間はほとんど秒、分、時間単位で測定されていません。コンデンサは主にパワーエレクトロニクスと電気工学のアプリケーションを発見しました。

コンデンサの計算は、原則として、困難を引き起こすことはありません。技術ハンドブックで提供コンデンサのさまざまな種類のすべての必要な情報。

ionistory

これらのデバイスは、極性コンデンサと電池の間の中間位置を占めます。「スーパーキャパシタは」と呼ばれることもあります。従って、それらは充放電段階の膨大な数を持って、容量は、コンデンサのそれよりも大きいが、小さな電池のそれより少し少ないです。エネルギー貯蔵時間 - 数週間まで。 Ionistory温度に非常に敏感。

パワーバッテリー

あなたは多くのエネルギーを保存したい場合は、電気化学電池が使用されています。これは、この目的の鉛デバイスに最適です。彼らは約150年前に発明されました。そしてそれ以来、バッテリ装置で新しい何かをもたらすことはありません。専門的なモデルの多くは、部品の品質が向上し、電池の信頼性が大幅に増加している、ありました。異なる目的のために、異なるメーカーによって作成されたバッテリ装置は、細部においてのみ異なることは注目に値します。

電気化学電池はトラクションと起動に分類されています。トラクションは、電気輸送、無停電電源装置、電源に使用されています。このような電池のためにその大きい深さの長い均一な放電によって特徴付けられます。始動電池は容認できない彼らのために短時間で高電流が、深い放電を与えることができます。

電気化学電池は、何も操作は、彼らが数年後に失敗しない場合であっても250から2000に、平均して、充放電サイクルの数が限られています。電気化学電池は、温度に敏感で長い充電時間と動作のルールの厳守を必要とします。

デバイスは、定期的に再充電されなければなりません。バッテリの充電は、車両に搭載され、それが発電運転中で産生されます。冬には、これは十分ではありません、冷たいバッテリーが不良である電荷を取り、消費電力エンジンが上昇の開始時。さらに、実施暖かい部屋専用充電器でバッテリーを充電する必要があります。鉛酸単位の主要な欠点の一つは、彼らの偉大な重量です。

低消費電力デバイス用バッテリー

小さな重みを持つモバイルデバイスを必要に応じて、二次電池の選択された次のタイプは、ニッケルカドミウム、リチウムイオン、金属ハイブリッド、ポリマー - イオンです。彼らは、高い比容量を持っているが、価格ははるかに高いです。彼らは、携帯電話、ノートパソコン、カメラなどの小型機器に使用されています。種類の違う乾電池は、そのパラメーターが異なります充電サイクル、賞味期限、容量、サイズなどの数を...

リチウムイオン電池は、高出力の電気やハイブリッド車に使用されています。彼らは、軽量、高比容量と高い信頼性があります。同時に、リチウムイオン電池は非常に可燃性です。点火により起こり得る短絡、体の機械的変形又は破壊、充電モード又はバッテリ放電の障害。リチウムの高活性に起因する火災を消火するためにかなり難しいです。

バッテリーは、多くのデバイスのための基礎となります。例えば、携帯電話用のエネルギー貯蔵-コンパクトな外部バッテリパックは、防水性、堅牢に収容します。それはあなたが充電または携帯電話に電力を供給することができます。強力なモバイルエネルギー貯蔵デバイスは、すべてのデジタルカメラ、でもラップトップを充電することができます。このような装置において、セット、典型的にはリチウムイオン電池の大容量。家庭用のエネルギー貯蔵どちらもありませんバッテリーなしで行います。しかし、それははるかに複雑な装置です。さらに、その組成物中の電池は、バッテリ充電器、制御システム、インバータを含みます。デバイスは、永久的なネットワークとして、並びに他の供給源から動作させることができます。真ん中の出力電力は5キロワットです。

アグリゲータ化学エネルギー

ドライブの種類「燃料なし」「燃料」とを区別する。彼らは特別なテクニックと、多くの場合、面倒なハイテク機器が必要です。使用されるプロセスは、異なる形でエネルギーを受け取ることができます。熱化学反応は、低・高温度で両方の場所を取ることができます。高温反応のための成分は、エネルギーを受信するために必要な場合にのみ導入されます。その前に、彼らは別の場所に別々に格納されています。低温反応用のコンポーネントは、単一の容器であるのが普通です。

エネルギー貯蔵燃料運転時間

エネルギー貯蔵（「充電」）およびその使用（「吐出」）：この方法は、2つの完全に独立した段階を含みます。伝統的な燃料は、通常、高い比エネルギー容量、長期保存の可能性、使いやすさを有しています。しかし、人生はまだ立っていません。新技術の導入は、燃料に高い要求を配置します。この問題は、既存および新規の作成、高エネルギー燃料を改善することによって解決されます。

技術プロセスの欠如、廃棄物、仕事で大火災や爆発の危険性、優秀な人材の必要性、技術の高コストによって制約新機種のワイド紹介。

燃料の化学エネルギー貯蔵なし

駆動エネルギーのこの形態では、他で特定の化学物質の変換を介して格納されます。例えば、消石灰加熱時には、生石灰状態となります。ときに蓄えられたエネルギーが熱とガスとして放出される「排出されます」。それは、石灰水を消和ときに何が起こるかです。反応を開始するために、通常のコンポーネントを接続するのに十分です。本質的には、熱化学反応のこのタイプは、唯一度の何十万もの温度でそれに行われます。そのため、使用される機器は、はるかに複雑で高価です。