O que é um volante?
Um volante é uma roda rotativa simples usada para armazenar energia ou estabilizar algo. A energia que armazena é igual ao seu momento de inércia - um termo física que basicamente significa a massa do objeto vezes o quadrado de sua distância do eixo de rotação - vezes o quadrado de sua velocidade angular dividida por 2. As flywhesels ajudam a estabilizar os eixos de acionamento sujeitos a pressões alternadas, como os motores de pistão ou bombas de pistão. O efeito estabilizador vem do volante que resiste às mudanças em sua velocidade de rotação.
As volantes são usadas como dispositivos de armazenamento de energia para experimentos científicos de alta potência que produziriam um pico inaceitável de energia se remover a energia da grade elétrica. Essas baterias do volante podem operar no vácuo, para evitar a perda de energia devido ao atrito do ar e serão periodicamente aceleradas para compensar a velocidade de rotação perdida devido à dissipação de energia do calor e da vibração. Bons designs do volante vão se dissiparem tão calor e vibração quanto possienergia, retenção de energia para a aplicação de destino.
Um volante armazena diferentes quantidades de energia, dependendo de sua velocidade de massa e rotação. Por exemplo, uma roda de bicicleta possui uma massa de cerca de 1 kg (2,2 lb), diâmetro de cerca de 70 cm (28 polegadas) e uma velocidade de rotação de cerca de 150 rpm (rotações por minuto). Isso resume uma energia armazenada de 15 J (Joules). Em seguida, considere uma roda em um trem que se move a 60 km / h, com uma massa de 942 kg (2.076 lb), diâmetro de 1 m (3,3 pés) e uma velocidade rotacional de 318 rpm. Este volante teria uma energia rotacional de cerca de 64 kJ (quilojoules), aproximadamente 43.000 vezes maior que a roda de bicicleta.
As baterias do volante dedicadas ao armazenamento de energia têm energias muito maiores do que ambos esses exemplos anteriores, principalmente devido a velocidades extremas de rotação. Um exemplo feito por uma empresa de volante em Ottawa possui uma massa de 100 kg (220 lb), diâmetro de 60 cm (27 pol.Velocidade de rotação de 20.000 rpm. Essa bateria do volante pode armazenar cerca de 10 MJ (Megajoules), o suficiente para acender 100 lâmpadas de 100 watts por 1.000 segundos. Esse design da bateria do volante não é muito maior que uma geladeira. Um volante ainda maior, do tipo usado como backup de energia elétrica, pode conter 100 MJ de energia. Esses tipos de volantes podem ser usados por cassinos, hospitais, data centers ou na indústria para manter o poder em caso de falha ou flutuações na entrada.