Co to są baterie zamachowe?

Koła zamachowe są sposobem magazynowania energii w pędu obrotowym (energii kinetycznej) dużych kół zamkniętych w próżni. Są stosowane jako sposób przechowywania i uwalniania dużych ilości energii elektrycznej i chociaż ich metoda przechowywania jest niechemiczna, układy kół zamachowych są czasami nazywane akumulatorami . Ponieważ metoda magazynowania jest raczej mechaniczna niż chemiczna, ilość magazynowanej energii jest ograniczona jedynie rozmiarem koła zamachowego, jego zdolnością do szybkiego obracania się bez rozrywania oraz konstrukcją silnika / generatora. Koła zamachowe znalazły zastosowanie w wyspecjalizowanych aplikacjach, w których potrzebne są duże, szybkie wyładowania mocy, na przykład w wojskowych działach szynowych lub w celu dostarczenia energii elektrycznej do zapłonu reakcji syntezy jądrowej.

Koła zamachowe są zwykle wspierane przez łożyska magnetyczne, które nie wymagają zewnętrznego zasilania. Są zatem stosunkowo niedrogie, niezawodne i łatwe w utrzymaniu. Koła zamachowe istnieją od stuleci, ale dopiero niedawno opracowaliśmy wysokiej jakości odkurzacze, łożyska magnetyczne i trwałe materiały niezbędne do magazynowania znacznych ilości energii w kołach zamachowych. Oprócz możliwości przechowywania znacznych ilości energii, inne zalety kół zamachowych obejmują ich praktycznie nieograniczoną żywotność, nieograniczone doładowania i ekologicznie czystą naturę.

Wiele kół zamachowych wykonanych jest ze stali, żelaza lub różnych kompozytów. Maksymalne obroty na minutę dla tych materiałów wynoszą około 1000–5 000, w zależności od wielkości koła. W eksperymentach wykorzystano koła zamachowe na bazie włókna węglowego, aby uzyskać najwyższą wydajność. Prawdopodobnie najlepszym materiałem na koła zamachowe są nanorurki węglowe lub buckminsterfullerene, substancja o wytrzymałości na rozciąganie kilkakrotnie większej niż diament. Jednak koszt materiału sprawia, że ​​obecnie jest on niemożliwy do zastosowania w systemach kół zamachowych.

Koła zamachowe są reklamowane jako idealne systemy magazynowania energii dla nieprzerwanych zasilaczy (UPS), a w przyszłości także samochodów elektrycznych. Ponieważ koła zamachowe mają obracać się bardzo szybko, muszą mieć jednakową gęstość i być wolne od mikroskopijnych wad. Drobne pęknięcie można powiększyć i spowodować rozerwanie koła i lot w wielu kierunkach, w katastrofie zwanej czasem wybuchem koła zamachowego . Koła zamachowe mają sprawność konwersji około 80%, co uważa się za znaczne.