Rozwiązanie problemu stworzenia pojemnej, lekkiej, kompaktowej baterii można nazwać jednym z najbardziej wymagających zadań we współczesnym świecie. A opinia profesora, wynalazcy, doktora nauk technicznych Nurbey Gulia wyraźnie różni się od ogólnie przyjętej - nie chemicznej, elektrycznej, cieplnej, ale mechanicznej - po to jest teraźniejszość!
Nurbey Gulia.
Nurbey Gulia nazywa początek swoich badań zadaniem, które postawił sobie w wieku piętnastu lat - stworzeniem „kapsuły energetycznej”: energochłonnego akumulatora energii nieszkodliwej dla ludzi i środowiska. Od tego czasu uczył się wielu sposobów rozwiązywania, aż do momentu, gdy osiadł na znanym od zarania dziejach kole zamachowym - kole garncarskim, a co jeśli nie kole zamachowym?
Monolityczne (a) i * nawijane * (b) koła zamachowe.
W takim układzie łatwo jest gromadzić i uwalniać energię - podkręcanie - „ładowanie” i zatrzymywanie - „moc wyjściowa”. Problem tej metody tkwi w energochłonności, a raczej w niewystarczającej gęstości zmagazynowanej energii. Istnieją dwa sposoby, aby to zwiększyć: zwiększyć urządzenie lub zwiększyć prędkość obrotową koła zamachowego. W pierwszym cierpi zwartość, w drugim - bezpieczeństwo użytkowania.
Schemat super koła zamachowego Nurbey Gulia.
To wtedy Gulia przyjmuje założenie - dlaczego koło zamachowe miałoby być monolityczne? W końcu można go „nawinąć”: z metalowej taśmy lub kabla. W przypadku zniszczenia ten nie rozpada się na drobne części, a wręcz przeciwnie - jest zahamowany. Jednocześnie taka konstrukcja nie traci zużycia energii w porównaniu z konstrukcjami monolitycznymi. W 1964 roku Gulia otrzymał patent na swój projekt, tzw. Super koło zamachowe.
Nurbey Gulia i jedno z jego super kół zamachowych.
Film promocyjny:
Trzeba powiedzieć, że „zwykłe” koła zamachowe mogłyby mieć (w teorii) pojemność energetyczną rzędu 30–50 kJ na kilogram masy. W tym samym czasie konwencjonalne akumulatory kwasowo-ołowiowe miały 64 kJ / kg, a alkaliczne jeszcze wyższe - 110 kJ / kg. W rzeczywistości zużycie energii przez koła zamachowe było trzykrotnie niższe niż to możliwe, 10-15 kJ / kg, ze względu na konieczność zwiększenia marginesu bezpieczeństwa podczas produkcji.
Samochód hybrydowy Gulia. Przednie koła były napędzane silnikiem spalinowym, a tylne koła były napędzane przez wariator i koło zamachowe.
Pierwsze testy super koła zamachowego Gulii wykazały, że nawet pierwsza, nienajlepsza konstrukcja, jest w stanie wyprzedzić akumulatory kwasowo-ołowiowe z wystarczającym bezpieczeństwem: zerwanie taśmy nastąpiło, gdy obręcz przyspieszyła do 500 m / s (gęstość wynosiła 100 kJ / kg). W tym samym czasie zaproponowano wykorzystanie go w samochodzie i opracowano pierwszą hybrydę opartą na UAZ-450D.
Za granicą od lat 60-tych XX wieku rozwijane są także super koła zamachowe, a później (w latach 80-tych) znajdują swoje zastosowanie i całkiem z powodzeniem - w lotnictwie i statkach kosmicznych, w motoryzacji, a także w ewentualnych zasilaczach bezprzerwowych do budynków. … W tym przypadku super koło zamachowe gromadzi energię podczas nadmiernego, „szczytowego” wytwarzania energii elektrycznej przez stację, a podczas wzrostu zużycia oddaje. Straty w takim obiekcie to mniej niż dwa procent.
Schemat gyrotrolleybusa Lockheed * (USA) i jego napędu koła zamachowego.
Takie instalacje wykorzystuje na przykład Beacon Power, gdzie opracowuje się duże stacjonarne super koła zamachowe. Zmagazynowana energia (od 6 do 25 kWh) i moc (od 2 do 200 kW) zależą od modelu. Sprawność, jak już wspomniano, wynosi 98%. Nurbey Gulia również nie stoi w miejscu: pod jego kierownictwem rosyjska firma Kinetic Power opracowuje stacjonarny magazyn energii kinetycznej oparty na superkole zamachowym, który może przechowywać do 100 kWh i dostarczać do 300 kW.
Napędy Beacon Power.
Obecnie super koło zamachowe to kompozytowy bęben umieszczony w obudowie, która wytwarza podciśnienie w celu zmniejszenia tarcia. Teoretycznie takie urządzenie może przechowywać do 500 Wh (1,8 MJ) na kg masy. Zastosowanie nowoczesnych materiałów może zdziałać cuda: koło zamachowe, nawinięte nie ze stali, ale z włókna węglowego, zwiększa dwudziestokrotnie energochłonność, a jeśli nauczysz się używać włókna diamentowego, to zużycie energii wyniesie 15 MJ / kg!
Super koło zamachowe z włókna węglowego.
Nanotechnologia dodatkowo zwiększa możliwości super kół zamachowych, ponieważ teoretycznie umożliwiają one osiągnięcie fantastycznej gęstości energii: do 2500-3500 MJ / kg. Wyobraź sobie przez minutę - na jednym obrocie 150-kilogramowym super kołem zamachowym zwykły samochód osobowy będzie w stanie pokonać dwa miliony kilometrów.
Nowoczesne super koło zamachowe.
Technologie super koła zamachowego, z jakichś zupełnie niezrozumiałych powodów, nie mogą zainteresować dużych inwestorów. Nurbey Gulia nadal pracuje nad udoskonaleniem swojego wynalazku, rozwijając możliwość wyprodukowania superkoła zamachowego z grafenu (wydajność energetyczna będzie wynosić 1,2 kW * h / kg).
Oczywiście takie zmiany wymagają zarówno zastrzyków finansowych, jak i "inżynieryjnych", ale perspektywy zastosowania nie przeważają nad tymi problemami, które nie tylko można rozwiązać, ale według Gulii są potrzebne.