Многоразовый алюминий-воздушный элемент

[Eddie]

Маховики - штука хорошая и перспективная, но и они не лишены кучи недостатков.

 

1. Количество запасенной энергии в маховике тем выше, чем выше скорость его вращения. Если все правильно помню, то энергия в маховике пропорциональна квадрату скорости вращения. Для того, чтобы извлечь механическую энергию оттуда, потребуется весьма и весьма крепкий вариатор, способный переварить крутящий момент супермаховика. Это очень нетривиальная задача, не знаю на сколько она решена в настоящий момент.

 

2. Супермаховик хорошо будет работать лишь вблизи той оптимальной скорости вращения, на которые он рассчитан. Если скорость его вращения упадет вдвое, выдаваемая мощность упадет вчетверо.

 

3. Маховик с запасенной энергией всегда находится в движении. Это означает постоянный механический износ подшипника, на котором он будет вращаться, требования к качеству такого подшипника должны быть очень и очень высокими. Кроме того, вращаться он должен в вакууме, поскольку трение о воздух никто не отменял, а оно так же возрастает пропорционально квадрату скорости. Следовательно, к нему нужен будет герметичный корпус.

 

4. Возможны неожиданные гироскопические эффекты от вращающегося супермаховика. Хорошо раскрученный маховик будет стабилизировать свое положение в пространстве, как юла; но вот если автомобиль попытается изменить это положение, маховик будет сопротивляться, что не всегда хорошо.

[Vlad123]

А каков КПД маховика? Наверняка он ниже чем у конденсаторов и аккумуляторов.

Каждому овощу свой фрукт.

А насчет безопасности, то те материалы, которые собираются применять, опасности в случае разлета не представляют. А вот бром в случае аварии очень неприятная вешь

Для всех несведущих предлагаю ознакомится с принципом действия адсорбентов.

https://www.youtube.com/watch?v=8vQ1oGxdBHc

 

 

"Современные конструкции с вакуумной камерой вращения и магнитным подвесом супермаховика из кевларового волокна обеспечивают плотность запасённой энергии более 5 МДж/кг,

 

Нельзя ли ссылку?

 

Здесь приводятся другие цифры:
 

 

     Так супермаховик из кевлара накапливает уже около 400 кДж/кг

     http://gisee.ru/articles/energy-tools/917/

     ...а при использовании алмазного волокна можно достичь фантастической энергоемкости - 15 МДж/кг.

Н-да, заманчивые, конечно, перспективы, но насчет разного там алмазного волокна, это пока мечты не получившие проверки. Все-таки, хотелось бы видеть маховик какой-то принципиально новой конструкции, исключающей опасность в результате любой мыслимой аварии.

 

При плотности энергии в 15 МДж/кг, это означало бы, что для пробега в 100 км легковушке-гибриду нужен маховик весом максимум в 10 кг. Столь небольшой маховик можно окружить толстым слоем какого-нибудь супер-амортизирующего материала на случай разных аварий. Но это пока перспективы отдаленные...

Изменено 11 Июня, 2016 в 18:17 пользователем Vlad123

[N№4]

 Маховик находится в прочном контейнере. Интересно, как Тесла защищает аккумулятор своего электромобиля?

Аккумулятор Теслы - это много-много ноутбучных элементов 18650 китайского изготовления под контролем Panasonic. Разборка батареи Тесла

http://autotesla.ru/auto-tesla/akkumulyatory-tesla/akkumulyator-tesla-model-s-chto-vnutri-razbiraem.html

[Vlad123]

Мне интересно, если рабочий диск маховика предполагается изготавливать из немагнитного материала, такого как алмазное волокно, то как же предполагается осуществлять его магнитный подвес и раскрутку силами электромагнетизма? Для этого нужно сначала какой-то ферромагнитный алмаз создать...

 

В любом случае и маховики и конденсаторы принадлежат к похожему классу механических накопителей энергии, в которых энергия запасается в виде деформаций электронных оболочек атомов. Но конденсаторы имеют то принципиальное преимущество, что хранят энергию в потенциальной, а не кинетической форме. А значит проще и безопаснее.

[N№4]

Мне интересно, если рабочий диск маховика предполагается изготавливать из немагнитного материала, такого как алмазное волокно, то как же предполагается осуществлять его магнитный подвес и раскрутку силами электромагнетизма? Для этого нужно сначала какой-то ферромагнитный алмаз создать...

 

В любом случае и маховики и конденсаторы принадлежат к похожему классу механических накопителей энергии, в которых энергия запасается в виде деформаций электронных оболочек атомов. Но конденсаторы имеют то принципиальное преимущество, что хранят энергию в потенциальной, а не кинетической форме. А значит проще и безопаснее.

Смотрим на диск HDD. Чем не накопитель энергии? Тоже ведь мотор-колесо, режим рекуперации просто не предусмотрели. Откачать воздух, сделать подвес магнитный, заменить блины на керамику прочную, углеродное волокно... получится энергоёмкость почти как у литиевых аккумуляторов. Зато обойдёмся без тяж. металлов (кобальта, никеля) и лития.

 

Конденсаторы как-то слабы по запасаемой энергии, даже суперконд-ры-ионисторы.

Изменено 11 Июня, 2016 в 18:39 пользователем N№4

[Arkadiy]

Смотрим на диск HDD. Чем не накопитель энергии? Тоже ведь мотор-колесо, режим рекуперации просто не предусмотрели. Откачать воздух, сделать подвес магнитный, заменить блины на керамику прочную, углеродное волокно... получится энергоёмкость почти как у литиевых аккумуляторов. Зато обойдёмся без тяж. металлов (кобальта, никеля) и лития.

 

Конденсаторы как-то слабы по запасаемой энергии, даже суперконд-ры-ионисторы.

Ионисторы - это не те суперконденсаторы

http://www.energia.ru/ru/conversion/electrotrans/supercondenser.html

 

 

 

Технические характеристики БКДТ-30

Максимальное рабочее напряжение, В

70

Номинальное напряжение, В

60

Допустимое напряжение разряда , В

12

Энергоемкость, Вт•ч

250 ÷ 270

Запасаемая энергия, кДж

900 ÷ 970

Удельная мощность, кВт/кг

-

Удельная энергоемкость, Вт*ч/кг / Вт*ч/л

16 ÷ 18 / 25 ÷ 27

Внутреннее сопротивление, мОм

250

Номинальный ток разряда, А

10

Максимальный ток разряда, А

50

Время заряда, мин

20 ÷ 30

Количество циклов "заряд-разряд", не менее

10 000

Температурный диапазон эксплуатации, °С

-50 ÷ +50

Масса, кг

15

Габариты (без выводов), мм

334×174×170

[N№4]

 

Ионисторы - это не те суперконденсаторы

http://www.energia.ru/ru/conversion/electrotrans/supercondenser.html

 

 

Они, они, в батарею собранные https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80

 

Или это такие? https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D1%83%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80

Супермаховик при аварии скорее всего опаснее аккумулятора, потому что кроме запасённой энергии той же плотности он обладает ещё и запасённым моментом импульса. То есть что-то со скоростью до 1 км/с сможет вылетать при разрушении защитного корпуса. Да и сам защитный кожух сорвавшись всё ещё будет опасен даже при скорости на порядок меньше.

Просто посчитаем. В Тесле батарея 500 кг. Пусть изобрели маховичную систему той же массы, с той же энергией, где крутится 100 кг, остальное защита, подвес, токосъём и пр. При аварии этот маховик крутящийся со скоростью пули передаёт момент 500 кг корпусу и тот по закону сохранения момента крутится со скоростью ну хоть 200 км/ч. Всё равно ж порвёт остальные железяки.

Изменено 11 Июня, 2016 в 19:12 пользователем N№4

[Vlad123]

Конденсаторы как-то слабы по запасаемой энергии, даже суперконд-ры-ионисторы.

Значит нужен накопитель энергии в чем то похожий на кон-ор, но принципиально новой конструкции, лишенный недостатков современных кон-ов/ионисторов. Как я сказал, физический принцип похожий, и в маховике и в кон-ре межатомарные связи испытываются на прочность. Значит не исключено, что все на что способен маховик сможет и кон-ор...

[Arkadiy]

Значит нужен накопитель энергии в чем то похожий на кон-ор, но принципиально новой конструкции, лишенный недостатков современных кон-ов/ионисторов. Как я сказал, физический принцип похожий, и в маховике и в кон-ре межатомарные связи испытываются на прочность. Значит не исключено, что все на что способен маховик сможет и кон-ор...

Дело не в конструкции, а в принципе накопления энергии.

В конденсаторе запасаемая энергия больше ограничена удельной поверхностью электродов, а не электрической прочностью диэлектрика

[aversun]

Вы говорите о случайном разрыве ленты маховика, скажем от старости. Я же говорю об аварии, в которой автомобили, (а значит и их маховики) мгновенно всмятку. Чтобы не образовалось из ленты маховика, - большие осколки или мельчайшая пыль, оно придет во взаимодействие со стенками корпуса маховика и мгновенно превратится в тепло. Воздух мгновенно ворвется в треснувший в корпус маховика, т.е. произойдет вакуумный взрыв (вакуумная бомба). Этот воздух нагреется и возникнет взрывная и звуковая волна распространяющаяся на сотни метров.

Я говорю не о случайном, а о разрыве от действия центробежной силы. Нет сплошного разрушения. Отрываются крайние куски ленты, которые находятся под действием  максимальной силы, не разрываются они в пыль, но тормозятся сами и тормозят основной маховик. Маховик вращается в вакууме, энергия кусков кинетическая, вес кусков ленты небольшой, они тормозятся корпусом маховика. Рабочего тела, типа газа здесь нет, т.е. они могут только нагреваться сами и греть корпус. Вы думаете для чего делают витые маховики? Именно потому, что с одной стороны они прочнее, а с другой разрушаются дискретно, порциями с внешней части, как наиболее нагруженными. Насчет аварии, для этого делается прочный корпус. Да и кроме того наверняка существую и другие инженерные решения. Размышлять на пальцах не всегда полезно. Авария с бромным аккумулятором может быть на мой взгляд в разы опаснее, адсорбент при нагревании перестает им быть, адсорбент подвергнутый механическому воздействию так же теряет свои свойства.. 

 

О каком вакуумном взрыве вы говорите, чушь собачья. Вакуумная бомба, дескать при ее взрыве создается вакуум, какой нахер вакуум, если газообразных продуктов горения больше, чем было кислорода в воздухе?

 

Транспорт с маховиками ходил и может быть еще ходит, судя по тому, что для Формулы-1 их делают, да помнится писали, что по Швейцарии ходили ( а может и сейчас ходят) автобусы с маховиковыми двигателями, с рекуперативными, кроме того, функциями.

 

 

Так вы еще и не читаете, что я вам пишу?

 

Нельзя ли ссылку?

 

Изменено 11 Июня, 2016 в 20:08 пользователем aversun