PAPIER #22 TECHNIQUE
UNDERSTANDING ÉNERGIE
LES STOCKAGE MÉTHODES
Par
Clyde S. Ruisseaux
Critiques Techniques
Paul L. Hauck
LEGRAND MERRIMAN
Lester H. Smith, Jr.
Published Par
VITA
1600 Wilson Boulevard, Suite 500,
ARLINGTON, VIRGNIA 22209 USA
TEL: 703/276-1800.
La télécopie:
703/243-1865
Internet:
pr - info[at]vita.org
Understanding Méthodes du Stockage D'énergie
ISBN:
0-86619-222-0
[C]1985, Volontaires dans Assistance Technique,
PREFACE
Ce papier dans une d'une série publiée par les Volontaires dans Technique
Assistance fournir une introduction à état actuel de la technique spécifique
technologies d'intérêt à gens au pays en voie de développement.
Les papiers sont projetés d'être utilisé comme directives pour aider
les gens choisissent des technologies qui sont convenable à leurs situations.
Ils ne sont pas projetés de fournir construction ou mise en oeuvre
les détails. À gens sont conseillés vivement de contacter VITA ou une semblable organisation
pour renseignements complémentaires et assistance technologique si ils trouvent
qu'une technologie particulière paraît satisfaire leurs besoins.
Les papiers dans les séries ont été écrits, examinés, et illustrés
presque tout à fait par VITA Volunteer experts techniques sur un purement
la base volontaire. Quelques 500 volontaires ont été impliqués dans la production
des 100 titres premiers publiés, en contribuant approximativement
5,000 heures de leur temps. Le personnel VITA a inclus Maria Giannuzzi
comme éditeur Julie Berman qui manie composition et disposition, et
Margaret Crouch comme directeur du projet.
L'auteur de ce papier, Clyde S. Ruisseaux, a été Volontaire VITA
pour beaucoup de years. Il tient un B.S.
dans chimie et a fait
travail diplomé à Duc Université et Université Carnegie-Mellon.
Actuellement, les Ruisseaux exécutent des assistances techniques de la recherche indépendantes dans
la chimie physique appliquée. Son expérience inclut le chimique du charbon
traiter, stimulation chimique de récupération de l'huile, et énergie
les processus de la conversion. Les critiques de ce papier sont aussi VITA
Volunteers. Paul J. Hauck a été ingénieur mécanique pour
Westinghouse pour les 20 années passées. Il conçoit systems de la tuyauterie et
contraignez des vaisseaux et opère et maintient des pompes, moteurs, chaleur,
échangeurs, valves, etc. LeGrand Merriman est ingénieur électricien
qui a travaillé pour Westinghouse pour 31 années. Ses attributions ont inclus
diriger l'installation, démarrage et entretien de
equipment. électrique Lester H. Smith, Jr., un ingénieur électricien,
est un partenaire fondateur d'une consultant entreprise électrique
responsable pour plusieurs médical, institutionnel, commercial, et
projets résidentiels aux États-Unis.
VITA est soldat, organisation sans but lucratif qui supporte des gens,
travailler sur les problèmes techniques au pays en voie de développement. VITA offre
l'information et assistance ont visé aider des individus et
les groupes sélectionner et rendre effectif des technologies approprient à leur
les situations. VITA maintient un Service de l'Enquête international, un
le centre de la documentation spécialisé, et un tableau de service informatisé de
le volontaire consultants techniques; dirige des projets de champ à long terme;
et publie une variété de manuels technique et papiers.
MÉTHODES DU STOCKAGE D'ÉNERGIE
Par VITA Volontaire Clyde S. Brooks
L'INTRODUCTION I.
La capacité du stockage d'énergie est essentielle si le maximum économique
l'avantage sera gagné de petites centrales électriques. À moins que le
la centrale électrique est opérée à charge pleine sur une base continuelle, là,
soyez des périodes quand il y a une demande de la charge inférieure sur la plante.
Par suite de cette demande inférieure, l'énergie en excès sera produite
par la plante. L'usage d'un system du stockage d'énergie permettra pour
la reprise de cette énergie du surplus et son usage plus tardif pendant
périodes de haute demande.
Ce papier présente une révision critique des traits techniques,
état de développement, et économie de plusieurs stockage d'énergie
systems et leur compatibilité avec petit pouvoir plants. Le
les petites centrales électriques examinées ici ont des capacités de la génération dans
une gamme de 1 à 50 kilowatts (kW) et consiste en systems tel
comme moulins à vent et énergie hydroélectrique peu importante.
Systems du stockage d'énergie potentiellement compatible avec petit pouvoir
les plantes incluent des piles, volants, eau pompée, et compressé
l'air. (* ) Dans sélectionner un system du stockage d'énergie pour petit pouvoir
plantes au pays en voie de développement, les facteurs les plus importants à
considérez est capacité de mémoire exigée; coûts de le capital; opérer
les coûts; nature de facteurs d'utilisation du storage/generation; complexité du system
quant à comme facilement les system peuvent être construits, a opéré, et
maintenu; disponibilité du matériel; forme d'énergie récupérable
de stockage; efficacité de la conversion; et le courant du pays
état de développement technique dans les champs apparentés.
Dans cet examen de systems du stockage d'énergie, l'accentuation sera
placé sur les traits techniques totaux du systems et leur
performance comparative et efficacité. Les caractéristiques de
les plusieurs technologies du stockage d'énergie sont considérées au-dessous
comparé avec l'un l'autre individuellement et alors. Basé sur ceci
la comparaison, recommandations comme au stockage le plus prometteur
systems pour usage dans combinaison avec énergie hydroélectrique peu importante et
vent que les générateurs d'énergie sont faits. Il devrait être noté que le
discussion de facteurs économiques (par exemple, charges d'exploitation) est basé
sur données obtenue de grandes centrales électriques dans pour la plupart
hautement pays industrialisés tels que les États-Unis.
----------------------
(*) Les autres technologies du stockage d'énergie plus avancées sont au-delà le
étendue de ce papier.
Un mot de prudence: C'est au-delà l'étendue de ce papier à
fournissez un detailed qui construit ou analyse économique d'énergie
systems du stockage. Une étude de faisabilité doit être exécutée
pour tout site. donné Néanmoins, ce papier aidera dans le
sélection de system du stockage d'énergie prometteur qui mérite plus
l'étude détaillée.
II. L'ALTERNATIVE SYSTEM
Plusieurs systems du stockage d'énergie seront examinés dans cette section:
piles, air comprimé, eau pompée, et volants.
LES PILES
Les piles sont utilisées pour entreposer l'électricité produit par communément
machines du vent et plantes de l'énergie hydroélectrique peu importantes. Un system typique
les couples l'arbre de commande de la source du pouvoir à un courant continu
(DC) générateur. L'axe de rotation produit l'énergie mécanique,
lequel est converti à électricité par le générateur. L'électricité en excès
peut être entreposé dans banques de piles alors.
Avant de choisir tout générateur et system du stockage, vous
déterminez de combien de pouvoir vous aurez besoin. Tables 1 à travers 3 spectacle
la moyenne usage du pouvoir annuel pour maison électrique qui chauffe et appareils
dans la gamme de 5,000-8,000 kilowattheures par année
(kWh/yr). Un petit system du pouvoir du vent de 5 kW, tel qu'un actuellement
vendu par une compagnie américaine, est estimé par le fabricant
fournir approximativement 1,0000 kWh/yr sous conditions du vent de la moyenne.
Un tel system serait plus qu'adéquat rencontrer le
besoins énergétiques d'une maison individuelle dans un hautement a industrialisé
pays tel que les États-Unis. (Aucune tentative n'est faite
ici spécifier le vent conditionne essentiel pour l'économique
opération de moulins à vent. Mais il est établi bien équitablement que si
la vélocité du vent n'accomplit pas ou dépasser 12 milles par heure
pour la plupart de l'année, le placer de même une petite machine du vent
soyez économiquement irréaliste.) Basé sur cette évaluation, même,
une maison avec beaucoup d'appareils pourrait produire l'excès suffisant
propulsez pour justifier le coût de stockage de la pile.
Pour déterminer le coût d'une génération de la combinaison et
system du stockage de la pile, la capacité et nombre de vent ou énergie hydroélectrique
les générateurs doivent être établis, aussi bien qu'un
banque appropriée de batteries rechargeables.
Le dessin adéquat de capacité de mémoire de la pile doit être basé sur a anticipé
pouvoir en excès pour le stockage et a recommandé la charge de la pile
et vitesses de l' écoulement.
