전기 및 하이브리드 차량의 가장 좋은 점 중 하나는 제동해야 할 때 에너지가 완전히 낭비되지 않는다는 것입니다. 전기 모터를 발전기로 사용하면 차량의 속도를 늦추고 그 운동 에너지의 일부를 배터리 팩에 넣어 나중에 다시 사용할 수 있습니다. 물론 배터리로 들어가고 바퀴로 다시 나오는 변환 손실이 있으므로 에너지의 절반 이상을 다시 얻지는 못하지만 ICE 차량은 그 모든 에너지를 열로 전환하여 발산합니다. 공기로.
전기 자전거, 스쿠터 및 기타 마이크로 모빌리티 옵션도 회생 제동을 수행할 수 있습니다. 이것은 자동차에서와 같이 더 나은 범위를 확보하고 더 적은 브레이크 작업을 수행하는 데 좋습니다.
그러나 이것이 배터리와 전기 모터 없이 가능합니까? 나중에 사용하기 위해 에너지를 저장해 둘 수 있습니까? 당신이 할 수 있다는 것이 밝혀졌고, 이 사람은 그것을 할 수 있는 자전거를 만들었습니다.
그가 지은 것은 흔히 운동 에너지 회수 시스템(KERS), 그리고 Formula One 레이싱에 익숙하다면 들어봤을 것입니다.
기계적 에너지를 받아 전기 에너지로 변환한 다음 이를 사용하여 배터리를 충전하는 대신(이것이 화학 에너지가 됨) 이러한 종류의 KERS 시스템은 플라이휠을 사용하여 운동 에너지를 저장합니다. ICE에 익숙한 사람들을 위해 대부분의 엔진은 피스톤이 미는 시간 사이에 엔진 전면의 회전 디스크에 에너지를 저장하여 엔진의 동력 전달을 원활하게 하기 위해 이미 플라이휠을 사용하므로 이미 확립된 기술입니다.
클러치 또는 CVT를 사용하여 기어는 바퀴에서 동력을 가져와 차량 엔진에 직접 부착되지 않은 플라이휠을 회전시키는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 차량의 바퀴에 항력을 더하고 마찰 브레이크가 하는 것처럼 열처럼 모든 에너지를 공기에 단순히 넣지 않고 차량을 제동합니다.
저마찰 베어링을 사용하고 플라이휠이 60,000RPM 이상으로 회전하도록 함으로써 자동차 KERS 시스템은 잠시 동안 에너지를 보유하고 나중에 빠른 전력 폭발을 위해 사용할 수 있습니다. 거리에서 사용하는 경우 ICE 차량은 잠재적으로 이 기술을 사용하여 하이브리드와 동일한 방식으로 연료를 절약할 수 있습니다.
왜 우리는 이것이 거리 차량에서 사용되는 것을 보지 못합니까?
그러나 이와 같은 기계 시스템은 널리 구현되지 않았습니다. 자동차 회사의 연구 프로젝트 외에도 일부 영국 버스만 실제로 거리에서 시스템을 사용했습니다. 왜요? 가격이 비싸고 기계 부품이 추가되고 높은 RPM(60,000 이상)으로 회전하는 무언가가 기계적으로 잘못되면 수류탄이 터지는 것과 같을 수 있기 때문입니다. 이러한 이유와 자동차 전기화가 앞으로의 주요 경로라는 사실 때문에 배터리를 사용하는 대신 배터리를 사용하여 에너지를 저장하는 것이 합리적입니다.
하지만 자전거와 같은 작은 것의 경우 시스템을 실험하는 것이 합리적이었습니다. 관련된 에너지는 매우 낮으며(가랑이 옆에 있는 수류탄처럼 폭발할 위험이 없음) 기계식 자전거를 사용해도 ICE 차량처럼 오염되지 않습니다. 가속 중이나 언덕을 오를 때 약간의 힘을 얻으면 전기 모터가 없는 자전거에 좋겠죠?
그것은 자전거에 대해 잘 작동하지 않았습니다.
이 경우에도 비디오의 남자에게는 잘 작동하지 않았습니다.
아이디어는 확고했습니다. 그는 뒷바퀴에서 동력을 끌어와 강철 디스크를 회전시키는 데 사용할 수 있는 도르래 기어를 가지고 있었고, 일종의 CV(연속 가변) 기어 없이도 에너지를 전달하는 클러치 역할을 하는 자전거 브레이크를 사용했습니다. 멈추고 싶을 때 일반 브레이크 레버처럼 브레이크 레버를 당기면 디스크에 에너지가 전달되기 시작합니다. 그가 다시 힘을 원했을 때 그는 브레이크/클러치로 디스크를 기어에 다시 연결할 수 있었고 그것은 자전거를 앞으로 밀기 시작할 것입니다.
문제는 관련된 속도가 좋은 에너지 저장 장치를 확보하기에 충분하지 않다는 것입니다. 플라이휠은 빠르게 회전할 수 있는 충분한 에너지를 자전거에서 빼앗아 자전거보다 더 빠르게 회전할 수 없으므로 자전거 속도를 줄이는 것을 멈췄습니다. 그가 페달을 사용하여 플라이휠을 충전하면 더 많은 에너지를 저장할 수 있지만 이 경우에는 일종의 낭비입니다.
실용적이지 않더라도 이러한 종류의 에너지 저장 시스템이 어떻게 작동하는지 보는 것은 좋은 방법입니다.
배터리가 없는 고정 에너지 저장을 위한 여전히 좋은 잠재력
기계식 플라이휠은 회전하는 데 어떤 종류의 에너지가 필요한지 상관하지 않습니다. 당신은 할 수 Adam Savage가 Panjandrum 프로젝트에서 했던 것처럼 로켓을 사용하십시오.. 움직이는 차량의 운동 에너지를 사용하여 플라이휠을 돌릴 수 있습니다. 플라이휠을 회전시키기 위해 전기 모터를 사용할 수도 있습니다.
이것은 Adam Savage도 나중에 로켓을 사용하기 전에 실험한 것입니다.
플라이휠을 테스트하기 위해 Adam의 팀은 72볼트 전기 모터를 사용하여 플라이휠을 회전시켰습니다. 각각의 무게가 450파운드이기 때문에 이 거대한 플라이휠은 목표 속도의 약 300/XNUMX인 XNUMXRPM에서도 많은 에너지를 저장할 수 있었습니다.
플라이휠 자전거를 만든 바로 그 사람은 에너지 저장을 위해 배터리 대신 플라이휠을 사용할 수 있는지 알아보기로 결정했고 마찰을 줄이는 훌륭한 아이디어를 가지고 있었습니다.
자기 부상을 사용하여 마찰 손실이 매우 낮았고 부상 플라이휠에 의해 회전하도록 교류 발전기를 설정했습니다. 한때 그는 전기 드릴을 사용하여 플라이휠 전체를 회전시켜 상당한 전압을 생성했습니다.
고정식 저장장치의 경우 배터리에 비해 중요한 장점을 가지고 있어 NASA 뿐만 아니라 많은 기업에서 상용화에 박차를 가하고 있다. 리튬 배터리보다 수명이 길 뿐만 아니라 수명이 다했을 때 오염 및 폐기 문제도 적습니다. 이러한 이유로 플라이휠을 실험하는 것이 좋습니다.
반면에, 그러한 시스템의 기계적 고장은 가정과 같은 것에 전력을 공급할 만큼 충분히 크다고 가정할 때 치명적일 수 있습니다. 소형 차량 기반 시스템은 실패할 경우 수류탄처럼 충분한 에너지를 저장할 수 있습니다. 발전기를 켜고 밤새 집에 있는 모든 것에 전력을 공급하도록 설계된 홈 시스템은 파편을 이웃 집으로 보내는 폭탄을 터뜨리는 것과 같을 수 있습니다. 유틸리티 보관을 위해 충분히 큰 플라이휠의 경우 오작동으로 인해 심각한 손상이 발생한다는 의미입니다.
이러한 이유로 에너지 저장 플라이휠 주위에 상당한 보호막이 필요하거나 "수류탄"이 발생해도 아무도 다치지 않는 지하에 저장해야 합니다.
분명히 이 기술에는 큰 잠재력이 있지만 황금 시간대에 대비하려면 몇 가지 진지한 작업이 필요합니다.
추천 이미지: 스크린샷 이 동영상을플라이휠 에너지 저장 시스템을 보여줍니다.
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