vladimirtan (vladimirtan) wrote,
vladimirtan
vladimirtan

Categories:

Супермаховик Нурбея Гулиа – механический накопитель энергии


Какие агрегаты для накопления энергии вам известны? Если провести подобный опрос, то большинство вспомнит лишь аккумуляторные батареи. А ведь есть еще маховики и супермаховики — так называемые «инерционные аккумуляторы» — устройства, способные накапливать и сохранять огромные объемы кинетической энергии. Интересным примером является устройство, созданное и запатентованное советским ученым и инженером Нурбеем Гулиа.


Решение проблемы создания емкого, легкого, компактного аккумулятора можно назвать одной из самых востребованных задач в современном мире. И мнение профессора, изобретателя, доктора технических наук Нурбея Гулиа заметно отличается от общепринятого – не химические, электрические, термические, а механические накопители – вот за чем настоящее будущее!

Нурбей Гулиа
Нурбей Гулиа
.
Началом своих исследований Нурбей Гулиа называет задачу, поставленную им самим перед собой в пятнадцать лет – создание «энергетической капсулы»: энергоемкого накопителя безвредной для человека и окружающей среды энергии. С тех пор он изучил множество способов решения, пока не остановился на маховике, известном с начала времен – гончарный круг, что как не маховик?
.

монолитный (а)и "навитой" (б) маховики
монолитный (а)и "навитой" (б) маховики
.
Накапливать и отдавать энергию в такой системе просто – разгон-«зарядка» и остановка-«вывод мощности». А проблемой такого способа – в энергоемкости, вернее в недостаточной плотности запасаемой энергии. Увеличить ее можно двумя способами: сделать больше габариты устройства или повысить скорость вращения маховика. В первом страдает компактность, во втором – безопасность использования.
.

Схема супермаховика Нурбея Гулиа
Схема супермаховика Нурбея Гулиа

.
Тогда-то Гулиа и высказывает предположение – а почему маховик должен быть монолитным? Ведь можно сделать его «навитым»: из металлической ленты или троса. В случае разрушения, такой не разлетается на мелкие части, а наоборот – тормозится. При этом, такая конструкция не теряет энергоемкость в сравнении с монолитными. В 1964 году Гулиа получает патент на свою конструкцию, так называемого, супермаховика.


.

Нурбей Гулиа и один из его супермаховиков
Нурбей Гулиа и один из его супермаховиков


.
Надо сказать, что «обычные» маховики могли иметь (в теории) энергоемкость порядка 30−50 кДж на килограмм массы. В то же время обычные свинцово-кислотные аккумуляторы имели 64 кДж/кг, а щелочные еще выше - 110 кДж/кг. На деле же энергоемкость маховиков была раза в три ниже возможной, 10−15 кДж/кг, из-за необходимости увеличения запаса прочности при изготовлении.


.
 Гибридный автомобиль Гулиа. Передние колеса имели привод от ДВС, а задние от вариатора и маховика
Гибридный автомобиль Гулиа. Передние колеса имели привод от ДВС, а задние от вариатора и маховика

Первые испытания супермаховика Гулиа показали, что даже первая не самая совершенная конструкция, способна обогнать по плотности энергии свинцово-кислотные аккумуляторы при достаточной безопасности: разрыв ленты наступал при разгоне обода до 500 м/с (плотность составляла 100 кДж/кг). Тогда же было выдвинуто предложение использовать его на автомобиле и разработан первый гибрид на базе УАЗ-450Д.
.

Фрагмент киножурнала НАУКА И ТЕХНИКА 1990 № 8
.

За рубежом так же разрабатывают супермаховики с 60-х годов XX века, а позже (в 80-х) находят им применение и довольно успешно – в авиации и в космических аппаратах, в автомобильной промышленности, а также в качестве возможных источников бесперебойного питания для зданий. В этом случает супермаховик накапливает энергию во время избыточной, «пиковой» выработки станцией электричества, а во время увеличения потребления - отдает. Потери в такой установке составляют меньше двух процентов.
.