Table 1. La moyenne besoins énergétiques Annuels d'Appareils Électriques de 110 Volts
Average Power Estimated
Required per Énergie Annuelle
L'Appareil Consommation
(Watts) (kwh)
* Préparation de la nourriture
Le Mixer 385 15
Le Gril 1,436 100
Le couteau à découper 92 8
Le Café Faiseur 894 106
La friteuse 1,448 83
Le Lave-vaisselle 1,201 383
La Oeuf Cuisinière 516 14
Le poêle à frire 1,196 185
La plaque de chauffage 1,257 90
L'Agitateur 127 13
Le Four (microwave) 1,450 190
Range
avec four 12,200 1,175
oven autonettoyant 12,200 1,205
Le Rôtisseur 1,333 205
Sandwich Gril 1,161 33
Le Grille-pain 1,146 39
Trash Compactor 400 50
Le gaufrier 1,116 22
Waste Broyeur 445 30
* Conservation de la nourriture
Le Congélateur (15 ft) du cu 341 1,195
Le Congélateur (2 pieds du cu
FROSTLESS ) 440 1,761
Le Réfrigérateur (12 ft) du cu 241 728
Le Réfrigérateur (12 pieds du cu
FROSTLESS ) 321 1,217
REFRIGERATOR/FREEZER
(14 pieds du cu) 326 1,137
(frostless) de 14 pieds du cu 615 1,829
Bas Modèle D'énergie
1973, frostless de 21 pieds du cu,
qui commence 2,480
qui court 320 1,200
* Santé & Beauté
lamp Germicide 20 141
Le séchoir 381 14
Heat Lampe (infrared) 250 13
Barbier 14 18
La Soleil Lampe 279 16
La brosse à dents 7 0.5
Le Vibrateur 40 2
* Amusement de maison
Radio 71 86
RADIO/RECORD PLAYER 109 109
La Télévision
noircissent & type du tube blanc 160 350
L'état solide 55 120
colorent
tubent le type 300 660
L'état solide 200 440
* Housewares
Clock 2 17
Floor Cireur 305 15
La machine à coudre 75 11
L'aspirateur 630 46
* Lumières
ampoules de 75 Watts (8 each) 600 864
* Lessive
Clothes Sécheur 4,856 993
Iron (main) 1,008 144
La machine à laver
(automatique) 512 103
La machine à laver
(non automatic) 286 75
Le chauffe-eau 2,475 4,219
(recovery) rapide 4,474 4,811
* Climatisation du confort
Le filtre d'air 50 216
Le climatiseur d'air (room) 1,565 1,889
Bed Revêtement 177 147
Le Déshumidificateur 257 377
Fan (grenier) 370 281
Fan (circulating) 83 43
Fan (rollaway) 171 138
Fan (fenêtre) 200 170
L'Appareil de chauffage (portable) 1,322 178
Heating Coussinet 65 10
L'Humidificateur 177 163
* Outils
1/4 " DRILL 250 2
Sabre a Vu 325 1
La Compétence a Vu 1,000 5
La Machine à écrire 40 7
La pompe à eau (1/3 HP) 420 150
3 " Ponceuse, Belt 770 10
* Maison électrique qui Chauffe [un]
Measured Région Vivante
1,000 SQ. Le pied 17,000 16,300
1,500 SQ. Le pied 21,500 20,800
2,000 SQ. Le pied 26,000 25,500
Les sources: L'Association D'énergie électrique, 90 Avenue de Parc, New York, New York; Henry
Clews, " énergie électrique du Vent, semaine de la " Affaire, mars,
24, 1973.
La note: La consommation du kilowattheure annuelle estimée des appareils électriques
inscrit dans cette table est basé sur usage normal. Quand utiliser ces chiffres pour
les projections, tel compte comme la dimension de l'appareil spécifique, le
région géographique d'usage, et l'usage individuel devrait être pris dans
la considération. S'il vous plaît notez que les puissances ne sont pas additives depuis toutes les unités
n'est pas dans opération normalement en même temps.
[un] Basé sur chiffres publiés par les utilités locales pour les maisons électriquement chauffées.
Table 2.
L'Usage du Pouvoir de la Maison typique
Average Pouvoir Quotidien Énergie
Required par Consommation
Type d'Appareil Appareil (Watts) (kWh) [un]
Le réfrigérateur:
14 CU. le pied frostless 615 5.00
1/2 brûleur à mazout HP 400 3.21
Les lumières (ampoule de 100 watts) que 100 x comptent de lumières 5.60
Le tube de la couleur de la TÉLÉ 300 1.80
Le café faiseur 900 0.60
Le grille-pain 1,146 0.40
Le poêle à frire 1,196 0.60
Les horloges (3) 2 0.14
La plaque de chauffage 1,257 0.42
L'aspirateur 630 0.63
DISHWASHER 1,201 0.80
La machine à laver des vêtements 512 0.25
Le sécheur des vêtements 4,856 2.41
21.86 total
La source: Grumman Corporation Aérospatiale, Vivre avec Pouvoir du Vent,
(Bethpage, New York, 1975), p. 4.
[un] 21.86 x 30 = 655.80 kWh par mois; 655.80 x 12 = 7,869 kWh
par année.
Table 3.
L'Usage de Maison en projet
Average Power Quotidien Énergie
Required par Consommation
Type d'Appareil Appareil (Watts) (kWh) [un]
Le réfrigérateur: 21 cu. le pied
FROSTLESS PHILCO FORD 320 2.56
1/2 brûleur à mazout HP 400 3.21
Les lumières (ampoule de 40 watts) que 40 x comptent de lumières 2.24
L'état solide de la couleur de la TÉLÉ 200 1.20
Maker du café 900 0.60
Le grille-pain 1,146 0.40
Le poêle à frire 1,196 0.60
Les horloges (3) 2 0.14
La plaque de chauffage 1,257 0.42
L'aspirateur 630 0.63
Le lave-vaisselle 1,201 0.80
La machine à laver des vêtements 512 0.25
Le sécheur des vêtements 4,856 2.41
15.46 total
Source: Grumman Corporation Aérospatiale, Vivre avec Pouvoir du Vent,
(Bethpage, New York, 1975), p. 4.
[un] 15.46 x 30 = 463.80 kWh par mois; 463.80 x 12 = 5,565.5 kWh
par année.
Questions spécifiques qui doivent être considérées dans concevoir un tel
les system sont:
1. Les types de charges électriques être servi par le system.
Si courant continu (DC) le pouvoir est exigé seulement ou
si les onduleurs doivent être inclus pour compléter la conversion
d'électricité DC entreposée à courant alternatif
(AC). Si les charges être servi sont en grande partie incandescentes
allumer et chauffer, la production du system de la pile,
peut rester courant continu depuis lampes à incandescence et
la plupart de la chaleur qui produit le matériel (appareils de chauffage de l'espace, grille-pain,
repasse) opérez sur DC ou AC avec succès.
Si les charges sont
Les moteurs (promenades de la pompe, ventilateurs) de 1/2 cheval-vapeur et plus grand
ou est matériel de la communication (radio et télévision
Les transmetteurs ), les onduleurs seront exigés comme une partie de
le system du stockage.
2. Si une multiple génération du pouvoir et multiple utilisateur
Le system est exigé.
Dans la plupart des candidatures, une perfection seule
Le déménageur (moulin à vent, turbine) sera exigé.
Cependant, si
que les multiples générateurs sont employés, équipement supplémentaire,
doit être ajouté au system pour permettre placer parallèlement de
production électrique.
Les multiples installations de la pile accompagnent
multiples générateurs comme une disposition général.
Pour le plus
Candidatures , un principal déménageur seul, générateur, et pile
s'accumulent sera préféré dû à la simplicité de
installation, opération, et entretien.
Où étendu
Les systems servir plus de charges sont désirés, une augmentation dans
La capacité du system seul est l'approche préférée.
3. Si matériel commercial avec performance établie
les caractéristiques sont disponibles.
Pendant que c'est possible à
s'assemblent et fabriquent un system de composants sans rapport,
les chances pour opération prospère seront rehaussées
en utilisant systems usine - s'assemblé qui a été
a conçu pour égaler l'un l'autre.
Un compromis dans développement
du system serait acheter et groupes de l'égal
de matériel commercial.
Par exemple, un principal déménageur et
Le générateur pourrait être acheté et pourrait être égalé à une pile
Banque , chargeur, et onduleur.
4. Les caractéristiques de la source d'énergie, par jour et par temps.
Si
Le vent est la source d'énergie, sa disponibilité doit être
a déterminé, sur moyenne, pour chaque jour de chaque saison.
Le sien
La vélocité doit aussi être estimée.
Si l'eau est la source,
que les mêmes déterminations doivent être faites.
Si l'énergie
La source est du vent ou arrose, ces déterminations doivent être
a fait en avance de conception le system du stockage.
Pour
L'exemple , les vents varient dans vélocité pendant habituellement le
Le jour ; pendant périodes de bas ou aucun vent, le system de la pile,
doit être capable de fabrication en haut l'énergie électrique le
Le générateur ne peut pas produire pendant ces périodes.
De la même façon,
qui sait la longueur et temps d'événement de fort vent
La vélocité permettra à un dessinateur d'estimer comment grand un
La pile banque peut être rechargée.
5. Les caractéristiques de la demande de la charge électriques, par jour et par
assaisonnent.
Le quotidien, hebdomadaire, et caractéristiques saisonnières
de la demande de la charge électrique doit être déterminé dans
avancent de dessin du system.
Faire électrique
L'énergie disponible au moment de qu'il est exigé exige un
de qui d'évaluation exacte de combien est exigée à quelles heures
jours which pendant l'année.
Par exemple, si l'eau est à
Que soit pompé pour irrigation, ce sera vraisemblablement un continu
chargent des certaines saisons partout.
Allumer des charges veut
paraissent dans le commencement du matin seulement, soirs, et tôt
hours de la nuit, mais ces charges paraîtront tous les jours
de l'année bien que le nombre d'heures varie
chaque jour. Si le chauffage de l'espace sera fourni, il veut
possible paraissez comme une charge sur le system pendant seulement un
saison spécifique.
Les dépens d'un system donné doivent être estimés, basé sur
discussions avec matériel fournisseurs regarder spécifique:
* performance spécifications pour le system;
* coûts de le capital ;
* qui embarque des coûts;
* puissance absorbée et efficacité d'opération;
* travaillent dur engagement exigé pour opération du system; et
* a anticipé de la vie de composants matériels.
Ayant affirmé ces exigences pour conception de le système initiale et
évaluer, c'est clair qu'un ingénieur électricien expérimenté
devrait être sélectionné organiser et surveiller l'installation du system.
Une fois
un system s'est été assemblé, les travailleurs semi-qualifié pourraient devenir
les opérateurs, mais il devrait y avoir la surveillance par quelqu'un suffisamment
formé dans le matériel composant pour conduire tout nécessaire
l'entretien systématique.
Aucune tentative n'est faite ici pour spécifier matériel qui doit être fait
par l'ingénieur électricien sélectionné pour conception de le système, en collaboration,
avec les fournisseurs du matériel spécifiques.
Il y a beaucoup de types de batteries rechargeables. Beaucoup de ceux-ci, dans
plusieurs étapes de développement, ayez des données de rendement
supérieur à l'accumulateur à le plomb. Cependant, quant à en général
performance démontrée, coût, durée de vie, et annonce publicitaire
la disponibilité, l'accumulateur à le plomb est le plus conservateur et
le choix économe (voyez la Table 4). Les accumulateurs à le plomb industriels
avec estimations du pouvoir aux heures de 225 ampères et la vie de la régénération
les cycles à approximativement 1,800 sont disponibles commercialement.
Table 4. Comparaison des batteries rechargeables d'Aujourd'hui
La Battery Densité Par:
[b]
Cost [Poids de l'a] Volume Life[c]
La pile Type (Dollars/kWh) (Wh/kg) (kWh/cu.meter) (Cycles)
Argentez Zinc 900 120 310.8 100/300
Nickelez cadmium 600 40 127.1 300/2,000
Nickelez iron 400 33 49.4 3,000
Chargez acid: 50 22 91.8 1,500/2,000
SOURCE: D.L.
Douglas, " Piles pour le Stockage D'énergie, " symposium
sur le Stockage D'énergie, 168e National Rencontrer, Chimique américain,
Société , Division du Combustible du Prétirage, Vol.
19, non. 4
(Washington, D.C.,:
LES AC, 1974), PP. 135-154.
[les al ont Coûté à l'utilisateur.
[la capacité de la Pile du b] est taux inversement relatif à de décharge.
que Les valeurs montrées sont pour le taux de 6 heures.
[les c] Font du vélo la vie dépend de plusieurs facteurs, y compris profondeur,
de décharge, taux de charge et décharge, température, et
montent de surcharge.
La gamme montrée est de plus sévère à
devoir modeste.
L'AIR COMPRIMÉ
Les arbres de commande de systems du pouvoir du vent ou énergie hydroélectrique peu importante
les plantes peuvent être liées aux compresseurs du gaz conventionnels et usagé à
air de magasin à pressions sur l'ordre de pouce carré de 600 livres
(psi). L'air comprimé peut être dépressurisé par la suite
à travers turbines conventionnelles produire électricité, ou il peut
que soit lié à travers s'embrayer pour usage de l'énergie entreposée pour propulser
toute machinerie mécanique conduite par un axe de rotation ou promenade
la ceinture. Les efficacités de 75 pour cent peuvent être atteintes pour utilisation
de l'énergie entreposée.
