齐天大圣 发表于 2017-3-22 16:18:27

震惊,创客论坛的标题居然会自己变成UC体

随着论坛水平的提高,很多人认识到了现有蓄能器件的不足--
现有的套件使用的滤波电容器普遍存在耐压容量不足,以及放电能力不足以满足需要的问题。(寿命的问题在交易二手电容器的时候也能察觉到,但新电容不明显)
拆机的薄膜电容虽然耐压和容量以及寿命都满足现有的需求,可是体积略大,同储能下的体积和质量都两倍于电解电容,性能很高而且电压上限很高,却还是不能被更多人接受。
但是据可靠的文献记载,我国的电容产业在近年来进步迅速,整体实力上已经达到了国际领先水平。据可靠消息,薄膜电容储能密度提升巨大,已经超过了近年来逐渐计划取代的铝电解电容。我国大量生产的双层超导薄膜电容更是大量的装备在了加速装置上。
可是这种电容是限制销售的,所以国内的爱好者来说只能望洋兴叹了
没有条件就要创造条件,这就是中华民族艰苦卓绝的奋斗精神
储能元件的根本目的就是将功率不足的电源的电能储存在其中,而储能的方式各种各样,最终的结果就是提供了超大功率电源。
飞轮储能是一种技术成熟的机械储能系统,它的基本原理就是利用超高转数的飞轮的动能储能,将动能直接转化为电能使用。而能量的转化则是基于电动机/发电机,常常是两用一体机。
现有的飞轮储能技术使用磁悬浮轴承和真空密封舱,可以做到每天只消耗2%储能。
引用资料:飞轮是一个作定轴转动的物体,其储存的能量E可以表示为
E=1/2Jω2      (1)
式中J--飞轮转子的转动惯量;
ω--角速度。
储能密度(单位质量存储的能量)是表征储能装置性能的一个重要指标,对于结构、几何尺寸一定的飞轮储能系统而言,其储能密度e为
e=E/m=ksσ/ρ      (2)
式中ks--飞轮形状系数;
σ--飞轮产生的最大周向应力;
ρ--飞轮材料的密度;
m--飞轮质量。
从储存能量的角度来看,E越大越好;而从减轻轴承负荷来看,m越小越好。综合式(1)、式(2)考虑,飞轮转子需要σ/ρ高的材料。
HTS.FESS主要由SMB、飞轮转子、电动,发电机、电力电子转换装置和真空/安全保护装置构成。
就目前的技术水平来说,复合材料飞轮储能系统的储能密度已达到230Wh/kg,明显高于超导磁体储能、超级电容器、燃料电池、铅酸电池和高级电池等方式,并且随着转子材料性能的提高,还具有巨大的开发潜力。预计5年内可用的熔融石英材料,将使飞轮储能密度达到800Wh/kg,而五年后可使用的碳纳米管材料将使飞轮的储能密度提高到2700Wh/kg,成为储能密度最高的储能方式。目前来看储能密度和电池相当。功率可以从mW~MW等级,响应时间从数小时到数毫秒。具有良好的环境适应性。在高温超导的加持下,飞轮储能有希望代替现有的常规化学储能。
储能技术的提高,带来的是质的飞跃。仅仅是替换了储能电容,就能带来同储能下效率的激增,这是有据可查的。
而飞轮储能的技术关键--磁悬浮轴承的制作并不复杂。模型磁悬浮轴承的制作甚至只需要将环形磁铁同向排列后即可对固定在环形磁铁上的轴提供稳定的悬浮斥力。
当然,正经的永磁悬浮轴承不是这样的。而超导磁悬浮的条件比较苛刻,本文不涉及。而抽真空对于有专业条件的爱好者来说也是可以做到的。
目前来看,最接近实际实用条件的设备可能是电脑硬盘,其盘片的转数很高,可以试试作为飞轮储能实验的原型机。
总之,是时候考虑飞轮储能了

法式油炸 发表于 2017-3-22 16:49:41

赞同

三水合番 发表于 2017-3-22 19:23:22

现在离这个时候,还远着呢吧……精密机械加工+高速滑动电接触,远远不是目前业余爱好者能达到的……

感应研究所 发表于 2017-3-22 21:11:39

目前来看,电容储能太弱,电感储能又难以实现,飞轮储能确实是最适合作为下一个目标的储能方式了。技术很成熟的红利就是周边的零配件都很易得

三水合番 发表于 2017-3-22 23:06:20

目前来看,最接近实际实用条件的设备可能是电脑硬盘,其盘片的转数很高,可以试试作为飞轮储能实验的原型机。 储动能的话,如果想达到电容的能量密度,比如电解电容的1kj/kg,需要约45m/s的线速度,还不算其它机械结构占的重量。即使是7200转的3.5寸硬盘的边缘,都达不到这个速度。
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