Схема гиротроллейбуса «Локхид» (США) и его маховичного накопителя
Схема гиротроллейбуса «Локхид» (США) и его маховичного накопителя

.
Такими установками занимается, например, Beacon Power, где разработаны большие стационарные супермаховики. От модели зависит запасаемая энергия (от 6 до 25 кВт⋅ч) и мощность (от 2до 200 кВт). КПД, как уже говорилось – 98%. Нурбей Гулиа так же не стоит на месте: под его руководством российская компания Kinetic Power разрабатывает свой стационарный накопитель кинетической энергии на базе супермаховика, который может запасти до 100 кВт⋅ч и обеспечить до 300 кВт.
.

Накопители Beacon Power
Накопители Beacon Power

.
Сегодня супермаховик - это барабан из композитных материалов помещенный в кожух, где создается вакуум для уменьшения трения. В теории такое устройство может хранить до 500 Втч (1,8 МДж) на кг массы. Использование современных материалов способно творить чудеса: навитый не из стали, а из углеволокна, маховик повышает энергоемкость в двадцать раз, а если научиться применять алмазное волокно, то энергоемкость составит 15 МДж/кг!
.

Углеволоконный супермаховик
Углеволоконный супермаховик

.
Нанотехнологии еще больше увеличивают возможности сумпермаховиков, ведь теоретически дают возможность достичь фантастической плотности энергии: до 2500−3500 МДж/кг. Представьте, на минутку, – на одной раскрутке 150-кг супермаховика, обычный легковой автомобиль будет способен проезжать два миллиона километров.
.

Современный супермаховик
Современный супермаховик

.
Технологии супермаховика, по совершенно непонятной причине так и не могут заинтересовать крупных инвесторов. Нурбей Гулиа по-прежнему работает над улучшением своего изобретения, разрабатывает возможность изготовления графенового супермаховика (энергоемкость составит 1,2 кВт*ч/кг).
.

Видео с сайта проекта Beacon Power

.
Разумеется, такие разработки требуют и финансового и «инженерного» вливания, но разве перспективы от использования не перевешивают эти вопросы, которые не просто можно решить, а, как считает Гулиа, – нужно.



источник

Tags: наука, транспорт
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Доходный дом Копейкиных-Серебряковых, Малый Кисловский переулок, 7

    Трехэтажный доходный дом Копейкиных-Серебряковых построен в 1890 году. Эта одна из первых работ архитектора Ивана Гавриловича Кондратенко, много…

  • Особняк К.П. Бахрушина, Новокузнецкая, 27

    В 1891 году старое владение на углу Новокузнецкой улицы и 1-го Новокузнецкого переулка купил Константин Петрович Бахрушин, младший сын…

  • Дом Нирнзее, Большой Гнездниковский пер., 10

    Признанный московский небоскреб нач. XX в., здание, во многом предвосхитившее приемы жилого строительства 30—40-х годов. Коридорная система…

  • Уже осень

    «Часто осенью я пристально следил за опадающими листьями, чтобы поймать ту незаметную долю секунды, когда лист отделяется от ветки и…

  • Дом Романова, Тверской бульвар, 7

    В доме бывали многие композиторы, поэты, художники. Здесь зарождался театр Станиславского и Немировича-Данченко.Здание расположено на углу…

  • Площадь Никитские Ворота

    Название площади известно с XVIII века. Оно связано с располагавшимися здесь Никитскими воротами Белого города. Название ворот произошло от…

  • Садовническая ул., 41

    Здание постр. в 2014 и изначально задумывалось, как дом приемов РАН. . Раньше здесь был снесенный в октябре 2012 флигель купеческой усадьбы…

  • Золотарник. Растение - захватчик.

    Не заметить его невозможно — издалека заметны ярко-желтые пушистые метелки. Он частый гость на городских и садовых клумбах, да и сам не…

  • Дом Ермоловой, Тверской бульвар, 11

    Дом-музей актрисы Марии Ермоловой . Происхождение дома затерялось где-то в руинах времени - кто строил его и кто был его первым владельцем,…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments