По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Супермаховичные накопители энергии и их перспективы

Гулиа Н.В. российский ученый и изобретатель в области накопителей энергии, бесступенчатого механического привода, гибридных транспортных силовых агрегатов, популяризатор науки и техники, д-р техн. наук, профессор, научный руководитель, компания «Кинетик»
Лаврентьев А.И. эксперт по накопителям энергии, изобретатель в области накопителей кинетической энергии, главный конструктор, компания «Кинетик»
Зотов А.В. основатель, компания «Кинетик», специалист по управлению крупнейших транспортных, промышленных и банковских компаний
Зотов А.А. специалист в области стратегии развития техники, ведущий специалист, компания «Кинетик»

В статье рассматривается вопрос создания самого энергоемкого, мощного и безопасного супермаховичного накопителя энергии на основе перспективных материалов, его сравнение с существующими накопителями энергии и возможные применения.

Литература:

1. Патент РФ № 2 744 921 от 21.05.2019 // Гулиа Н.В., Лаврентьев А.И.

2. Научная публикация в сети Интернет Nanofillers for Improved Flywheel Materials / Timothy J. Boyle и др., 18.09.2014.

3. Гулиа Н.В. Накопители энергии. — М.: Наука, 1980. — 150 с.

4. Genta G. Kinetic energy storage. — London, 1985.

Иногда полагают, что накопители энергии являются чем-то новым в современной технике. Но в действительности им много тысяч лет. Лук, самострел, катапульта и много других аналогичных устройств — это древнейшие накопители потенциальной энергии.

А накопитель кинетической энергии, иначе называемый маховиком, был изобретен еще в древнем мире. Это был гончарный круг из обожженной глины, служивший гончару еще 4500 лет до н. э. и найденный археологом Леонардом Вулли в Урском могильнике

Супермаховик — это маховик высокой удельной энергоемкости, изготовленный методом навивки с натягом на упругий центр материалов с высокой одноосной прочностью — проволок, лент, волокон со связкой (склейкой). Эксплуатируется супермаховик не в воздушной среде, а в среде с пониженными сопротивлениями вращению, например, вакууме. Первый патент на супермаховик (в патенте он назван просто маховиком, назвать изобретение неизвестным термином было нельзя) имел советский приоритет от 15.05.1964 г. № 1048196, автор — Гулиа Н.В., а первые запатентованные зарубежные аналогичные (витые) маховики имели приоритет лишь от января 1965 г.

Несмотря на существующие четыре основных вида супермаховиков — проволочные, ленточные, волоконные и пластинчатые (составные) — распространение в технике получили лишь волоконные. Еще бы — волокна, особенно углеродные, отличаются исключительной прочностью при малой плотности. А удельная энергоемкость (запасенная энергия в каждом килограмме массы) маховика прямо пропорциональна прочности его материала и обратно пропорциональна его плотности (формула 1, которую называют «формула Гулиа»). Поэтому, даже, если прочность волоконного углепластика, в который превратилось навитое со связующим углеволокно, равна прочности лучшей стали, то удельная энергоемкость супермаховика из волоконного углепластика будет в 5…6 раз больше, чем у стального. Потому, что во столько же раз плотность углепластика меньше плотности стали.

где k — коэффициент формы супермаховика, как, впрочем, и любого тела вращения, для тонких колец, из которых состоит супермаховик, k = 0,5;

Для Цитирования:
Гулиа Н.В., Лаврентьев А.И., Зотов А.В., Зотов А.А., Супермаховичные накопители энергии и их перспективы. Главный энергетик. 2022;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: