В НИУ «МЭИ» разработали экологичный способ экономии энергии — Naked Science
18 марта
НИУ «МЭИ»
2

В НИУ «МЭИ» разработали экологичный способ экономии энергии

4.3

Ученые из НИУ Московского энергетического института изобрели кинетический накопитель энергии с высокотемпературным сверхпроводниковым подвесом. Он снижает необходимость в частом заряде электрических аккумуляторных батарей.

Макет КНЭ с высокотемпературным сверхпроводниковым подвесом / ©Пресс-служба НИУ “МЭИ”

Принцип действия такого КНЭ основан на запасании электричества в виде механической энергии вращающегося маховика. Это экологически чистый способ экономии энергии: КНЭ снижает необходимость в частом заряде электрических аккумуляторных батарей. Высокую эффективность КНЭ дает магнитная левитация. Основная ее идея – использованиe бесконтактного магнитного подвеса на основе эффекта Мейснера, который возникает в высокотемпературных сверхпроводниках.

Благодаря возможности «запоминать» и «сохранять» магнитное поле, в котором охлаждены эти сверхпроводники, ученым удалось «подвесить» быстро вращающийся стальной диск (маховик) в вакууме практически без затрат энергии. Конструкция решает вопрос создания неуправляемого подвеса на основе высокотемпературных сверхпроводников, которые удерживают маховик внутри устройства, и полностью исключает трение.

3D-визуализация КНЭ в разрезе. Показаны основные элементы накопителя / ©Пресс-служба НИУ “МЭИ”

Ученые создали полностью интегрированную система КНЭ, где все элементы находятся в одной вакуумной камере. Это помогло отказаться от теплоизоляции для сверхпроводящих элементов, уменьшить немагнитный зазор в подвесе до одного миллиметра и, соответственно, повысить его характеристики.

3D-визуализация КНЭ в разрезе. Показаны основные элементы накопителя / ©Пресс-служба НИУ “МЭИ”

Затем были разработаны оригинальная конструкция магнитного бесконтактного арретира, чтобы установить положения маховика внутри вакуумной камеры в момент охлаждения сверхпроводящих элементов (до охлаждения сверхпроводящий подвес не удерживает маховик) и конструкция мотор-генератора для КНЭ, встраиваемого внутрь маховика, которая обеспечила минимальные потери энергии в режиме хранения. Особенность мотор-генератора — система постоянных магнитов в телe стального маховика, что дает возможность использовать его как ротор.

Демонстрация явления магнитной левитации / ©Пресс-служба НИУ “МЭИ”

«КНЭ с бесконтактным магнитным подвесом на основе эффекта высокотемпературной сверхпроводимости повышает эффективность хранения энергии до уровня современных аккумуляторных батарей. Его особенность — эффективное сглаживание быстрых колебаний мощности с характерным временем от долей секунды до десятков минут. КНЭ могут использоваться для быстрого реагирования энергетической системы на изменение баланса между генерируемой и потребляемой мощностью, связанных, например, с непостоянством скорости ветра», – Екатерина Курбатова, доцент кафедры Электромеханики, Электрических и Электронных Аппаратов (ЭМЭЭА).  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
НИУ «МЭИ» — ведущий университет России в области энергетики, электротехники, радиотехники, электроники и информационных технологий. Включает 12 институтов, более 100 кафедр и научно-исследовательских лабораторий, опытный завод, уникальную учебную ТЭЦ, полигон возобновляемой энергетики. Объемы НИОКР составляют 1,6 млрд. руб. (2020 г.) В НИУ «МЭИ» обучается более 20 тыс. студентов и аспирантов.
Вчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

Вчера, 11:54
Александр Березин

Среди полностью привитых препаратом от центра «Вектор» процент заболевших Covid-19 слабо отличим от процента заболевших среди тех, кто не прошел вакцинацию. В то же время среди привитых другими вакцинами этот показатель в несколько раз ниже, чем среди непривитых.

11 часов назад
Ольга Иванова

26-летняя девушка из Португалии обнаружила, что после родов у нее началась лактация из подмышечной впадины. Врачи заявили, что это редкий случай полимастии.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

29 июля
Сергей Васильев

В Канаде обнаружили окаменелости, поразительно похожие на скелет морских губок и при этом на миллионы лет старше Кембрийского взрыва, когда появились современные типы животных.

Вчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

-
0
+
Не совсем понял в чем тут инновация. немецкая компания Piller уже не одно десятилетие выпускает ДИБП(динамический источнник бесперебойного питания) с кинетическим накопителем вращающимся в вакууме, либо в гелии на магнитном подвесе с скоростью вращения 2500-4000 об/мин и массой от 5 до 10 тонн в зависимости от модели. Так же есть и другие фирмы.
19.03.2021
-
-2
+
Ну, прямо скажем, эта разработка не для экономии энергии, а для сглаживания пульсаций. И подобные конструкции в Штатах используют уже лет как 18, поэтому "изобрели" скорее нужно читать как "слямзили". Хотя, вполне возможно, разработчики не в курсе о текущем положении дел (однако патентный поиск должен был показать отсутствие приоритета). Но сам факт появления этой разработки в России отраден, сама идея кинетического упсика мне импонирует.
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: