Quand il s'agit de la nécessité d'accumuler de l'énergie d'une manière ou d'une autre, beaucoup commencent immédiatement à penser à la batterie. Bien sûr, que pourrait-il être d'autre. Néanmoins, il existe une autre méthode qui n'est pas utilisée très souvent, mais qui a en même temps de très bonnes perspectives. Surtout dans le contexte du développement d'autres technologies. Ces développements ont même été utilisés dans la production de transports publics et de marchandises. Leurs origines remontent à l'Union soviétique, mais récemment, la technologie a commencé à être utilisée de plus en plus souvent. Il y a plusieurs années, lorsque la réglementation le permettait, il était même utilisé en Formule 1. Ouvrons le voile du secret et disons comment fonctionne cette invention plutôt simple mais ingénieuse, et à propos d'une personne qui a consacré sa vie à cela.
Qu'est-ce qu'un volant?
Aujourd'hui, nous parlerons des super volants et de leur créateur Nurbey Gulia. Bien qu'il semble que le volant soit quelque chose de dépassé et de purement technique, il a également sa place dans le nouveau monde électrique.
Les volants eux-mêmes ont été inventés il y a très longtemps et ont même été utilisés avec succès dans l'industrie de ces années. Il y a même des découvertes en Mésopotamie et en Chine ancienne qui confirment l'utilisation de tels appareils. Certes, ils étaient alors faits d'argile cuite ou de bois et remplissaient d'autres fonctions.
Où sont utilisés les volants d'inertie?
En raison de sa massivité et des lois de la physique qui accompagnent le mouvement d'un volant, il a trouvé une application dans de nombreux mécanismes modernes - du transport à l'industrie.
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L'application la plus simple est de maintenir la vitesse de rotation de l'arbre sur lequel le volant est monté. Cela peut être utile lorsqu'une machine est en marche. Surtout dans les moments où il subit des charges vives et qu'il faut éviter une baisse de vitesse. Il s'avère ce genre d'amortisseur.
Le moteur à combustion interne d'une voiture est probablement l'endroit le plus courant où se trouvent les volants d'inertie. Il permet de maintenir le régime moteur lorsque l'embrayage est débrayé. Cela réduit l'impact sur la transmission, car le changement de vitesse se produit lorsque le moteur tourne au-dessus du ralenti. De plus, un plus grand confort et des mouvements plus fluides sont obtenus. Certes, dans les voitures de course, le volant est très allégé pour réduire le poids et augmenter la vitesse à laquelle le moteur tourne.
Volant d'inertie d'une voiture de tourisme.
En outre, les volants sont souvent utilisés pour stabiliser le mouvement. Cela est dû au fait que la roue, qui est le volant, crée un effet gyroscopique lors de la rotation. Cela crée une forte résistance lorsque vous essayez de l'incliner. Cet effet peut être facilement ressenti, par exemple, en faisant tourner une roue de vélo et en essayant de l'incliner, ou en prenant un disque dur en état de marche.
Une telle force interfère avec le contrôle de la motocyclette, obligeant à recourir à la contre-direction, notamment à grande vitesse, mais elle aide beaucoup, par exemple, à stabiliser le navire lors du roulage. De plus, en suspendant un tel volant et en tenant compte du fait qu'il est toujours dans la même position par rapport à l'horizon, vous pouvez fixer ses écarts par rapport au corps de l'objet et comprendre sa position dans l'espace. L'utilisation de telles propriétés d'un volant d'inertie est pertinente dans l'aviation. C'est le volant rotatif qui déterminera la position du fuselage de l'avion dans l'espace.
Super volant Gulia
Maintenant, après une longue introduction et des histoires, parlons directement des super volants et de la façon dont ils aident à économiser l'énergie sans avoir de composés chimiques pour cela.
Nurbey Gulia - a créé et promeut l'idée d'un super volant en tant que dispositif de stockage d'énergie.
Un super volant est un type de volant conçu pour le stockage d'énergie. Il est spécialement conçu pour stocker autant d'énergie que possible sans avoir besoin d'aucune autre fin.
Ces volants sont lourds et tournent très vite. Du fait que la vitesse de rotation est très élevée, il existe un risque de vide dans la structure, mais cela est également pensé. Le volant lui-même se compose de spires enroulées de ruban plastique en acier ou de matériaux composites. En plus du fait qu'une telle structure est plus solide qu'une structure monolithique, elle est encore progressivement détruite. C'est-à-dire qu'en cas de délaminage, le volant ralentira simplement et s'emmêlera dans ses propres pièces. Je ne pense pas qu'il soit utile d'expliquer qu'une rupture d'un volant d'inertie qui tourne à des dizaines de milliers de tours par minute et pèse au moins dizaines de kilogrammes est lourde de conséquences très graves.
De plus, pour assurer encore plus de sécurité, vous pouvez placer un système avec un tel volant dans une capsule blindée et l'enterrer à plusieurs mètres dans le sol. Dans ce cas, les éléments mobiles ne pourront certainement pas nuire à une personne.
Un avantage supplémentaire de l'utilisation d'une capsule blindée sera la création d'un vide à l'intérieur, ce qui réduira considérablement l'effet des forces extérieures sur le mouvement. En termes simples, vous pouvez ainsi minimiser ou supprimer complètement la résistance du milieu gazeux (dans le cas habituel de l'air).
C'est ainsi que fonctionne le super volant d'inertie de Gulia.
La résistance des roulements sur lesquels le volant est installé agit également comme des forces supplémentaires qui entravent la rotation. Mais il peut être monté sur une suspension magnétique. Dans ce cas, les forces d'influence sont réduites à un tel minimum, ce qui peut être négligé. C'est pour cette raison que de tels volants peuvent tourner pendant des mois. De plus, la suspension magnétique vous permet de ne pas vous soucier de l'usure du système. Seul le générateur est usé.
C'est le générateur qui est l'élément qui vous permet de produire de l'électricité. Il se connecte simplement au volant, et reçoit la rotation qui lui est transmise, il génère de l'électricité. Il s'avère être un analogue d'un générateur conventionnel, mais pour cela, vous n'avez pas besoin de brûler du carburant.
Pour stocker de l'énergie lorsqu'il n'y a pas de charge, le volant tourne et «retient la charge». En fait, une version combinée est également possible par analogie avec des batteries conventionnelles, qui peuvent simultanément dégager de l'énergie et se recharger. Pour faire tourner le volant, un moteur-générateur est utilisé, qui peut à la fois faire tourner le volant et prendre l'énergie de sa rotation.
Ces systèmes sont pertinents pour le stockage de l'énergie dans les ménages et dans les systèmes de recharge. Par exemple, un système similaire, tel que conçu par les ingénieurs de Skoda, devrait être utilisé pour recharger les voitures. Pendant la journée, le volant tourne, et le soir il charge les voitures électriques, sans charger le réseau de la ville le soir et la nuit. Dans ce cas, vous pouvez charger lentement à partir d'un volant ou rapidement à partir de plusieurs, desquels plus d'électricité sera «retirée».
Super efficacité du volant
L'efficacité des super volants pour tout leur archaïsme apparent atteint des valeurs très élevées. Leur efficacité atteint 98%, ce dont les batteries de stockage ordinaires ne rêvent même pas. Par ailleurs, l'autodécharge de telles batteries se produit également plus rapidement que la perte de vitesse d'un volant bien fait dans le vide et sur une suspension magnétique.
Vous vous souvenez du bon vieux temps où les gens commençaient à stocker de l'énergie grâce aux volants. L'exemple le plus simple est celui des roues de potier, qui ont été filées et filées pendant que l'artisan travaillait sur le récipient suivant.
Nous avons déjà déterminé que la conception d'un super volant d'inertie est assez simple, il a un rendement élevé et en même temps est relativement peu coûteux, mais il présente un inconvénient, qui affecte l'efficacité de son utilisation et fait obstacle à l'adoption de masse. Plus précisément, il existe deux inconvénients.
Volant à courroie.
Le principal sera le même effet gyroscopique. Si sur les navires c'est une propriété secondaire utile, alors sur le transport routier, cela gênera considérablement et il sera nécessaire d'utiliser des systèmes de suspension complexes. Le deuxième inconvénient sera le risque d'incendie en cas de destruction. En raison du taux élevé de destruction, même les volants composites généreront une grande quantité de chaleur en raison du frottement contre l'intérieur de la capsule blindée. Dans une installation stationnaire, ce ne sera pas un gros problème, car un système d'extinction d'incendie peut être fabriqué, mais pendant le transport, cela peut créer beaucoup de difficultés. De plus, lors du transport, le risque de destruction est plus élevé en raison des vibrations lors du déplacement.
Où sont utilisés les super volants?
Tout d'abord, N. V. Gulia voulait utiliser son invention dans les transports. Plusieurs prototypes ont même été construits et testés. Malgré cela, les systèmes ne sont pas allés au-delà des tests. Mais l'utilisation de cette méthode de stockage d'énergie a été trouvée dans un autre domaine.
Ainsi, aux États-Unis, en 1997, Beacon Power a franchi une étape importante dans le développement de super volants d'inertie destinés à être utilisés dans les centrales électriques au niveau industriel. Ces super volants pouvaient stocker de l'énergie jusqu'à 25 kWh et avaient une puissance jusqu'à 200 kW. La construction de la centrale de 20 MW a débuté en 2009. Elle a dû niveler les pics de charge sur le réseau électrique.
Il existe également des projets similaires en Russie. Par exemple, sous la supervision scientifique de N. V. Gulia lui-même, Kinetic Power a créé sa propre version de dispositifs de stockage d'énergie cinétique stationnaires basés sur un super volant. Un variateur peut stocker jusqu'à 100 kWh d'énergie et fournir une puissance jusqu'à 300 kW. Le système de tels volants d'inertie peut assurer l'égalisation de l'inhomogénéité quotidienne de la charge électrique d'une région entière. Vous pouvez donc abandonner complètement les très coûteuses centrales à accumulation par pompage.
Il est également possible d'utiliser des super volants d'inertie sur des objets nécessitant une indépendance vis-à-vis des réseaux électriques et une alimentation de secours. Ces systèmes sont très réactifs. C'est littéralement une fraction de seconde et permet une alimentation vraiment ininterrompue.
Une telle idée "n'est pas venue". Peut-il fonctionner avec les trains?
Le transport ferroviaire est un autre endroit où le Super Flywheel peut être utilisé. Une grande quantité d'énergie est dépensée pour freiner les trains, et si vous ne la gaspillez pas, en chauffant les mécanismes de freinage, mais en faisant tourner le volant, l'énergie accumulée peut alors être dépensée pour gagner en vitesse. Vous direz que le système de suspension sera très fragile pour le transport et vous aurez raison, mais dans ce cas, il est possible de parler de roulements, car il n'est tout simplement pas nécessaire de stocker de l'énergie pendant une longue période et les pertes des roulements ne seront pas si grandes sur une telle période de temps. Mais cette méthode vous permet d'économiser 30% de l'énergie consommée par le train pour le mouvement.
Comme vous pouvez le voir, les systèmes à super volant présentent de nombreux avantages et très peu d'inconvénients. De cela, nous pouvons conclure qu'ils gagneront en popularité, deviendront moins chers et plus répandus. C'est le cas même lorsque les propriétés de la matière et les lois de la physique, familières aux hommes de l'Antiquité, permettent de proposer quelque chose de nouveau. En conséquence, vous obtenez une étonnante symbiose de mécanique et d'électricité, dont le potentiel n'a pas encore été pleinement révélé.
Artem Sutyagin
