Аккумулирование энергии

Существуют различные виды аккумуляторов энергии. Мы расскажем о наиболее интересных из них. Механические аккумуляторы. На рисунке представлена схема гидроаккумулирующей электростанции — ГАЭС. Избыток электроэнергии (в период снижения ее потребности) используется на ГАЭС для перекачки воды из нижнего резервуара в верхний. Таким образом «лишняя» электрическая энергия превращается в механическую (потенциальную) энергию. Во время повышенного спроса на электроэнергию производится перепуск воды из верхнего резервуара в нижний. При этом вода протекает через гидротурбогенератор, в котором производится электрическая энергия.

На рисунке показаны верхний и нижний резервуары, соединяющий их трубопровод, базовая работающая на неизменной нагрузке электростанция.

Агрегат насос-турбина может работать и как насос, и как гидравлическая турбина, он соединен с мотором-генератором, который в свою очередь может работать и как электрический мотор для привода в действие насоса, и как электрический генератор. В настоящее время ГАЭС является лучшим аккумулирующим устройством для электростанций. Она устроена просто и надежна в работе. Время ее пуска очень малое: несколько минут, а в случае необходимости — ив пределах минуты. Стоимость строительства ГАЭС довольно высока. Но она значительно снижается, если рельеф местности способствует созданию двух резервуаров на разных уровнях. Другой недостаток ГАЭС — относительно низкий КПД, около 70%. Это значит, что только 70% от использованной на ГАЭС электроэнергии может быть отдано потом потребителю. Но зато в самое нужное время!

Существует другой тип механического аккумулятора, который предназначается для транспортных устройств. Принцип его работы удивительно прост.

Аккумулятор — это маховик, обладающий большой массой и раскручиваемый до очень высокого числа оборотов. Запасаемая им энергия не что иное, как кинетическая энергия самого маховика. Для ее повышения нужно увеличивать массу маховика и число оборотов вращения. Для маховиков, масса которых измеряется многими десятками килограммов, а частота вращения достигает 200 тыс. об./мин, должны использоваться самые прочные материалы: сталь и стеклопластик. Потери энергии при вращении маховика вызываются трением между поверхностью маховика и воздухом и трением в подшипнике. Для уменьшения потерь маховик помещают в кожух, из которого откачивается воздух. Кроме того, применяются самые совершенные конструкции подшипников. В этих условиях годовая потеря энергии маховиком может быть менее 20%. В настоящее время созданы опытные образцы городских автобусов с аккумулятором энергии этого типа.