Co je setrvačník?
Setrvačník je jednoduché točivé kolo používané k ukládání energie nebo ke stabilizaci něčeho. Energie, kterou ukládá, se rovná momentu setrvačnosti - fyzikální pojem, který v podstatě znamená hmotnost objektu krát druhou mocninu jeho vzdálenosti od osy rotace - krát druhou mocninu jeho úhlové rychlosti děleno 2. Pomocník setrvačníků stabilizovat hnací hřídele vystavené střídavým tlakům, jako jsou pístové motory nebo pístová čerpadla. Stabilizační účinek je důsledkem změn rychlosti otáčení setrvačníku.
Setrvačníky se používají jako zařízení pro ukládání energie pro vysoce výkonné vědecké experimenty, které by při odebírání energie z elektrické sítě vedly k nepřijatelnému zvýšení výkonu. Takové setrvačníkové baterie mohou pracovat ve vakuu, aby se zabránilo ztrátám energie způsobeným třením vzduchu, a budou periodicky znovu zrychlovány, aby kompenzovaly rychlost rotace ztracenou v důsledku rozptylu energie z tepla a vibrací. Kvalitní konstrukce setrvačníku rozptýlí co nejméně tepla a vibrací, jak je to jen možné, a udržuje energii pro cílovou aplikaci.
Setrvačník ukládá různá množství energie v závislosti na jeho hmotnosti a rychlosti otáčení. Například kolo kola má hmotnost asi 1 kg (2,2 lb), průměr asi 70 cm (28 in) a rychlost otáčení asi 150 ot / min (otáčky za minutu). To přispívá k akumulované energii 15 J (jouly). Dále zvažte kolo ve vlaku pohybující se rychlostí 37 km / h (60 km / h), s hmotností 942 kg (2 076 lb), průměrem 1 m (3,3 ft) a rychlostí otáčení 318 ot / min. Tento setrvačník by měl rotační energii asi 64 kJ (kilojouly), což je zhruba 43 000krát větší než kolo kola.
Baterie setrvačníků určené k ukládání energie mají mnohem větší energii než oba předchozí příklady, hlavně kvůli extrémním otáčkám. Jeden příklad vyrobený společností setrvačníku v Ottawě se může pochlubit hmotností 100 kg (220 lb), průměrem 60 cm a rychlostí otáčení 20 000 ot / min. Tato baterie setrvačníku dokáže uložit asi 10 MJ (megajouly), což je dost na to, aby na 1000 sekund zapálilo 100 100 W žárovek. Tato konstrukce baterie setrvačníku není o moc větší než lednička. Ještě větší setrvačník, který se používá jako záloha elektrické energie, může pojmout 100 MJ energie. Tyto typy setrvačníků mohou být v kasinech, nemocnicích, datových centrech nebo v průmyslu použity k udržení energie v případě selhání nebo kolísání vstupů.