Využití setrvačníku pro akumulaci energie

[Jim68]

Nazdar Waldesi,

Velmi hrube cislo na bezpecne strane je 150000 RPM kdy se kolo rozskubne. To by znamenalo, ze urcite vydrzi kolem 90-100 tisic RPM.

S pozdravem, Slavek.

Zapoměl jsi Waldesovi napsat, že kdyby to byl vlak, v té chvíli pojede cca 18,000 km/hod., takže na vlak si musí dát tepelný štít.
Chlapi, nechtělo by to nové vlákno, třeba: vlak na orbit , nebo tak?

[Waldes]

Ak by sa jednalo o vlak, tak by si možno mal pravdu, lenže tu ide samotné koleso umiestnené vo vákuu a rozhodne bude točené na menšie otáčky ...
Waldes.

[Slavek Krepelka]

Nazdar Waldesi,

Tady mas par odkazu, Tenhle ma pocitani setrvacniku vcetne pocitani bodu selhani [rozskubnutim] Nevypada to az tak komplikovane.

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/en/Flywheel

Jestli namas Anglinu, a chces si to spocitat, tak ti prepisu veliciny do cestiny.

A tady jeste neco pro zajimavost.

Tenhle odkaz se zabyva setrvacniky se zabudovanymi civkami pro pouziti s vetrnymi turbinami.
http://management.bu.edu/exec/elc/clean ... rewicz.pdf

Tady jedna mala Honda s 762mm prumerem civkoveho slozeneho, tedy nikoliv solidniho oceloveho setrvacniku. Maximalni otacky setrvacniku = 23 700 RPM, vaha 100kg

http://books.google.ca/books?id=kgEAAAA ... el&f=false

S laskavym pozdravem, Slavek.

[Jim68]

Slávku, prosím, nemáš přehled, kolik elektriky se při tom směňování promarní? Protože se mi zdá, že nabít baterie je přece jen efektivnější, než elektromotorem roztáčet setrvák, pak generátorem získat elektriku, kterou rveš do elektromotorů, aby udělaly práci...?

Myslím to takhle:
-baterku nabiješ s efektem cca 65% (zbytek jde do tepla) a pak zase vybiješ cca 80%(a zase se trochu ohřeješ), máš teda rekuperaci 52%

-setrvák roztáčíš elektromotorem s cca 80% účinnosti, pak získáváš generátorem zpět s cca 70%, to dělá 56% investované energie, ale - jsou i ztráty mechanické (netuším, jak dlouho se setrvák ve vakuu vydrží točit, ale určitě tu energii nakonec sám sežere na uložení... ) a ekonomické (takový mechanismus je jistě dražší než akumulátor). Nebo jde o tu kapacitu? Setrvák jistě uloží mnohem víc energie než stejně těžká baterie....životnost je taky asi dobrá....

Co bys do chalupy volil Ty?

[Waldes]

Neviem čo ti odpovie Slávek ale napíšem ti svoj názor. Ako som už písal, priviedla ma na myšlienku niečo takéto realizovať návšteva u Pištu a pohľad na kopu veľkých akumulátorov. Pritom má len štyri solárne články s vykonom cca 1 kW. Ak si vezmeme do úvahy aj životnosť akumulátorov tak rok maximálne dva (pri dennodennom používaní) a zámer byť úplne nezávyslý na dodávkach el. energie ti začne byť jasné, že obmena akumulátorov každé dva roky by bola taká položka, ktorá tvoju bilanciu riadne posunie. To čo ty zamyšlaš, má zmysel ak sa jedna objekt len sporadicky užívaný a s celkovým malým príkonom, tam nemá zmysel niečo iné ako akumulátor používať. Čo sa týka dĺžky uskladnenia pri magnetickom bezkontaktnom ložisku a vákuu sú teoreticky nulové. Prakticky nejaké malé straty asi budú (nedokonalé vákuum a podobne) No ak rátam vstup/výstup rádovo 10 kW a uloženú energiu rádovo MW tak iné riešenie nieje rentabilné. Tak asi toľko som chcel.
Waldes.

[buky]

A čo tak roztočiť zotrvačník 200l sudom z vodou umiestneným vo výške 15m opakovane napĺňaný vodným trkačom.
Len tak som strelil od boka, neviem či by to bolo efektívne.

[Jim68]

... obmena akumulátorov každé dva roky by bola taká položka, ktorá tvoju bilanciu riadne posunie. ..

Díky, tam je opravdu zakopaný čokl. Já se zabývám něčím jiným, takže mě jen zajímalo, v čem je přínos setrváku. Jasně že na pokrytí denních výkyvů nabít/vybít je to dostačující. Sám jsem koukal, kolik si tam člověk dokáže uložit energie (nejmenovaný kolega z fora mě přesvědčil, abych si to vypočítal ...

Ještě se optám zkušených: setrvačník ve vakuu - to mám chápat tak, že i generátor je ve vakuu, případně je součástí setrvačníku, aby nepřekážel? Dělám různá zařízení a problematika ucpávek a těsnění hřídelí vždycky nakonec končí energetickou ztrátou, i kdyby to mělo být jen ohřáté médium...)

[Waldes]

Presne tak motor/generátor musí byť súčasťou rotoru a tým pádom je tiež vo vákuu ...
Waldes.

[Akord]

Ako som už písal, priviedla ma na myšlienku niečo takéto realizovať návšteva u Pištu a pohľad na kopu veľkých akumulátorov. Pritom má len štyri solárne články s vykonom cca 1 kW. Ak si vezmeme do úvahy aj životnosť akumulátorov tak rok maximálne dva (pri dennodennom používaní) a zámer byť úplne nezávyslý na dodávkach el. energie ti začne byť jasné, že obmena akumulátorov každé dva roky by bola taká položka, ktorá tvoju bilanciu riadne posunie. To čo ty zamyšlaš, má zmysel ak sa jedna objekt len sporadicky užívaný a s celkovým malým príkonom, tam nemá zmysel niečo iné ako akumulátor používať. Čo sa týka dĺžky uskladnenia pri magnetickom bezkontaktnom ložisku a vákuu sú teoreticky nulové. Prakticky nejaké malé straty asi budú (nedokonalé vákuum a podobne) No ak rátam vstup/výstup rádovo 10 kW a uloženú energiu rádovo MW tak iné riešenie nieje rentabilné. Tak asi toľko som chcel.
Waldes.

S tými 2 rokmi si mimo. Pišta má NiCd, ja tiež. Tie akumulátory nevedia, čo sú 2 roky, aj po 20 rokoch dennodenného používania dokážu fungovať. Chovajú sa však trochu inak, než olovené, treba to s nimi vedieť, a sú drahé, neekologické, či zle dostupné. Tiež nehovorím, že nemajú muchy alebo nevýhody. Stále ide použiť NiMH, či LiFePO, prípadne modernejšie olovo. Ale opäť nevravím, že je to ideálne. Nepreháňaj s tým zotrvačníkom, v akom zotrvačníku chceš ukladať MW, alebo si myslel MJ? Zotrvačníky sa používajú ako UPSky k počítačom, ale tiež majú svoje muchy. Myslíš si, že magnetické ložisko nevyžaduje pomocný elektrický príkon, a že nemá straty? Tam hlavne ide o to, že nemá opotrebenie. Nevadí hrubostenná vákuová nádoba? Ani to, že vinutie sa vo vákuu nechladí konvekciou? Dobrý fór je aj keď niekto iba tak z voleja chce použiť v generátore magnety.
Ja nevravím, že to nejde, ale predsa len je to trochu patmatovský prístup.
Všimol si niekto, že ten zotrvák nemôže klesnúť s otáčkami na nulu?

[Slavek Krepelka]

Jeden užitočný vzorec pre prípad ideálne konštruovaného zotrvačníka: E=m*sigma/(2*ró) = m*r*r*omega*omega/2

E energia, m hmotnosť, sigma pevnosť, ró hustota, r polomer, omega = 6.28*otáčok/s, všetko v základných jednotkách.

...dá sa už z toho odhadnúť, že bežné koleso vydrží okolo 2500/min, možno 3000/min (okolo 400km/h bez tlaku). Ide z toho spätne spočítať, akú pevnosť som použil. Určite to nebudú desaťtisíce, ani pri použití pevných ocelí.

Nazdar panove,

No, tak jsem si to trochu nastudoval a prekontroloval jsem si to, co jsem tak nejak narychlo napocital. Omlouvam se, vloudila se chybicka.

Problem s kolem od vlaku je ponekud slozity. Pokud by se kolo pouzilo bez nakolku, da se spocitat jakz takz jako solidni disk a podle toho, co jsem prepocital, by melo vydrzet kolem 11-15 tisic rpm bez zahrnuti bezpecnostniho faktoru, pocitano s 44kp/mm^2 pro mez tahu [nikoliv trhu] materialu kola, coz je nejspise ponekud nizke cislo.

