El almacenaje de energía de la rueda volante del (FES) trabaja acelerando un rotor (rueda volante ) a un muy de alta velocidad y manteniendo la energía en el sistema como energía rotatoria . La energía es convertida detrás retrasando la rueda volante.

La mayoría de los sistemas de FES utilizan electricidad para acelerar y para decelerar la rueda volante, pero se están desarrollando los dispositivos que utilizan directo energía mecánica.

Los sistemas avanzados de FES tienen rotores hechos de los filamentos carbón-compuestos de alta resistencia que hacen girar a las velocidades a partir del 20.000 RPM en un recinto del vacío y los cojinetes magnéticos del uso tales ruedas volantes puede subir para apresurar en cuestión de minutos -- mucho más aprisa que algunas otras formas de almacenaje de energía., altas densidades de energía (~ 130 W·h/kg, o ~ 500 kJ/kg), y salidas de energía máximas grandes. El rendimiento energético (cociente del de la energía hacia fuera por energía en ) de ruedas volantes puede ser tan alto como el 90%. Las capacidades típicas se extienden de 3  KVH a 133  KVH.

Usos

Transporte

En los años 50 los autobuses rueda-accionados, conocidos como Gyrobuses fueron utilizados en el Yverdon, Suiza, y hay investigación en curso para hacer los sistemas de la rueda volante que son más pequeños, más ligero, más barato, y para tener una mayor capacidad. Se espera que los sistemas de la rueda volante pueden substituir las baterías químicas convencionales para los usos móviles, por ejemplo los vehículos eléctricos. Los sistemas propuestos de la rueda volante eliminarían muchas de las desventajas de los sistemas eléctricos existentes de la batería, tales como capacidad baja, tiempos largos de la carga, peso pesado, y cursos de la vida usables cortos., las ruedas volantes fueron utilizadas en autobuses para conservar su energía eléctrica cuando estaban desconectadas de líneas aéreas; pudieron también haber sido utilizadas en el patriota experimental de Chrysler, aunque se ha disputado eso.

Recientemente, ha habido un nuevo incentivo para desarrollar las transmisiones de variación continua (CVTs) para el uso en los nuevos sistemas (KERS) de la recuperación de energía cinética propuesto para competir con del motor del Fórmula 1 . (En 2009, F1 está introduciendo las nuevas reglas que bajarán las consecuencias para el medio ambiente del deporte. La parte de esto es recuperar la energía de la desaceleración que se puede almacenar para la aceleración. Usar un CVT (véase la transmisión de variación continua ), la energía se recupera del tren de la impulsión durante el frenado y se almacena en una rueda volante. Esta energía almacenada entonces es utilizada durante la aceleración alterando el cociente del CVT. En usos de los deportes de motor esta energía se utiliza para mejorar la aceleración algo que emisiones del dióxido de carbono - aunque la misma tecnología se puede aplicar a los coches del camino para mejorar eficacia del combustible.

Ventajas y desventajas

Las ruedas volantes no son afectadas por los cambios de temperatura al igual que las baterías recargables químico, ni sufren del efecto de memoria . Son también menos potencialmente perjudiciales al ambiente, siendo hecho en gran parte inerte o de los materiales benignos. Otra ventaja de ruedas volantes es ésa por una medida simple de la velocidad de rotación que es posible saber la cantidad exacta de energía almacenada. Sin embargo, el uso de los acumuladores de la rueda volante es obstaculizado actual por el peligro de romper explosivo de la rueda masiva debida sobrecargar.

Uno de los límites primarios al diseño de la rueda volante es la fuerza extensible del material usado para el rotor. Hablando en t3erminos generales, cuanto más fuerte es el disco, cuanto más rápidamente puede ser hecho girar, y más la energía que el sistema puede almacenar. Cuando la fuerza extensible de una rueda volante se excede la rueda volante romperá, lanzando toda su energía almacenada inmediatamente; esto se refiere comúnmente como " explosion" de la rueda volante; puesto que los fragmentos de la rueda pueden alcanzar la energía cinética comparable a la de una bala. Por lo tanto, los sistemas tradicionales de la rueda volante requieren los recipientes fuertes de la contención como medida de seguridad, que aumenta la masa total del dispositivo. Afortunadamente, los materiales compuestos tienden a desintegrarse rápidamente una vez que están quebrados, y tan en vez de pedazos grandes de la metralla de alta velocidad una simplemente consigue un recipiente de la contención llenado de la arena candente. No obstante, muchos clientes de los sistemas modernos del almacenaje de la energía de la rueda volante prefieren hacerlos encajar en la tierra para parar cualquier material que pudiera escapar el recipiente de la contención.

Cuando están utilizadas en vehículos, las ruedas volantes también actúan como giroscopios puesto que su ímpetu angular está típicamente de una orden de la magnitud similar como las fuerzas que actúan en el vehículo móvil. Esta característica puede ser perjudicial a las características de dirección del vehículo mientras que da vuelta. Por una parte, esta característica se podía utilizar para mejorar estabilidad en curvas. Inversamente, el efecto puede ser quitado casi totalmente montando la rueda volante dentro de un sistema apropiadamente aplicado de los cardanes donde el ímpetu angular se conserva sin afectar al vehículo (véase las características del de un giroscopio ).

Una solución alternativa al problema es tener dos ruedas volantes unidas el hacer girar síncrono en direcciones opuestas. Tendrían un ímpetu angular total de cero y ningún efecto giroscópico. Sin embargo, los problemas se presentan cuando la diferencia entre el ímpetu de cada rueda volante es cualquier cosa con excepción de cero. Ambas ruedas se deben mantener a la misma velocidad para mantener esta ventaja. En realidad, dos flyweels ejercerían un momento enorme de Torqueing alrededor del punto central, intentando doblar el árbol. Sin embargo, si el árbol fuera suficientemente fuerte, ningunas fuerzas giroscópicas tendrían un efecto neto en el envase sellado, así que no se mediría ningún esfuerzo de torsión externamente.

Ver también

Almacenaje de energía de la rejilla
Compulsator
Lazo de Lofstrom

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Zenithic

Oxynoe olivacea

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