Le gaz compressé peut être ou air ou gaz du combustible (par exemple, naturel
gaz ou hydrogène) . However, pour buts de ce papier, la discussion
soyez en rapport avec air comprimé seulement.
L'économie de stockage sera très favorable si exister
sous la terre la capacité de mémoire telle qu'huile épuisée présente, charbon
les mines, ou les nappes aquifère peuvent être utilisées.
stockage Clandestin de naturel
le gaz est un a utilisé largement et technologie économe.
Si sous la terre
les citernes de stockage sont utilisées, les dépens sont minimisés, mais un certain
montant de perte du gaz du résidu irrécupérable (20 pour cent ou plus)
être accepté comme une amende.
Le haute pression gaz peut aussi
que soit entreposé dans les récipients de l'acier.
However, si les nouveaux récipients doivent être
acheté, les coûts de le capital pour une grande centrale électrique peuvent être
grandement increased. Pour les petits entreprise, les réservoirs de l'acier sont un pratique
l'alternative.
L'EAU POMPÉE
L'eau pompée, a entreposé à le jour ou sous la terre, peut être aussi
utilisé comme un dispositif à mémoire d'énergie dans combinaison avec non plus
peu important hydro ou vent générateurs d'énergie.
Pumped eau comme un
aidez dans nivellement de sommet pour génération de l'énergie hydroélectrique électrique a été
utilisé aux États-Unis depuis les tôt 1930s.
Les options pour
le recouvrement d'énergie est assez semblable à air comprimé avec peut-être
5-15 percent' moins de rendement global que cela a obtenu de
air. compressé stockage Clandestin dans les plusieurs types d'a épuisé
mines ou offres des nappes aquifère que quelque coût avantage sur stockage de la surface,
depuis les coûts de construction du réservoir peut augmenter grandement
le coût total de construction de centrale électrique.
Le stockage de l'eau pompé dans un réservoir spécial peut être fourni
pendant hautes périodes du courant de la rivière.
Pendant dégels de la source ou pluvieux
les saisons le courant de la rivière peut être capable de développer plus de pouvoir que le
les system électriques peuvent consommer.
que L'eau entreposée peut être alors
publié pour génération du pouvoir pendant futures périodes de la charge maximale ou
seasons. sec les régions Étendues de terre doivent être inondées pour fournir
stockage suffisant ou pondage pour un hydroplant.
Les Pertes dû à
évaporation, irrigation, et infiltration dans le sol est difficile
estimer et peut varier de temps en temps.
Quand évaporation
les taux sont hauts, un étang peu profond avec une grande région de la surface est
désavantageux.
Les données disponibles sur coûts pour systems du stockage de l'eau pompé sont
dérivé de centrales électriques de la dimension du mégawatt tout à fait.
Pour petit pouvoir
les plantes, les données du coût applicables doivent être calculées pour en
l'emplacement donné a considéré.
LES VOLANTS
Le volant est un appareil dans qui autorise du stockage d'énergie le
forme d'un wheel. tournant énergie Mécanique telle que cela du
l'axe de rotation d'une énergie du vent ou system de l'énergie hydroélectrique peut être
converti à l'énergie cinétique d'un volant de bas frottement pour
storage. Surplus énergie d'un vent ou les system de l'énergie hydroélectrique ont entreposé
dans le volant tournant peut être retrouvé comme tourner par la suite
l'arbre énergie mécanique ou peut-être a converti à électrique
d'énergie par un générateur satisfaire des demandes maximum.
L'énergie entreposée dans le volant est donnée par la formule
W = 1/2 [Iw.sup.2] où " W " est l'énergie entreposée, je " suis le moment de
inertie du volant, et " w " est la vitesse angulaire dans les radians
par seconde du flywheel. Un des traits attirants
du volant sa faculté d'adaptation est à une grande gamme d'énergie
exigences pour petites centrales électriques dans le 1-50 kW range. Le
la masse du volant et sa vitesse angulaire peut être variée à
obtenez cette gamme de capacités de mémoire.
Les Efficacités sont potentiellement
les hautes et d'énergie densités de 66 watts/kilogram peuvent être atteintes
pour pouvoir qui atteint un maximum vitesses de la rotation de 1,800 à 3,600 révolutions
par minute (tr/min) en s'embrayant à l'axe de rotation de
les petits générateurs du pouvoir, si vent ou hydro.
La performance prospère exige le dessin prudent et à haute résistance
l'Acier materials. a été utilisé pour les années, mais composites modernes,
tel qu'alliages métalliques, fibre de verre, et fibre du polymer/carbon, fournissez
la force a exigé pour cohésion pendant devoir étendu
cycles prévenir échec catastrophique du volant à haut
la rotation speeds. Actually, bois et bambou sont bas-prix, à haute résistance
matières du volant qui sont économiquement compétitives
avec les matières composées synthétiques citées au-dessus.
Le volant est assez compétitif avec le stockage de l'énergie alternatif
systems pour petites centrales électriques quant à efficacité, stockage
la densité d'énergie, et cost. Petits volants qui en fournissent 30-1,000
les watt-heure (Wh) de stockage d'énergie pour autour de $50-100/kW
a été développé (voyez le Chiffre 1).
ues1x11.gif (600x600)
Les volants sont petits, mais est des haut technologie appareils exiger
savoir-faire de l'ingénieur sophistiqué de la part de ceux qui veulent
sélectionnez le matériel et concevez l'égal au vent ou énergie hydroélectrique
installation. Once a installé, les opérateurs semi-qualifié peuvent
maintenez ces installations sous la surveillance d'un ingénieur.
III. COMPARISIONS ET RECOMMANDATIONS
Tables que 5 et 6 donnent à comparaisons des densités d'énergie, conversion,
uest50.gif (600x600)
les efficacités, état de développement technique, données du coût, et
candidatures potentielles des plusieurs types de stockage d'énergie
cependant, systems. que Ces comparaisons ont été basées sur données obtenue
de grandes centrales électriques, et par conséquent doit être ajusté pour petit
les centrales électriques.
Les critères essentiels pour sélectionner un system du stockage d'énergie
are: (1) la technologie devrait fournir la haute efficacité de la conversion;
(2) matériel commercial devrait être disponible actuellement; et
(3) dépens devraient être favorables comparé aux options alternatives.
Basé sur les critères précités, le systems du stockage d'énergie le plus
vraisemblablement être les deux techniquement faisable et économe sont:
1.
Conversion à électricité par générateurs et stockage dans
Les accumulateurs à le plomb .
2.
Stockage comme énergie de la mécanique dans un volant avec récupération
comme énergie de la mécanique.
3.
Le air comprimé stockage, combiné avec un turbogenerator
pour récupération d'énergie entreposée comme électricité ou comme mécanique
L'énergie .
4.
Pumped que l'eau a combiné avec un turbogenerator pour récupération
d'énergie entreposée comme électricité ou comme énergie de la mécanique.
BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED READING LISTE
ABELSON, P.H., ED. Usage Energy: , Conservation et Supply. Special
La Science Compendium. Washington, D.C.,:
Association américaine
pour l'Avancement de Science, 1974.
Adams, J.T. Électricité et Appareils Électriques Handbook. New
York, Nouveau York: Arco Publishing Co., 1976.
Ayer, Franklin A. symposium sur Environnement et Conservation de l'Énergie.
EPA 600/2-76/212:PB-271 680. Washington, D.C. : Etats-Unis
Agence de la Protection De l'environnement, 1975.
BERKOWITZ, J.B. et Silverman, H.P.
" Stockage " D'énergie.
Les Débats
de symposium, le 6 octobre, 1975. P.O.
Empaquetez 2071, Princeton, Nouveau,
Jersey 08540: Nouvelle Sous-commission de la Technologie et Électrothermie
et Divisions de la Métallurgie, Société Électrochimique,
1976.
Bockris, J.O. Options. New York D'énergie, New York,:
John Wiley &
Fils , 1980.
Le Brookhaven National Laboratoire.
Débats des Entrepreneurs ERDA
Review Réunion sur le Stockage de l'énergie chimique et l'Hydrogène
Systems D'énergie.
CONF-761134.
Upton, Nouveau York: Brookhaven,
National Laboratoire, 1976.
Chubb, Analyse T.A. " de Dissociation du Gaz Pouvoir Thermique Solaire
System. " Énergie Solaire 17. New York, New York,:
PERGAMON
Press, 1975, pp.
129-136.
COHEN, R.L. et Wernick, J.H. Le Stockage du " hydrogène Propriétés Materials:
et Possibilités. " Science 214, 1981, pp.
1081-1095.
deWinter, F. et Cox, M., eds.
La Mécanique " Stockage D'énergie System
pour un 10 kWe régulateur de puissance Solaire. Soleil " --la Source du futur d'Espèce humaine
d'Énergie.
