Almacenamento de enerxía do volante: un novo enfoque para almacenar enerxía no futuro

Na época na que a tecnoloxía de almacenamento de enerxía está en constante innovación, o almacenamento de enerxía do volante entra gradualmente na liña de visión das persoas como unha nova forma altamente prometedora de método de almacenamento de enerxía, que fascina o seu encanto único e a súa ampla perspectiva de aplicación. Nun deseño tan enxeñoso, a enerxía eléctrica convertida en enerxía cinética convértese de novo en enerxía eléctrica cando é necesario e utilízase directamente ou despois da conversión como unha solución innovadora para os problemas de almacenamento e utilización de enerxía.

O principio do almacenamento de enerxía do volante de inercia é aparentemente sinxelo, pero encarna unha profunda sabedoría científica. Falando simplemente, unha roda xira a gran velocidade, almacenando a electricidade e, a continuación, liberándoa segundo sexa necesario. De feito, ese é un curso de transformación mutua entre a enerxía cinética e a enerxía eléctrica. Xera enerxía mecánica convertendo silenciosamente a enerxía eléctrica e almacénaa, mentres que o motor eléctrico fai que o volante xire a gran velocidade durante a fase de carga. O proceso invértese exactamente no caso da descarga. Agora, o volante xiratorio de alta velocidade actúa como unha "fonte de enerxía" e impulsa o xerador para xerar electricidade, reconvertendo a enerxía mecánica almacenada en enerxía eléctrica para a súa liberación. En caso contrario, cando temos exceso de enerxía, mantemos a roda nun xiro moi rápido, e onde necesitaremos enerxía, paramos a alimentación de enerxía; por inercia, segue en movemento, para levar a unha rotación moi rápida o xerador conectado, que nos proporcionará a enerxía eléctrica necesaria. A diferenza do almacenamento de enerxía tradicional da batería, o almacenamento de enerxía do volante non almacena directamente electricidade dentro da roda; en cambio, convérteo enxeñosamente en enerxía cinética.

Aínda que este método ten algunhas limitacións no aspecto da capacidade de almacenamento de enerxía, a súa única "arma secreta" é a potencia instantánea extremadamente alta, o que o fixo extremadamente efectivo en casos de gran consumo de enerxía que hai que conseguir nun curto período de tempo. Para reducir a perda de enerxía no proceso de almacenamento, adóptanse en serie algunhas medidas técnicas avanzadas nos modernos sistemas de almacenamento de enerxía do volante. O enorme volante xiratorio fixado no estator con rodamentos de levitación magnética de alta velocidade podería xirar a alta velocidade nun ambiente case sen fricción. Algúns mesmo traballan nun ambiente de baleiro para reducir aínda máis a resistencia á fricción e manter a eficiencia elevada. Con isto, para un maior almacenamento de enerxía, o volante debe xirar a unha velocidade aínda maior. Pero co aumento da velocidade de rotación, xorden novos problemas: o volante debe soportar forzas centrífugas moito maiores. O requisito do rendemento do material do volante será moi alto. Os volantes de baixa velocidade están feitos normalmente de aceiro, e os de alta velocidade están feitos de material composto de fibra de carbono, cunha alta resistencia á tracción, polo que almacena máis enerxía a alta velocidade de rotación. En comparación co almacenamento da batería, unha forma de almacenamento de produtos químicos, hai unha serie de vantaxes importantes que ofrece o almacenamento de enerxía do volante: Alta densidade de enerxía: no mesmo volume ou peso, un volante poderá almacenar máis enerxía.

Do mesmo xeito, o almacenamento de enerxía do volante ten unha longa vida útil e un baixo custo, o que lle permite operar a través de moitos ciclos de carga-descarga sen deterioración significativa do rendemento. Ademais, pode proporcionar unha descarga instantánea de alta potencia en poucos segundos ou incluso menos, o que é unha característica especialmente importante en moitas aplicacións con requisitos de potencia extremadamente altos. O sistema FES utiliza unha rotación totalmente suspendida mediante rodamentos magnéticos sen mantemento para reducir en gran medida os compoñentes mecánicos en desgaste e case libre do mantemento e mantemento dos rodamentos mecánicos. Podería reducir o custo de uso e reducir a dificultade de mantemento. As vantaxes nestes aspectos fan que o almacenamento de enerxía do volante sexa amplamente utilizado en moitas áreas. Na tecnoloxía de catapulta electromagnética para portaavións, FES sería, polo tanto, indispensable. O lanzamento da aeronave a velocidades moi altas require que se liberen de forma instantánea grandes correntes en catapultas electromagnéticas e, á súa vez, unha capacidade de saída de enerxía instantánea moi elevada.

O sistema de almacenamento de enerxía do volante pode proporcionar grandes cantidades de enerxía nun curto período de tempo, satisfacendo as necesidades de catapultas electromagnéticas e proporcionando unha forte garantía para as capacidades de combate dos portaavións.

No campo dos coches de carreiras, a aplicación de sistemas de volante tamén trouxo un rendemento máis potente aos coches de carreiras. En poucas palabras, é no momento no que estes coches necesitan acelerar cando os sistemas de volante, instalados nos coches de carreiras, permitirán correntes enormes; así, unha aceleración máis rápida e mellorando o rendemento ademais de facer competitivos os coches. Ademais, aplicar o almacenamento de enerxía do volante en potencia ten un gran valor. Aplícase coa finalidade de subministrar enerxía en situacións de emerxencia. Nos momentos de avarías ou emerxencias diversas dentro da rede eléctrica, proporciona estabilidade e alimentación oportuna para o funcionamento impecable e seguro de toda a rede eléctrica. Debido ás súas vantaxes específicas, o almacenamento de enerxía do volante utilízase amplamente nas industrias aeroespacial e láser. Na operación espacial, é moi demandado ter equipos de almacenamento e subministración de enerxía súper fiables na nave espacial.

A alta densidade de enerxía e a longa vida útil determinan que o almacenamento de enerxía do volante sexa un axuste perfecto. No campo do láser, algúns dispositivos láser de alta potencia requiren apoio en termos de enerxía instantánea de alta potencia, que podería ser proporcionada polo almacenamento de enerxía do volante, e proporcionan un soporte poderoso para o desenvolvemento da tecnoloxía láser. Seguro que nun futuro próximo, cando a tecnoloxía avance, máis campos estarían aplicando e promovendo a tecnoloxía de almacenamento de enerxía do volante. Traerá grandes cambios no almacenamento e utilización da enerxía e, polo tanto, poderá facer unha contribución importante á solución da crise enerxética e á realización do desenvolvemento sostible. Temos todas as razóns para crer que, na etapa enerxética futura, o almacenamento de enerxía do volante será de suma importancia e converterase nunha das principais forzas que impulsan o progreso da tecnoloxía enerxética.

• Almacenamento de enerxía do volante