પાવર ઉદ્યોગ માટે ગતિ ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણો

ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાનો વિષય કદાચ તેની સુસંગતતા ક્યારેય ગુમાવશે નહીં. આ હકીકતને કારણે, આજે ઘણી સંસ્થાઓ વધુ કાર્યક્ષમ ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણો વિકસાવી રહી છે. અને આ ક્ષેત્રમાં આશાસ્પદ ઉકેલો પૈકી એક ઉચ્ચ-ઊર્જા ફ્લાય વ્હીલ્સ પર આધારિત ગતિશીલ (ગતિમાં) ઊર્જા સંગ્રહનો ઉપયોગ છે.

તેમના ઉપયોગના ક્ષેત્રો ખાનગી ઘરો માટેના નાના સ્વતંત્ર અવિરત વીજ પુરવઠાથી માંડીને મોટા ઔદ્યોગિક સ્થાપનો સુધી બદલાઈ શકે છે જે ફ્લાયવ્હીલના પરિભ્રમણ દરમિયાન ઉર્જા એકઠા કરે છે અને યોગ્ય સમયે તેને જરૂરી પાવર લેવલ પર છોડે છે, જે નેટવર્કને વોલ્ટેજ વધવાથી સુરક્ષિત કરે છે.

આવા એકમોનો ફાયદો એ છે કે વિશાળ ફ્લાયવ્હીલ તરત જ સંચિત ગતિ ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે, જેનાથી ઉપભોક્તા સાધનોને જરૂરી શક્તિ પ્રદાન કરે છે.

આવા ઉપકરણોની લાક્ષણિકતા ન્યૂનતમ ઓપરેટિંગ ખર્ચ, ઉચ્ચ ડિગ્રી ઓટોમેશન અને નિયમિત જાળવણીની જરૂર નથી.

થોડીવારમાં પૂર્ણ ક્ષમતા પર ચાર્જ કર્યા પછી, ફ્લાયવ્હીલ થોડી સેકન્ડો માટે જરૂરી હોય તો સંગ્રહિત ઊર્જાને મુક્ત કરશે, જ્યારે નેટવર્કના સામાન્ય ઓપરેટિંગ પરિમાણો ઉચ્ચ શિખર પ્રવાહોનો સામનો કરી શકતા નથી.

તે કેવી રીતે કામ કરે છે

ફ્લાયવ્હીલ ઇલેક્ટ્રિક મશીનમાંથી શાફ્ટ દ્વારા અથવા અન્ય ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ દ્વારા પરિભ્રમણ મેળવે છે અને, જો જરૂરી હોય તો, જનરેટર મોડમાં શાફ્ટ દ્વારા સંચિત ઊર્જા આપે છે, અને મશીન જે ફ્લાયવ્હીલને ફેરવે છે તે તે સમયે જનરેટર તરીકે કામ કરી શકે છે.

પરિમાણોને નિયંત્રિત કરવા માટે સેન્સર સાથેની સ્વચાલિત નિયંત્રણ સિસ્ટમ ઝડપ મેળવવાની પ્રક્રિયાને સલામત બનાવશે અને ગંભીર પરિસ્થિતિમાં ફ્લાયવ્હીલના પરિભ્રમણની ખતરનાક ગતિની સિદ્ધિ અને તરત જ પાછા ફરવાના મોડ પર સ્વિચ કરવાની જરૂરિયાત બંને પર પ્રતિક્રિયા આપશે. સંચિત ગતિ ઊર્જા.

લક્ષણો અને ક્ષમતાઓ

આ રીતે, કાઇનેટિક સ્ટોરેજ ઉપકરણો અત્યંત બિન-માનક પરિમાણો સાથે પણ, શ્રેષ્ઠ સાધનોના પાવર મોડને સુનિશ્ચિત કરવા માટે સંચય, અસ્થાયી સંગ્રહ અને ઊર્જાના અનુગામી રૂપાંતરણની સમસ્યાઓ હલ કરવાની મંજૂરી આપે છે. પરિણામે, આ તકનીકી ઉકેલની સંભવિત એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી આવરી લેવામાં આવી છે.

આ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ કન્વર્ટરના ઘણા ફાયદા છે. ગતિ સંગ્રહ ઉપકરણોની ચોક્કસ ઉર્જા તીવ્રતા કેપેસિટર કરતા વધારે હોય છે, અને લોડ સુધી પહોંચાડવામાં આવતી ચોક્કસ શક્તિ (વર્તમાન)ના સંદર્ભમાં, તેઓ એસિડ બેટરી અને બળતણ કોષો બંને કરતા આગળ છે.

તે જ સમયે, ગતિ સંગ્રહ ઉપકરણો કોમ્પેક્ટ, પર્યાવરણને અનુકૂળ છે, લગભગ 90% ની કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે, 10 વર્ષથી વધુ લાંબી સેવા જીવન ધરાવે છે, જાળવવામાં સરળ છે, અને કાર્યકારી સંસાધન વ્યવહારીક રીતે અમર્યાદિત છે, વધુમાં, કૂલિંગ સિસ્ટમ સુપરકન્ડક્ટિંગ ઇન્ડક્શન સ્ટોરેજ ડિવાઇસ (સ્પિન) કરતાં સો ગણી સસ્તી છે. …

તબીબી કેન્દ્રો, પરમાણુ સુવિધાઓ, ડેટા સ્ટોરેજ કેન્દ્રો, બેંક વેરહાઉસીસ, રાસાયણિક ઉદ્યોગો-જ્યાં પણ નિર્ણાયક વપરાશકર્તાઓને શક્તિ આપવા માટે ઉર્જા બેકઅપની જરૂર હોય ત્યાં, ગતિ સંગ્રહ ઉપકરણો કામમાં આવશે. મોટી પાવર સિસ્ટમ્સ માટે પીક લોડને સરભર કરવા વિશે આપણે શું કહી શકીએ, જેના કારણે સમગ્ર શહેરી વિસ્તારોમાં પાવર આઉટેજ છે.

હવે શું વપરાય છે

દસ વર્ષથી, વિશ્વના કેટલાક પ્રદેશોમાં, ખાસ કરીને યુએસએ અને જર્મનીમાં અને તાજેતરના વર્ષોમાં રશિયામાં, ગતિ સંગ્રહ ઉપકરણોનો વિકાસ અટક્યો નથી.

જર્મનીનું ATZ 20 MJ ડ્રાઇવ્સનું ઉત્પાદન કરે છે જે 250 kW સુધી પાવર પહોંચાડવામાં સક્ષમ છે, જે ગ્રીડ સિંક્રોનાઇઝેશન સિસ્ટમથી સજ્જ છે. વધુમાં, ઉપકરણના પરિમાણો 1.5 મીટરથી વધુ નથી.

ડ્રાઇવ ફ્લાયવ્હીલ ઉચ્ચ-શક્તિવાળા કાર્બન ફાઇબરથી બનેલું છે અને HTSC સિરામિક સસ્પેન્શન પર માઉન્ટ થયેલ છે. ઇલેક્ટ્રિક મશીન જે ATZ ના ફ્લાયવ્હીલને વેગ આપે છે અને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે તે પૂર્ણ થઈ ગયું છે કાયમી દુર્લભ પૃથ્વી ચુંબક પર આધારિત.

અમેરિકન બીકન પાવર 6 kWh અને 25 kWh માટે નળાકાર સંગ્રહ ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરે છે જેનો ઉપયોગ દેશના ઔદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રિક ગ્રીડમાં વર્તમાન પરિમાણોની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ક્લસ્ટરોમાં કરી શકાય છે.

KNE ડિઝાઇન તબક્કાઓ

કાઇનેટિક સ્ટોરેજ ડિવાઇસ ડિઝાઇન કરતી વખતે, વિકાસકર્તાઓ નીચેની ઇજનેરી સમસ્યાઓ હલ કરે છે: મોટર-જનરેટરની ગણતરી કરો, બેરિંગ્સ પસંદ કરો, ફ્લાયવ્હીલ, તેમજ કૂલિંગ, મોનિટરિંગ અને કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સની ગણતરી કરો અને પછી ઉત્પાદન તરફ આગળ વધો.

ચોક્કસ ડ્રાઇવ મોડેલના હેતુના આધારે, તેમાં એકીકૃત ઇલેક્ટ્રિક મશીનો સિદ્ધાંતમાં અલગ હોઈ શકે છે. જો કે, ત્યાં એક નિર્વિવાદ લાભ છે સિંક્રનસ ઇલેક્ટ્રિક મશીનો… સિંક્રનસ મશીનોમાં, ત્યાં કોઈ પીંછીઓ નથી, અને રોટરના કાયમી ચુંબક મોટર-જનરેટરની ઉચ્ચ વિશિષ્ટ શક્તિ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

બેરિંગ્સ અને સસ્પેન્શન બિન-સંપર્ક બેરિંગ્સ માટે શ્રેષ્ઠ અનુકૂળ છે, જેમ કે ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટર (HTSC) પર આધારિત.

જો કે આવી સિસ્ટમોને ખાસ ઠંડકની જરૂર હોય છે, તેમ છતાં તે પાવર સપ્લાય વિના સંપૂર્ણ રીતે સ્થિર થાય છે: કાયમી ચુંબકના સમૂહનો ઇન્ડક્ટર સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિમાં HTSP મેટ્રિક્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ત્યાં કોઈ ઘર્ષણાત્મક નુકસાન નથી, હવામાં પણ, ઉચ્ચ ઝડપે પણ સ્પંદનો ન્યૂનતમ હોય છે, અને કામગીરી દરમિયાન માળખું આપમેળે કેન્દ્રિત થાય છે.

રશિયન MAI ખાતે વિકસિત ઉપકરણનું ઉદાહરણ

કાયમી ચુંબકનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સક્રિય એચટીએસપી બ્લોક્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને સપોર્ટ ઇન્સ્ટોલ કર્યા પછી, ફ્લાયવ્હીલ ફક્ત ક્રાયોસ્ટેટ પર ઝૂકે છે (1 સે.મી.થી ઓછા અંતરે તેની ઉપર ઊઠે છે), જ્યારે રેડિયલ દિશામાં આગળ વધતું નથી.

સ્ટેટર અને રોટર ધ્રુવોની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પરિણામે ટોર્ક બનાવે છે જે ફ્લાયવ્હીલને વેગ આપે છે અને આમ ડ્રાઇવને શક્તિ આપે છે.અને કારણ કે ગતિ સ્વરૂપમાં સંચિત સપોર્ટ્સમાં કોઈ નુકસાન નથી, તેથી ઊર્જા લાંબા સમય સુધી સંગ્રહિત થાય છે અને જો જરૂરી હોય તો, જનરેટર મોડમાં રૂપાંતર દ્વારા વપરાશ થાય છે.

સંપૂર્ણ નામાંકિત 500 kJ ઉર્જા એકઠા કરવાની પ્રક્રિયામાં, ફ્લાયવ્હીલ 300 સેકન્ડમાં 6000 રિવોલ્યુશન પ્રતિ મિનિટમાં ઝડપી બને છે. તે સરળતાથી 25 સેકન્ડ માટે 10 kW નો પાવર સપ્લાય કરી શકે છે, કારણ કે પ્લાન્ટમાંથી લેવામાં આવેલ રેટેડ પાવર અનુક્રમે 250 kJ છે, 1 kW નો લોડ 4 મિનિટ માટે સપ્લાય કરવાની ખાતરી આપી શકાય છે.

ચાર્જ કરતી વખતે ઇનપુટ વોલ્ટેજની આવર્તન 220-240 વોલ્ટના પ્રમાણભૂત મુખ્ય વોલ્ટેજ પર 50 Hz છે. ફ્લાયવ્હીલનું વજન 100 કિગ્રા છે અને જડતાની ક્ષણ આશરે 3.6 કિગ્રા * m2 છે.

જનરેટર મોડ માટે, પસંદગી દરમિયાન વર્તમાન આવર્તન 160 થી 240 વોલ્ટના વોલ્ટેજ પર ત્રણ તબક્કાઓ પર 200 Hz છે. પસંદગી માટે મહત્તમ રેટ કરેલ પાવર 11 kW છે.

રશિયા અને CIS માટે સંભાવનાઓ

તાજેતરમાં જ, રશિયન કંપની કાઇનેટિક પાવરે સુપર ફ્લાય વ્હીલ્સ પર આધારિત સ્થિર ગતિ ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણોનું પોતાનું સંસ્કરણ બનાવ્યું છે. આવા એક સંગ્રહ ઉપકરણ 100 kWh સુધીની ઉર્જાનો સંગ્રહ કરવા અને 300 kW સુધીની ટૂંકા ગાળાની શક્તિ પ્રદાન કરવા સક્ષમ છે.

રશિયન બજારની પરિસ્થિતિઓમાં, આવા ઘણા સ્ટોરેજ ઉપકરણોનું જૂથ ખર્ચાળ અને વિશાળ પમ્પ્ડ પાવર પ્લાન્ટ્સને બદલીને, સમગ્ર પ્રદેશના ઇલેક્ટ્રિક લોડની દૈનિક વિજાતીયતાને સમાન કરવામાં સક્ષમ છે.

વધુમાં, શરૂઆતમાં નોંધ્યું છે તેમ, કાઇનેટિક સ્ટોરેજ ઉપકરણોનો ઉપયોગ ઉચ્ચ સ્તરની જવાબદારીવાળા ઉપકરણોને અવિરત શક્તિ પ્રદાન કરવા માટે કરી શકાય છે.આ વિકાસના અનન્ય ગુણધર્મો સેકન્ડના સોમા ભાગના સ્તરે ઉપકરણના પ્રતિભાવને સુનિશ્ચિત કરે છે, જે વપરાશકર્તાઓને એક સેકન્ડ માટે વીજ પુરવઠો વિક્ષેપિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.