Je, ni kuhifadhi nishati

Nature alimpa mtu aina ya vyanzo vya nishati: jua, upepo, mito na wengine. hasara ya jenereta hizi za bure nishati ni ukosefu wa utulivu. Kwa hiyo, katika kipindi cha nishati kupita kiasi kuhifadhiwa katika hifadhi yake na hutumia katika kipindi cha kushuka muda mfupi. kuhifadhi nishati ni sifa ya vigezo zifuatazo:

• kiasi cha nishati kuhifadhiwa;
• kiwango wake wa mkusanyiko, na athari;
• mvuto;
• kuhifadhi nishati wakati;
• kuegemea;
• viwanda na gharama za matengenezo, na wengine.

Mbinu za systematisk anatoa mengi. Moja ya rahisi zaidi ni uainishaji wa aina ya nishati kutumika katika kuhifadhi, na mbinu kwa ajili ya kuhifadhi yake na kurudi. kifaa cha kuhifadhi nishati ni umegawanyika katika aina zifuatazo kuu:

• mitambo,
• mafuta;
• umeme,
• kemikali.

Mkusanyiko wa nishati ya uwezo

kiini cha vifaa hivi uncomplicated. Wakati kuondoa mzigo mkusanyiko wa uwezo wa nishati, hufanya kazi muhimu wakati kupunguza yake. Design ya vipengele ni hutegemea aina ya mizigo. Ni inaweza kuwa imara, majimaji au chembechembe dutu. Kwa kawaida, muundo wa aina hii ya vifaa ni rahisi sana, hivyo kuegemea juu na maisha ya muda mrefu huduma. kuhifadhiwa kuhifadhi nishati wakati inategemea uimara wa vifaa na inaweza kufikia maelfu. Kwa bahati mbaya, vifaa kama wana low maalum uwezo nishati.

mitambo anatoa Kinetic nishati

Katika vifaa, nishati kuhifadhiwa katika harakati za mwili. Kwa kawaida ni oscillating au kukubaliana mwendo.

nishati Kinetic katika mifumo oscillating ni kujilimbikizia katika kukubaliana mwendo wa mwili. Nishati ni hutolewa na kuliwa kwa sehemu, kwa wakati na harakati za mwili. utaratibu ni badala ngumu na hazibadiliki katika kuanzisha. Sana kutumika katika kuona mitambo. kiasi cha nishati kuhifadhiwa ni kawaida ndogo na ni mzuri kwa ajili ya uendeshaji wa kifaa.

Drives kutumia nishati gyroscope

hisa ya nishati kinetic ni kujilimbikizia katika flywheel kupokezana. Maalum flywheel nishati ni kubwa zaidi kuliko nishati sawa mzigo tuli. Inawezekana katika kipindi cha muda mfupi ni kupokea au nguvu kubwa pato. kuhifadhi nishati wakati ni ndogo, na zaidi ya miundo ni mdogo kwa saa kadhaa. Teknolojia ya kisasa ya kuruhusu kuleta wakati kuhifadhi nishati ya hadi miezi kadhaa. Flywheels ni nyeti sana na majanga. kifaa nishati ni kwa uwiano wa moja kwa kasi ya mzunguko wake. Kwa hiyo, katika hifadhi ya nishati na mabadiliko ya kurudi hutokea flywheel kasi. mzigo kwa kawaida inahitaji daima, kasi ya chini.

vifaa zaidi kuahidi ni supermahovik. Wao ni za mkanda chuma, nyuzi sintetiki au waya. muundo inaweza kuwa imara au kuwa na nafasi tupu. Kama nafasi ni windings inapatikana ya kanda ya kuelekea pembezoni ya mzunguko Inertia wakati wa flywheel ni iliyopita, sehemu ya nishati kuhifadhiwa katika spring wanakabiliwa na ulemavu. Katika vifaa kama, kasi ya mzunguko ni imara zaidi kuliko miundo tselnotelyh, na matumizi yao ya nishati ni kubwa zaidi. Aidha, wao ni salama.

Kisasa supermahovik maandishi nyuzi Kevlar. Wao mzunguko katika chumba utupu na kusimamishwa magnetic. Ni uwezo wa kuhifadhi nishati kwa miezi kadhaa.

Drives Mitambo kutumia nguvu elastic

Aina hii ya kifaa ni uwezo wa kuhifadhi kubwa ya nishati wiani. Kutoka gari mitambo ina juu ya nishati maudhui ya vifaa na vipimo ya sentimita chache. flywheels Kubwa kwa kasi ya juu sana ya mzunguko na matumizi ya nishati ya juu sana, lakini ni hatari sana kwa mambo ya nje, na kuwa na muda kidogo wa kuhifadhi nishati.

Drives Mitambo kutumia spring nishati

Uwezo wa kutoa kubwa mitambo nguvu ya madaraja yote ya hifadhi ya nishati. Ni ni mdogo tu na nguvu ya kikomo spring. Nishati katika USITUMIE spring inaweza kuhifadhiwa kwa miongo kadhaa. Hata hivyo, kutokana na ulemavu wa kudumu katika uchovu chuma hujilimbikiza na kupungua uwezo wa spring. Wakati huo huo, ubora wa spring chuma, chini ya masharti ya uendeshaji wanaweza kufanya kazi kwa mamia ya miaka bila ya kupoteza appreciable katika uwezo.

spring kazi anaweza kufanya mambo yoyote elastic. Rubber bendi, kwa mfano, mara kumi bora kuliko za chuma cha kuhifadhiwa nishati kwa kitengo molekuli. Lakini mrefu huduma ya mpira kutokana na kemikali kuzeeka ni miaka michache tu.

Anatoa mitambo, kwa kutumia nishati ya gesi USITUMIE

Katika aina hii ya vifaa kuhifadhi nishati ni kutokana na mbano gesi. Mbele ya ziada ya nishati kwa kujazia gesi chini ya shinikizo ni hudungwa katika puto. Kama ni lazima, gesi USITUMIE hutumika kuendesha turbine au generator. Wakati nguvu za turbine itumike badala ya injini piston. gesi kwa shinikizo chombo cha mamia ya anga ina high maalum uzito nishati kwa miaka kadhaa, na mbele ya vali ya ubora - na mamia ya miaka.

Mkusanyiko wa nishati ya joto

Zaidi ya eneo la nchi yetu iko katika maeneo ya kaskazini, hivyo sehemu kubwa ya nishati zinazotumiwa kwa inapokanzwa ya ndani. Katika uhusiano huu mara kwa mara na kutatua tatizo la kuweka joto katika gari na kuondoa kutoka huko kama ni lazima.

Katika hali nyingi, huwezi kufikia msongamano mkubwa wa nishati kuhifadhiwa mafuta, na yoyote ya masharti muhimu ya utunzaji wake. Kuna kifaa ufanisi kwa idadi ya makala yake na bei ya juu haifai kwa matumizi ya kuenea.

Mkusanyiko kwa gharama ya uwezo joto

Hii ni moja ya njia ya zamani. Ni kutokana na kanuni ya mafuta ya nishati ya kuhifadhi vifaa wakati joto na kurudi joto wakati wa baridi yake. mpango wa anatoa haya ni rahisi sana. Wanaweza kuwa ya kipande chochote kigumu au chombo kufungwa na coolant kioevu. mafuta Maduka ya nishati na maisha ya muda mrefu sana, karibu ukomo idadi ya kuhifadhi nishati na kurudi mzunguko. Lakini wakati kuhifadhi hayazidi siku chache.

Mkusanyiko wa nishati ya umeme

nishati ya umeme - hii ni fomu rahisi zaidi ya hiyo katika dunia ya kisasa. Hii ndiyo sababu anatoa umeme ni sana kutumika na wengi zilizoendelea. Kwa bahati mbaya, nafuu ya vifaa capacitance maalum ni ndogo, na vifaa na uwezo wa juu maalum ya ghali na wa muda mfupi. Uhifadhi wa nishati ya umeme - ni capacitors, supercapacitors, betri.

capacitor

Ni aina maarufu zaidi ya kuhifadhi nishati. Capacitors wana uwezo wa kufanya kazi katika joto la nyuzi kutoka -50 kwa 150. idadi ya nishati ya kuhifadhi-recoil mzunguko - mamia ya mabilioni kwa sekunde. Kuunganisha capacitor kadhaa katika sambamba, unaweza kwa urahisi kupata required uwezo thamani. Aidha, kuna capacitor kutofautiana. Kubadilisha capacitance ya capacitor hiyo inaweza kuwa mechanically au umeme, au ushawishi wa joto. Mara nyingi capacitor kutofautiana inaweza kupatikana katika mzunguko resonant.

Capacitors ni kugawanywa katika makundi mawili - polar na yasiyo ya Polar. Lifetime polar (electrolytic) chini ya nonpolar, ni tegemezi zaidi juu ya hali za nje, lakini wakati huo huo na capacitance juu maalum.

Kama hifadhi ya nishati capacitor - vyombo si mafanikio sana. Wana uwezo mdogo na msongamano mdogo maalum ya nishati kuhifadhiwa na kuhifadhi yake wakati ni kipimo katika sekunde, dakika, masaa mara chache. Capacitors wamegundua maombi hasa kwa nguvu vifaa vya umeme na umeme uhandisi.

Hesabu ya capacitor, kama sheria, haina kusababisha matatizo. Taarifa zote muhimu juu ya aina mbalimbali ya capacitor zinazotolewa katika vijitabu kiufundi.

ionistory

Vifaa hivi kuchukua nafasi ya kati kati ya capacitor na betri Polar. "Supercapacitors" wakati mwingine aitwaye. Kwa hiyo, wana idadi kubwa ya hatua malipo-kutokwa, uwezo ni mkubwa kuliko ule wa capacitor, lakini kidogo kidogo kuliko ile ya betri ndogo. nishati ya kuhifadhi muda - hadi wiki kadhaa. Ionistory nyeti sana na joto.

betri nguvu

betri Electrochemical hutumika kama unataka kuhifadhi mengi ya nishati. Ni bora inafaa kwa kusudi hili vifaa risasi-asidi. Walikuwa zuliwa kuhusu 150 miaka iliyopita. Na tangu wakati huo, katika kifaa betri haina kuleta kitu chochote kipya. Kulikuwa na mengi ya mifano ya maalumu, ubora wa vipengele, kuboresha betri kuegemea ni kwa kiasi kikubwa kuongezeka. Ni vyema kutambua kwamba betri ya kifaa, iliyoundwa na wazalishaji mbalimbali kwa malengo tofauti tofauti tu katika maelezo madogo.

betri Electrochemical ni zimegawanywa katika traction na kuanzia. Traction hutumiwa katika usafirishaji umeme, vifaa uninterruptible nguvu, vyanzo madaraka. Kwa betri kama hizo sifa ya kutokwa muda mrefu na sare ya kina chake kikubwa. Kuanzia betri inaweza kutoa ya sasa ya juu katika muda mfupi, lakini utekelezaji wa kina kwa ajili yao halikubaliki.

betri Electrochemical kuwa na idadi ndogo ya mzunguko malipo-kutokwa, kwa wastani, kutoka 250 kwa 2000. Hata kama hakuna kazi wanashindwa baada ya miaka michache. betri Electrochemical ni nyeti kwa joto, zinahitaji muda mrefu kuchaji na utunzaji wa kali ya sheria za kazi.

kifaa lazima kuwa recharged mara kwa mara. malipo betri imewekwa kwenye gari, ni zinazozalishwa katika jenereta kuendesha gari. Katika baridi, hii si ya kutosha, betri baridi ni mbaya inachukua malipo, na matumizi ya nguvu wakati wa kuanza kuongezeka injini. Kwa hivyo ni muhimu kufanya zaidi chaji betri katika joto chumba chaja maalum. Moja ya vikwazo kubwa ya vitengo risasi-asidi ni uzito wao mkubwa.

