ऊर्जा संचय डिव्हाइसेस काय आहेत

निसर्गाने मानवाला विविध स्त्रोत दिले आहेत: सूर्य, वारा, नद्या आणि इतर. मुक्त ऊर्जा या जनरेटरचा गैरफायदा स्थिरतेचा अभाव आहे. म्हणून, अतिरीक्त उर्जा कालावधीच्या दरम्यान, ती साठवण टाक्यामध्ये साठवली जाते आणि तात्पुरती घसरणीच्या कालावधी दरम्यान खर्च केले जाते. ऊर्जा संचयकर्ता खालील पॅरामिटरचे गुणधर्म आहेत:

• संचयित ऊर्जाची मात्रा;
• त्याच्या जमा आणि उटणे दर;
• विशिष्ट गुरुत्व;
• ऊर्जा साठविण्याची वेळ;
• विश्वसनीयता;
• उत्पादन आणि देखभाल खर्च आणि इतर.

ड्राइव्हस् व्यवस्थित करण्याचे बरेच मार्ग आहेत. सर्वात सुविधाजनक म्हणजे ड्राइव्हमध्ये वापरलेल्या ऊर्जेच्या प्रकाराचे वर्गीकरण, आणि ज्या पद्धतीने संचित आणि पुनर्नवीनीकरण केले जाते. ऊर्जा जमा करणारे खालील मुख्य प्रकारांमध्ये विभागले आहेत:

• यांत्रिकी;
• थर्मल;
• विद्युत;
• रासायनिक

संभाव्य ऊर्जेचे संचय

या डिव्हाइसेसचे सार अप्रयुक्त आहे. भार उचलतांना, संभाव्य उर्जा प्राप्त होते, जेव्हा ते कमी करते तेव्हा ते उपयोगी काम करतात. डिझाईनची वैशिष्ट्ये कार्गोच्या प्रकारावर अवलंबून असतात. तो एक घन, द्रव किंवा शिथील पदार्थ असू शकतो. नियमानुसार, या प्रकारच्या डिव्हाइसेसचे डिझाईन्स अत्यंत सोपे आहेत, म्हणून उच्च विश्वसनीयता आणि दीर्घ सेवा जीवन. साठवलेल्या उर्जा साठवणुकीचा काळ साहित्य दीर्घकाळावर अवलंबून असतो आणि हजार वर्षांपर्यंत पोहोचू शकतो. दुर्दैवाने, अशा डिव्हाइसेसमध्ये कमी विशिष्ट ऊर्जा तीव्रता असते.

गतिज ऊर्जा यांत्रिक स्टोरेज

या उपकरणांमध्ये, एखाद्या शरीराच्या हालचालीमध्ये ऊर्जा साठवली जाते. सहसा हा ओसील्लॅटरी किंवा लिप्यंतरणीय गति आहे.

कंपन्यांच्या गतीशील ऊर्जा शरीराच्या पुनरुत्पादनाच्या हालचालींवर केंद्रित आहे. शरीराच्या हालचालींसह वेळेत ऊर्जा पुरवठा आणि सेवन केला जातो. यंत्रणा ट्युनिंगमध्ये अगदी क्लिष्ट आणि लहरी आहे. यांत्रिक घड्याळे मध्ये विस्तृतपणे वापर संचयित केलेल्या ऊर्जाची रक्कम सहसा लहान असते आणि केवळ डिव्हाइसच्या ऑपरेशनसाठीच उपयुक्त असते.

गायरोच्या ऊर्जेचा वापर करणार्या वाहिन्या

गतीज ऊर्जा ऊर्जा एक घूर्णन फ्लायव्हील मध्ये केंद्रित आहे. फ्लायव्हीलची विशिष्ट ऊर्जा मोठ्या प्रमाणात समान स्थिर लोडची ऊर्जा ओलांडते. रिसेप्शन किंवा सिंहाचा शक्ती परत मिळविण्यासाठी थोड्याच काळात हे शक्य आहे. ऊर्जा संचय काळ कमी आहे आणि बर्याच डिझाइनसाठी अनेक तासांपर्यंत मर्यादित आहेत. मॉडर्न टेक्नॉलॉजीमुळे आपण ऊर्जा साठविण्याची वेळ अनेक महिन्यांपर्यंत आणण्यास परवानगी देतो. फ्लायव्हील्स कर्कश आवाजांबद्दल अत्यंत संवेदनशील असतात. यंत्राच्या ऊर्जेला त्याच्या रोटेशनच्या गतीने थेट अवलंबून आहे. म्हणूनच, ऊर्जा जमा आणि सोडण्याची दरम्यान, फ्लायव्हील बदलांच्या रोटेशनची गती. आणि भार, एक नियम म्हणून, सतत, रोटेशन कमी गती आवश्यक आहे

अधिक आशाजनक साधने सुपर फ्लायव्हीहेल्स आहेत. ते स्टील टेप, कृत्रिम फायबर किंवा वायरपासून बनलेले आहेत. डिझाइन दाट असू शकते किंवा रिक्त जागा असू शकते. मुक्त जागेच्या उपस्थितीत, चक्रीवादणाची परिघ करण्यासाठी टेपच्या हालचालीची वळण, फ्लायव्हील बदलांच्या जडपणाचे क्षण, ऊर्जाचा एक भाग विकृत वसंत ऋतू मध्ये साठवला जातो. अशा साधनांमध्ये, रोटेशन गती घन डिझाईन्सपेक्षा अधिक स्थिर आहे आणि त्यांची ऊर्जेची क्षमता खूप जास्त आहे. याव्यतिरिक्त, ते सुरक्षित आहेत

आधुनिक सुपर-फ्लाईवहिल्सची केव्हलर फाइबरपासून बनविली जातात. ते चुंबकीय निलंबनावर व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये फिरतात. अनेक महिने ऊर्जा जतन करण्यात सक्षम आहेत

लवचिक सैन्याने वापरून यांत्रिक संचयन साधने

या प्रकारची उपकरणा एक प्रचंड विशिष्ट ऊर्जा साठवू शकते. यांत्रिक साठवणीपासून ते उपकरणांची कित्येक सेंटीमीटरच्या आयामची मोठी क्षमता आहे बर्याच उच्च घनतेच्या गतिमान असलेल्या मोठ्या फ्लायव्हील्सची उर्जा जास्त तीव्रता असते परंतु ते बाह्य घटकांपासून खूपच कमजोर असतात आणि त्यांच्याकडे कमी ऊर्जा साठवण कालावधी असतो.

स्प्रिंग ऊर्जा वापरून यांत्रिक स्टोरेज

ऊर्जा संचयनाच्या सर्व वर्गांमधून मोठी यांत्रिक शक्ती प्रदान करण्यात सक्षम. हे फक्त वसंत ताकदीच्या मर्यादेद्वारे मर्यादित आहे संकुचित वसंत ऋत मध्ये ऊर्जा अनेक दशके साठवली जाऊ शकते. तथापि, धातूमध्ये कायम विरूपण झाल्यास, थकवा जमा होते आणि वसंत ऋतुची क्षमता कमी होते. त्याच वेळी, ऑपरेशनच्या परिस्थितीनुसार उच्च दर्जाचे स्टीलचे स्प्रिंग्स हजारो वर्षे क्षमतेचे मूर्त नुकसान न करता काम करू शकतात.

स्प्रिंग फंक्शन्स कोणत्याही लवचिक घटकांद्वारे करता येतात. उदाहरणार्थ, संग्रहीत ऊर्जा प्रति एकक द्रव्यमानात , रबराच्या स्ट्रॉबेस्ला स्टील उत्पादनांपेक्षा अधिक वेळा असते. परंतु रासायनिक वृध्दत्वामुळे रबरी सेवा जीवन केवळ काही वर्षे आहे.

कॉम्प्रेस्ड गॅस ऊर्जा वापरून यांत्रिक स्टोरेज

या प्रकारच्या उपकरणात, ऊर्जा गॅस संपित करून साठवली जाते. ऊर्जेपेक्षा जास्त असल्यास गॅस सिलेंडरच्या दबावाखाली एका कॉम्प्रेटरद्वारे टाकला जातो. आवश्यकतेनुसार, संकुचित वायूचा वापर टर्बाइन किंवा इलेक्ट्रिक जनरेटरला फिरवण्यासाठी केला जातो. लहान क्षमतेवर, टरबाइनऐवजी, पिस्टन मोटर वापरणे उचित आहे. शेकडो वातावरणातील दबावयुक्त कंटेनरमध्ये गॅसमध्ये अनेक वर्षे उच्च विशिष्ट ऊर्जा घनता असते आणि उच्च दर्जाचे मजबुतीकरण - आणि दहा वर्षांपूर्वी.

थर्मल ऊर्जा जमा

आपल्या देशाच्या बहुतांश प्रदेश उत्तरेकडील क्षेत्रांमध्ये स्थित आहे, म्हणून ऊर्जेचा मोठा भाग तापाने वापरला जातो. या संबंधात, गॅस स्टोरेज डिव्हाइसमध्ये गॅस ठेवण्याचे आणि तो आवश्यक असल्यास त्यातून काढून टाकणे नियमितपणे सोडविणे आवश्यक आहे.