Nakolek sam o sobe vychazi na nejakych 6 000 rpm bez zahrnuti bezpecnostniho faktoru, zase pri 44kp/mm^2 pro mez tahu materialu nakolku. Jde o velmi nizke cislo pevnosti tahu, bude ve skutecnosti o nejakych 50% vyssi, protoze jde o material s jinnymi charakteristikami nez material kola samotneho a v podstate asi ekvivalentni predpjatemu materialu.

Vsechny uvedene (prumyslove) formule ktere jsem vystoural maji v sobe zabudovan bezpecnostni faktor, minimalne 4:1, ale take az 20:1. Navic vetsina techto formuli se zabyva pouze vypoctem tangencialni pevnosti, protoze setrvacniky jsou ve sve naproste vetsine ve forme tluste kruznice spise nez kruhu. To samozrejme odpovida kalkulaci nakolku, ale jenom castecne kalkulaci kola. Radialni pevnost kola se pridava k tangencialni v ramci limitace jeho nejslabsi tloustky [ci mnozstvi a charakteristice loukoti] v dannych limitech radiusu, v pomeru k tloustce vnejsi a tlustsi obruby.

Dalsi problem s nakolkem je, ze jeho roztaznost probiha diky rozdilnosti materialu po jinne krivce nez material kola, navic je na kole nalisovan a je v nem uz zabudovano znacne napeti. Pri zvysujicich se otackach dojde k roztahovani kola po strmnejsi krivce nez je krivka roztahovani nakolku, takze nakolek je zatezovan jednak svoji rotaci, jednak nalisovanim a jednak rotaci a tim roztaznosti kola samotneho. Takze, zeleznicni kola s nakolkem mohou vzit mene nez 3000 rpm, nez se rozleti nakolek.

Timto se omlouvam vsem za velice rychly a chybny puvodni odhad a dekuji Akordovi ze se nedal. Alespon mam ted trochu prehled, i kdy si nejsem jisty, zda mi to kdy k necemu bude.

S pozdravem, Slavek.

[Akord]

ale s tim cednikem si to vazne zkus.

To jsem zkoušel, když jsem byl malý, nemíním se k tomu již vracet. Vyvolal bych tím kolem sebe určitou nejistotu.
Pri kole jsem použil pevnost asi 120MPa, co je 12kp/mm2, co je ješte nižší číslo, než tech 440MPa, ale mel jsem k tomu nejspíš pár duvodu. Jeden z nich je, že kola nejsou leštená.

[Slavek Krepelka]

Dejme tomu, že vznikl určitý prostor pro diskusi.

Jenze to uz moc plevelime a mne detailni rozbor teorie plotu v podstate nezajima, takze snad nekdo jinny a v patricnem vlakne.

Ahoj, Slavek.

[Jim68]

Asi to tu někde máte, ale: proč se setrvačník nesmí zastavit? Nechystám se na žádný pokus, jen mě to zajímá...

[aNONym]

Což o to, parametry má úžasné. Non

Ale ta cena! (16Mega)

http://auto.idnes.cz/porsche-918-rsr-je ... tomoto_vok

"Elektromotory ale tentokrát nedobíjí baterie, 918 RSR používá místo ní technologii KERS hybridního 911 GT3 R. Při brzdění se energie ukládá do elektromotoru, který slouží jako setrvačník a rotuje rychlostí až 36 000 otáček za minutu. Sílu uloženou v setrvačníku má řidič k dispozici po stisknutí tlačítka. V případě, že byl setrvačník plně roztočený, může energie k předním kolům proudit až osm sekund. Elektromotory mají dokonce funkci vektorování točivého momentu, kdy může být každé z předních kol roztáčeno jinou silou a tudíž mohou pomoci zatáčení."

[youtube][/youtube]

[noda]

dobry den,sledujem to vlakno uz dlhsie a nejako nam zamrzlo, alebo diskutujuci su uz z toho unaveny, alebo tie zotrvacniky uz fungujju.lebo ta vetva diskusie z pouzitim zeleznicneho kola vyzerala celkom slubne, myslim v suivislosti s nazvom vlakna a podmienkami obycajnych ludi na jeho zhotovenie a vyuzitie myslim keby v tom vlakne neboli tie zbludile ulety ale iba tie k veci /Efektivní využití setrvačníku pro akumulaci energie/, lebo odkial, preco to su temy inych vlakien . myslim si

v obycajnych podmienkach nema vyznam uvazovat o dlhodobom skladovani energie na to su asi vhodnejsie ine systemy /nad x hodin/, x je zavisle na prepocte efektivity