Was sind Schwungradbatterien?

Schwungräder sind eine Möglichkeit, Energie im Drehimpuls (kinetische Energie) von großen Rädern zu speichern, die in einem Vakuum eingeschlossen sind. Sie werden zum Speichern und Abgeben großer Mengen elektrischer Energie verwendet, und obwohl ihre Speichermethode nicht chemisch ist, werden Anordnungen von Schwungrädern manchmal als Batterien bezeichnet . Da die Speichermethode eher mechanisch als chemisch ist, ist die gespeicherte Energiemenge nur durch die Größe des Schwungrads, dessen Fähigkeit, sich schnell zu drehen, ohne auseinander zu reißen, und die Motor / Generator-Konstruktion begrenzt. Schwungräder haben Verwendung in speziellen Anwendungen gefunden, für die große, schnelle Leistungsstöße erforderlich sind, wie beispielsweise in militärischen Schienengewehren oder um die Elektrizität bereitzustellen, um Fusionsreaktionen zu zünden.

Schwungräder werden normalerweise von Magnetlagern getragen, für die keine externe Stromversorgung erforderlich ist. Sie sind daher relativ kostengünstig, zuverlässig und wartungsarm. Schwungräder gibt es schon seit Jahrhunderten, aber erst vor kurzem haben wir die hochwertigen Sauger, Magnetlager und langlebigen Materialien entwickelt, die für die Speicherung großer Energiemengen in Schwungrädern erforderlich sind. Schwungräder können nicht nur erhebliche Mengen an Energie speichern, sondern bieten auch die praktisch unbegrenzte Lebensdauer, unbegrenzte Wiederaufladbarkeit und ökologisch einwandfreie Eigenschaften.

Viele Schwungräder bestehen aus Stahl, Eisen oder verschiedenen Verbundwerkstoffen. Die maximale Umdrehung pro Minute für diese Materialien beträgt je nach Größe des Rades etwa 1.000 bis 5.000. Experimente haben Schwungräder auf Kohlefaserbasis für überlegene Leistung verwendet. Möglicherweise ist das beste Material für Schwungräder Kohlenstoffnanoröhrchen oder Buckminsterfulleren, eine Substanz mit einer um ein Vielfaches höheren Zugfestigkeit als Diamant. Aufgrund der Materialkosten ist der Einsatz in Schwungradsystemen derzeit jedoch nicht zulässig.

Schwungräder wurden als ideale Energiespeichersysteme für unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und in Zukunft für Elektroautos angepriesen. Da sich Schwungräder sehr schnell drehen sollen, müssen sie eine gleichmäßige Dichte aufweisen und frei von mikroskopischen Fehlern sein. Ein winziger Riss kann vergrößert werden und dazu führen, dass das Rad auseinander reißt und in mehrere Richtungen fliegt. Dies ist eine Katastrophe, die manchmal als Schwungradexplosion bezeichnet wird . Schwungräder haben eine Umwandlungseffizienz von etwa 80%, was als wesentlich angesehen wird.