बहुतांश घटनांमध्ये, संचयित थर्मल ऊर्जेची उच्च घनता आणि त्याच्या संरक्षणासाठी कोणत्याही महत्वाची वेळ फ्रेम मिळवणे शक्य नाही. सध्याच्या कार्यक्षम साधनामुळे त्यांच्या अनेक वैशिष्ट्यांमुळे आणि जास्त किमतीमुळे मोठ्या प्रमाणावरील अनुप्रयोगांसाठी योग्य नाही.

गर्मीच्या क्षमतेमुळे संचयित

हे सर्वात प्राचीन मार्गांपैकी एक आहे. जेव्हा पदार्थ थंड होते तेव्हा उष्णता ऊर्जा जमा करण्याच्या तत्त्वावर आधारित असते आणि उष्णता शिल्लक असताना सोडली जाते. या ड्राइव्हचे डिझाईन अत्यंत सोपे आहे. ते द्रव शीतलक असलेल्या कोणत्याही घन पदार्थ किंवा बंद कंटेनरचा एक भाग असू शकतात. थर्मल एनर्जी स्टोरेजमध्ये दीर्घकालीन सेवा जीवन आहे, ऊर्जा संचय आणि आउटपुटचे अक्षरशः अमर्याद संख्या. पण स्टोरेज वेळ अनेक दिवस ओलांडत नाही.

विद्युत उर्जेचे संचय

आधुनिक जगात इलेक्ट्रिक एनर्जी ही सर्वात सोईची पद्धत आहे. म्हणूनच इलेक्ट्रिक स्टोरेज डिव्हाइसेस व्यापक बनले आहेत आणि सर्वात विकसित आहेत. दुर्दैवाने, स्वस्त उपकरणांची विशिष्ट क्षमता कमी आहे आणि मोठ्या विशिष्ट क्षमतेची साधने खूप महाग आहेत आणि अल्पकालीन आहेत विद्युत उर्जेची जम ठेवणारे कॅपॅसिटर, आयनिस्टर्स, स्ट्युम्युलेटर्स आहेत.

Capacitors

हा सर्वात मोठा ऊर्जा संचय आहे. कंडन्सेर्स तापमानात -50 ते +150 अंशांवर काम करण्यास सक्षम आहेत. ऊर्जेच्या संचयित आणि प्रकाशाच्या चक्रांची संख्या अब्जावधी प्रति सेकंदांची आहे. समांतर असणाऱ्या अनेक कॅपेसिटर्सचा जोड करून, आपण सहजपणे आवश्यक मूल्याची समाई प्राप्त करू शकता. याव्यतिरिक्त, तेथे व्हेरिएबल कॅपेसिटर असतात. अशा कॅपॅसिटरचा कॅपॅसिटर यांत्रिक किंवा इलेक्ट्रिकल साधनांनी किंवा तपमानाशी संपर्क साधून बदलू शकतो. बर्याचदा, व्हेरिएबल कॅपेसिटर ओसीसीलाटरी सर्किट्स मध्ये शोधले जाऊ शकतात.

कॅपॅसिटर दोन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत - ध्रुवीय आणि नॉन-व्हॉलर. ध्रुवीय (इलेक्ट्रोलायटिक) ची सेवा आयुर्व-ध्रुवीय पेक्षा कमी आहे, ते बाह्य स्थितींवर अधिक अवलंबून असतात, परंतु त्याच वेळी अधिक विशिष्ट क्षमता असते.

ऊर्जा जमा करणारे म्हणून, कॅपेसिटर फार यशस्वी उपकरणे नाहीत. त्यांची साठवणुकीची उर्जा थोडीशी कमी आणि कमी आहे आणि त्याच्या संचयनाची वेळ सेकंद, मिनिटांत, क्वचितच तासांवर मोजण्यात येते. कंडेंसरना प्रामुख्याने इलेक्ट्रॉनिक्स आणि वीजेच्या विद्युतीय अभियांत्रिकीमध्ये अनुप्रयोग आढळले आहे.

कॅप्सिटरची गणना, एक नियम म्हणून, अडचणींना कारणीभूत नाही. वेगवेगळ्या प्रकारचे कॅपॅसिटरवरील सर्व आवश्यक माहिती तांत्रिक संदर्भ पुस्तके मध्ये प्रस्तुत केले आहे.

आयोन इतिहास

या उपकरणांमध्ये ध्रुवीय कॅपेसिटर व बॅटरीदरम्यान मध्यवर्ती स्थान आहे. कधीकधी त्यांना "सुपरकॅपॅसिटर" म्हणतात. त्यानुसार, त्यांच्याकडे खूप चार्ज-डिस्चार्ज टप्प्या असतात, कॅपॅसिटरपेक्षा कॅपसिटन्स जास्त असतो परंतु लहान बॅटरीपेक्षा थोडी कमी असते. ऊर्जा साठविण्याची वेळ अनेक आठवडे आहे. आयोनिस्टर्स तापमानास अत्यंत संवेदनशील असतात.

पॉवर बॅटरी

आपण पुरेसे ऊर्जा संचयित करण्याची आवश्यकता असल्यास विद्युतशामक बैटरी वापरली जातात. या हेतूसाठी लीड-एसिड डिव्हाइसेस सर्वोत्तम अनुकूल आहेत सुमारे 150 वर्षांपूर्वी त्यांचा शोध लावला गेला होता. आणि तेव्हापासून, मूलभूतपणे नवीन काहीही बॅटरीच्या यंत्रामध्ये लावण्यात आले नाही. अनेक विशेष मॉडेल दिसले आहेत, घटकांची गुणवत्ता लक्षणीय वाढली आहे, बॅटरीची विश्वसनीयता वाढली आहे. हे लक्षात येण्यासारखे आहे की विविध उत्पादकांद्वारे बनविलेल्या डिव्हाइसची बॅटरी, केवळ लहान तपशीलांमध्ये भिन्न असते.

इलेक्ट्रोकेमिकल बॅटरींना कर्षण आणि सुरु होणारी बॅटरीमध्ये विभागले आहे. ट्रॅक्शन ट्रॅक्टरचा वापर इलेक्ट्रिक ट्रान्स्पोर्ट, अनइंटरप्टिबल वीज पुरवठा, पॉवर टूल्समध्ये केला जातो. अशी बॅटरी एक लांब, एकसमान विसर्जित आणि मोठी खोली आहे. सुरु होणाऱ्या बॅटरी थोड्या कालावधीमध्ये मोठ्या प्रमाणात चालू करू शकतात परंतु त्यांचे एक सखोल स्त्राव अमान्य आहे.

विद्युतशामक बॅटरीमध्ये मर्यादित प्रमाणात चार्ज-डिस्चार्ज चक्र असते, ते सरासरी 250 ते 2000 असते. काही वर्षांनंतर ऑपरेशनच्या अनुपस्थितीत ते अयशस्वी ठरतात. विद्युतशास्त्रीय बॅटरी तापमानास संवेदनशील असतात, दीर्घ चार्जिंगची वेळ आणि ऑपरेटिंग नियमांचे कठोर पालन आवश्यक असते.

डिव्हाइसला वेळोवेळी रीचार्ज करणे आवश्यक आहे. गाडीवर बसविलेले बॅटरी चार्ज जनरेटरच्या हालचालीतून बनवला जातो. हिवाळ्यात, हे पुरेसे नाही, एक थंड बॅटरी खराब चार्ज करते आणि इंजिन वाढविण्याकरीता विजेचा वापर वाढतो. म्हणून, विशेष चार्जरसह एका उबदार खोलीत बॅटरी चार्ज करणे आवश्यक आहे. लीड अॅसिड उपकरणांचा एक महत्त्वाचा कमजोरपणा म्हणजे त्यांचे वजन जड वजन.

लो-वीज डिव्हाइसेससाठी अचूकते

कमी वजन असलेल्या मोबाईल डिव्हाइसेसची आवश्यकता असल्यास खालील प्रकारचे बैटरी निवडली जाते: निकेल कॅडमियम, लिथियम-आयन, मेटल-हायब्रिड, पॉलिमर-आयोनिक. त्यांच्याकडे उच्च क्षमता आहे परंतु किंमत खूप जास्त आहे. ते मोबाईल फोन, लॅपटॉप, कॅमेरे, व्हिडिओ कॅमेरे आणि इतर लहान डिव्हाइसेसमध्ये वापरतात वेगवेगळ्या प्रकारच्या बॅटरी त्यांच्या पॅरामीटर्समध्ये भिन्न असतात: चार्जिंगची संख्या, स्टोरेज कालावधी, क्षमता, आकार इ.

इलेक्ट्रिक वाहने आणि हायब्रीड वाहनांमध्ये लिथियम-आयन बॅटरीचा वापर केला जातो. त्यांच्याजवळ कमी वजन, उच्च विशिष्ट क्षमता आणि उच्च विश्वसनीयता आहे. त्याचवेळी लिथियम-आयन बॅटरी अतिशय घातक असतात. प्रज्वलन शॉर्ट सर्किट, यांत्रिक विकृत रूप किंवा केसचा नाश, चार्जिंग किंवा बॅटरी डिस्चार्ज यांचे उल्लंघन होऊ शकते. लिथियमच्या उच्च क्रियाकलापांमुळे अग्निदेखील अवघड आहे.