Betri kwa ajili ya vifaa nguvu ya chini

Kama required vifaa simu na uzito mdogo, kuchaguliwa aina zifuatazo ya betri rechargeable ni nikeli cadmium, lithiamu ion, chuma mseto, polymer ya ionic. Wana uwezo wa juu maalum, lakini bei ni ya juu sana. Wao ni kutumika katika simu za mkononi, Laptops, kamera na vifaa vingine vidogo. Aina tofauti ya betri tofauti katika vigezo yao: idadi ya mizunguko malipo, maisha rafu, uwezo, ukubwa, nk ...

betri lithiamu-ion hutumiwa katika high-nguvu za umeme na magari ya mseto. Wao ni nyepesi, high maalum capacitance na kuegemea juu. Wakati huo huo, lithiamu-ion betri ni yenye kuwaka. Ignition unaweza kutokea kwa Mkato wa umeme, deformation mitambo au uharibifu wa mwili, matatizo ya hali ya malipo au betri usaha. Badala vigumu kuzima moto kutokana na shughuli kubwa za lithiamu.

Betri ni msingi wa vifaa vingi. Kwa mfano, nishati ya hifadhi ya simu - kompakt nje betri pakiti, lililofanywa katika rugged, maji. Utapata malipo au nguvu ya simu za mkononi. Nguvu ya nishati ya kuhifadhi vifaa vya mkononi wanaweza kutoza kamera digital, hata Laptops. Katika vifaa vile, seti, kawaida lithiamu ion betri uwezo mkubwa. kuhifadhi nishati kwa ajili ya nyumba wala kufanya bila betri. Lakini ni vifaa ngumu zaidi. Aidha betri katika muundo wao ni pamoja na chaja betri, mfumo wa kudhibiti, inverter. vifaa unaweza kufanya kazi kama mtandao wa kudumu, na pia kutoka vyanzo vingine. pato nguvu katikati ni 5 kW.

Wakusanyaji kemikali nishati

Kutofautisha "mafuta" na "bila mafuta" aina ya anatoa. Wao wanahitaji mbinu maalum na vifaa mara nyingi mbaya high-tech. Kutumika taratibu kuruhusu kupokea nishati katika aina mbalimbali. athari thermochemical unaweza kufanyika zote mbili kwa wakati chini na katika joto la juu. Sehemu kwa ajili ya athari ya juu-joto ni kuletwa tu wakati muhimu wa kupokea nishati. Kabla ya hapo, wao ni kuhifadhiwa tofauti katika maeneo tofauti. Sehemu kwa ajili ya athari za joto ni kawaida katika chombo kimoja.

kuhifadhi Nishati wakati mafuta ya uendeshaji

Njia hii ni pamoja na mbili hatua ya kujitegemea kabisa: nishati ya kuhifadhi ( "malipo") na matumizi yake ( "kutekeleza"). mafuta Traditional huwa na high maalum nishati uwezo, uwezekano wa kuhifadhi muda mrefu, urahisi wa kutumia. Lakini maisha hana msimamo bado. kuanzishwa kwa teknolojia mpya inaweka madai ya juu juu mafuta. tatizo ni kutatuliwa kwa kuboresha zilizopo na kujenga nishati mpya, high-nishati.

Wide kuanzishwa kwa mifano mpya vikwazo na ukosefu wa taratibu ya teknolojia, taka, kubwa hatari ya moto na mlipuko katika kazi, haja ya wafanyakazi wenye ujuzi, gharama kubwa za teknolojia.

Bila ya mafuta ya kuhifadhi kemikali nishati

Katika aina hii ya nishati gari imehifadhiwa kwa kubadilishwa kwa baadhi ya kemikali dutu katika nyingine. Kwa mfano, chokaa wakati wa joto inakuwa chokaa serikali. Wakati "kuruhusiwa" nguvu kuhifadhiwa ni huru kwani joto na gesi. Hiyo ni nini kinatokea wakati chokaa slaking maji. Kuanza majibu, ni kawaida ya kutosha ili kuunganisha vipengele. Katika kiini, aina hii ya majibu thermochemical tu unafanyika kwenye joto ya mamia ya maelfu ya digrii. Kwa hiyo, vifaa vya kutumika ni zaidi ngumu na gharama kubwa.