New York, New York,:
Pergamon Presse, 1978.
Douglas, Piles D.L. " pour le Stockage " D'énergie.
Symposium sur Énergie
Le Stockage .
168e National Rencontrer, Américain Société Chimique,
Division de Combustible Chemistry. Preprints Vol.
19, No. 4,
135-154.
Washington, D.C.,:
L'Américain Société Chimique, 1974.
DUFFIE, J.A. et Beckman, W.A.
Processus Thermiques D'énergie Solaires.
Le New York, Nouveau York: John Wiley & Fils, 1974.
Fickett, A.P. " centrales électriques " Combustible - Cellulaires Américain Scientifique
293(6), 1978, PP.
70-76.
Produisez un montant brut, S., ed. Dessin de la pile et Optimisation.
Les Débats de
Le symposium . Vol.
79. P.O. Empaquetez 2071, Princeton, New Jersey,
08540:
Pile Division, Société Électrochimique, 1979.
Grumman Corporation Aérospatiale, Vivre Avec Pouvoir du Vent.
Bethpage,
Le New York:
Grumman Corporation Aérospatiale, 1975.
Harboe, Henrik. L'Usage d'air comprimé pour le Stockage D'énergie.
168e National Rencontrer, Américain Société Chimique, Division,
de Combustible Chemistry. Preprints Vol.
19, No. 4, 155-161. Washington,
LE D.C. :
L'Américain Société Chimique, 1974.
Jensen, J. Storage. Londres D'énergie, Angleterre et Boston, Massachusetts,:
NEWNES-BUTTERWORTHS, 1980.
Johnson, D.G.; Escher, W.J.D.; et Pangborn, J.B.
Nouvelle Énergie de
une Vieille Source:
Hydrogen d'Eau Tombante.
La Société d'Automobile
Engineers, No. 789135, Warrendale, Pennsylvania,:
Société d'Ingénieurs Automobiles, 1978.
Marier, D. Vent Pouvoir pour le Homeowner. Emmaus, Pennsylvania:
Rodale Presse, 1981.
Mathis, D.A. : Hydrogène Technologie pour Énergie 1976. Technologie D'énergie
Review No. 9.
18901 Route express Cranwood, Cleveland, Ohio,
44128:
CONTRÔLÉ CYCLE PAR REDONDANCE Presse, 1976.
McMullan, J.T.; Morgan, R.; et Murray, R.B.
Ressources D'énergie et
Supply. Le New York, Nouveau York: John Wiley & Fils, 1976.
MCGOWN, L.B. et Bockris, J.O.
Comment Obtenir l'Énergie Propre Abondante.
New York, New York et Londres, England: Chambre Presse,
1980.
McGuigan, D. Harnessing le Vent pour Maison Energy. Charlotte, Vermont,
05445:
Garden Chemin qui Publie Co., 1978.
McGuigan, D. Harnessing force hydraulique pour Maison Energy. Charlotte,
Vermont 05445: Chemin de Jardin qui Publie Co., 1978.
McIntyre, J.D.G. ; Srinivasan, S. et Volonté, F.G., eds.
L'électrode
Matières et Processus pour les Débats Storage. D'énergie de
Le symposium . Vol.
77-6. P.O. Empaquetez 2071, Princeton, New Jersey,
08540:
Pile et Divisions de l'Électrochimie Physiques et
Groupe de la Technologie D'énergie, Société Électrochimique, 1977.
Portola Institute. Énergie Injecteur--Solaire, Eau, Vent, et Biofuels.
Fremont, Californie 94536: Fricks - Parcs Presse, Inc.,
1974.
Scott, l'Énergie hydroélectrique F.M. De Métro a Pompé le Stockage.
168E
National Rencontrer, Américain Société Chimique, Division de
Fuel Chemistry. Preprints Vol.
19, No. 4, 85-91. Washington,
LE D.C. :
L'Américain Société Chimique, 1974.
Silverman, J., Démonstration ed. " d'un Volant Bas-prix dans un
Stockage D'énergie System. " Stockage D'énergie.
New York, New York,:
Pergamon Presse, 1980.
VEZIROGLU, T.N. et Seifritz, W., eds.
L'Hydrogène " System " D'énergie.
Débats de deuxième Hydrogène du Monde Conférence D'énergie,
Zurich, Suisse, 1978. New York de 21-24 aoûts, New York,:
Pergamon Presse, 1978.
== == == == == == == == == == == == == == == == == == == ==
== == == == == == == == == == == == == == == == == == == ==