बॅटरी अनेक उपकरणांचे आधार आहेत. उदाहणार्थ, फोनसाठी ऊर्जा साठवण कॉम्पॅक्ट एक्स्टर्नल बॅटरी आहे, जो कि खडबडीत, वॉटरप्रूफ हाउसिंगमध्ये ठेवलेले आहे. हे आपल्याला एक सेल फोन चार्ज किंवा पावर घालू देतो सामर्थ्यवान मोबाइल ऊर्जा संचयन डिव्हायसेस कोणत्याही डिजिटल उपकरणांवर, अगदी लॅपटॉप सुद्धा वापरू शकतात. अशा उपकरणांमध्ये, नियम म्हणून, मोठ्या क्षमतेची लिथियम आयन बैटरी स्थापित केली जाते. घरासाठी ऊर्जा संचय तसेच नाही बॅटरीशिवाय करा पण हे एक अधिक जटिल उपकरण आहे. बॅटरीच्या व्यतिरिक्त, त्यात चार्जर, एक नियंत्रण प्रणाली, एक इनवर्टर समाविष्ट आहे. डिव्हाइसेस एकतर स्थिर नेटवर्क किंवा अन्य स्रोतांकडून कार्य करू शकतात. सरासरी उत्पादन शक्ती 5 किलोवॅट आहे.

रासायनिक ऊर्जा साठवण

"इंधन" आणि "असहाय्य" प्रकारचे ड्राइव्हस् आहेत. त्यांना विशेष तंत्रज्ञान आणि बर्याचदा अवजड हाय-टेक उपकरणांची आवश्यकता आहे वापरलेल्या प्रक्रिया वेगवेगळ्या प्रकारच्या ऊर्जा मिळवणे शक्य करतात. थर्माकोम रासायनिक प्रक्रिया कमी आणि उच्च दोन्ही तापमानांवर होऊ शकते. उर्जा प्राप्त करणे आवश्यक असतानाच उच्च तपमानाच्या घटकांसाठी घटक सादर केले जातात. त्या आधी, ते वेगवेगळ्या ठिकाणी वेगवेगळ्या साठवल्या जातात. कमी तपमानाच्या प्रतिक्रियांसाठी घटक सामान्यतः त्याच टाकीमध्ये असतात.

इंधन उत्पादनाद्वारे ऊर्जेची संचय

या पद्धतीमध्ये दोन पूर्णपणे स्वतंत्र टप्पे आहेत: ऊर्जेचे जमा ("चार्जिंग") आणि त्याचा वापर ("स्त्राव"). पारंपारिक इंधन, एक नियम म्हणून, एक विशिष्ट विशिष्ट ऊर्जा क्षमता आहे, दीर्घकालीन संचयनाची शक्यता, वापराची सोय. पण जीवन अद्याप उभे राहणार नाही नवीन तंत्रज्ञानाची ओळख इंधनसाठी वाढीव आवश्यकता बनली आहे. सध्याच्या सुधारणेमुळे आणि नवीन, उच्च-ऊर्जा इंधन तयार करून याचे निराकरण केले आहे.

तांत्रिक प्रक्रियेची अपुरी कार्यक्षमता, कामामध्ये महान अग्नी व स्फोटांचा धोका, उच्च प्रशिक्षित कर्मचा-यांची गरज, तंत्रज्ञानाची उच्च किंमत यामुळे नवीन नमुने मोठ्या प्रमाणावर ओळखण्यात आले आहेत.

गैर-फ्यूल रासायनिक ऊर्जा संचय

या स्वरुपात स्टोरेजमध्ये, विशिष्ट रसायनांना इतरांमध्ये रूपांतरित करून ऊर्जा साठवली जाते. उदाहरणार्थ, उकडलेले असताना शेंगदाणे नीट वळते. "डिस्चार्ज" संचयित ऊर्जा उष्णता व वायूच्या रूपात सोडली जाते. जेव्हा हा चुना पाण्यात बुडला आहे तेव्हा सुरुवातीस प्रतिक्रिया देण्यासाठी, सहसा घटक जोडणे पुरेसे आहे थोडक्यात, ही एक प्रकारचा उष्म-रासायनिक प्रक्रिया आहे, फक्त शेकडो आणि हजारो अंशांच्या तापमानात जाते. म्हणून, वापरलेले उपकरणे अधिक क्लिष्ट आणि महाग आहेत.