ऊर्जा भंडारण उपकरण क्या हैं

प्रौद्योगिकी के

प्रकृति ने मनुष्य को विभिन्न स्रोत दिए हैंऊर्जा: सूरज, हवा, नदियों और अन्य। इन मुक्त ऊर्जा जनरेटर का नुकसान स्थिरता की कमी है। इसलिए, अतिरिक्त ऊर्जा की अवधि में, इसे संचायक में संग्रहीत किया जाता है और अस्थायी गिरावट की अवधि के दौरान खपत होती है। ऊर्जा भंडार निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है:

  • संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा;
  • इसके संचय और वापसी की दर;
  • विशिष्ट गुरुत्व;
  • ऊर्जा भंडारण अवधि;
  • विश्वसनीयता;
  • निर्माण और रखरखाव की लागत, और अन्य।

फोन के लिए ऊर्जा की दुकान

ड्राइव के व्यवस्थितकरण के तरीके कई हैं। सबसे सुविधाजनक में से एक संचयकर्ता में प्रयुक्त ऊर्जा के प्रकार के अनुसार वर्गीकरण है, और इसके संचय और वापसी की विधि के अनुसार। ऊर्जा भंडारण निम्नलिखित मुख्य प्रकारों में विभाजित हैं:

  • यांत्रिक;
  • थर्मल;
  • बिजली;
  • रासायनिक।

संभावित ऊर्जा का संचय

इन उपकरणों का सार सरल है। भार उठाते समय, संभावित ऊर्जा का संचय होता है, जबकि इसे कम करने से उपयोगी कार्य होता है। डिजाइन की विशेषताएं कार्गो के प्रकार पर निर्भर करती हैं। यह एक ठोस, तरल या एक मुक्त बहने वाला पदार्थ हो सकता है। एक नियम के रूप में, इस प्रकार के उपकरणों का डिज़ाइन अत्यंत सरल है, इसलिए उच्च विश्वसनीयता और लंबी सेवा जीवन है। संग्रहीत ऊर्जा का भंडारण समय सामग्री के स्थायित्व पर निर्भर करता है और हजारों वर्षों तक पहुंच सकता है। दुर्भाग्य से, ऐसे उपकरणों में ऊर्जा की कम तीव्रता होती है।

गतिज ऊर्जा का यांत्रिक भंडारण

इन उपकरणों में, ऊर्जा एक शरीर के आंदोलन में संग्रहीत होती है। यह आमतौर पर एक दोलन या अनुवादकीय गति है।

ऑसिलेटरी सिस्टम में काइनेटिक ऊर्जाशरीर के घूमने की क्रिया में केंद्रित। शरीर की गति के साथ कुछ समय में ऊर्जा की आपूर्ति और खपत होती है। तंत्र स्थापित करने में काफी जटिल और जटिल है। व्यापक रूप से यांत्रिक घड़ियों में उपयोग किया जाता है। संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा आमतौर पर छोटी होती है और केवल डिवाइस के संचालन के लिए ही उपयुक्त होती है।

जाइरो एनर्जी ड्राइव्स

गतिज ऊर्जा का भंडार इसमें केंद्रित हैचक्का घुमाना। फ्लाईव्हील की विशिष्ट ऊर्जा एक समान स्थिर भार की ऊर्जा से अधिक है। महत्वपूर्ण शक्ति प्राप्त करने या भेजने के लिए समय की एक छोटी अवधि में एक अवसर है। ऊर्जा भंडारण का समय छोटा है, और कुछ घंटों तक सीमित अधिकांश संरचनाओं के लिए। आधुनिक प्रौद्योगिकियां ऊर्जा भंडारण समय को कई महीनों तक लाना संभव बनाती हैं। फ्लाईवहेल्स झटके के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। डिवाइस की ऊर्जा सीधे इसके रोटेशन की गति पर निर्भर करती है। इसलिए, ऊर्जा के संचय और पुनरावृत्ति की प्रक्रिया में, चक्का के रोटेशन की गति में बदलाव होता है। और लोड के लिए, एक नियम के रूप में, एक स्थिर, कम घूर्णी गति की आवश्यकता होती है।

ऊर्जा भंडारण

अधिक होनहार उपकरण हैंsupermahovika। वे स्टील टेप, सिंथेटिक फाइबर या तार से बने होते हैं। डिज़ाइन घनी हो सकती है या खाली जगह हो सकती है। मुक्त स्थान की उपस्थिति में, टेप के घुमावों को घुमाव की परिधि में ले जाया जाता है, चक्का की जड़ता का क्षण बदल जाता है, कुछ ऊर्जा विकृत वसंत में संग्रहीत होती है। ऐसे उपकरणों में, पूरे शरीर के निर्माण की तुलना में रोटेशन की गति अधिक स्थिर होती है, और उनकी ऊर्जा की तीव्रता बहुत अधिक होती है। इसके अलावा, वे सुरक्षित हैं।

आधुनिक सुपर फ्लाईव्हील केवलर फाइबर से बने होते हैं। वे चुंबकीय निलंबन पर एक निर्वात कक्ष में घूमते हैं। कई महीनों तक ऊर्जा बचाने में सक्षम।

लोचदार बलों का उपयोग करके यांत्रिक ड्राइव

इस प्रकार का उपकरण विशाल भंडारण में सक्षम हैविशिष्ट ऊर्जा। मैकेनिकल ड्राइव में, कई सेंटीमीटर के आयाम वाले उपकरणों के लिए ऊर्जा की खपत सबसे अधिक है। बहुत अधिक घूर्णी गति के साथ बड़े फ्लाईव्हील्स बहुत अधिक ऊर्जा गहन होते हैं, लेकिन वे बाहरी कारकों के लिए बहुत कमजोर होते हैं और भंडारण का कम समय होता है।

वसंत ऊर्जा का उपयोग करके यांत्रिक ड्राइव

सबसे बड़ा यांत्रिक प्रदान करने में सक्षमऊर्जा भंडारण के सभी वर्गों से बिजली। यह केवल वसंत की तन्य शक्ति द्वारा सीमित है। एक संकुचित वसंत में ऊर्जा कई दशकों तक संग्रहीत की जा सकती है। हालांकि, लगातार विरूपण के कारण, धातु में थकान जमा होती है, और वसंत क्षमता कम हो जाती है। एक ही समय में, उच्च गुणवत्ता वाले स्टील स्प्रिंग्स, ऑपरेटिंग परिस्थितियों के अधीन, क्षमता के प्रशंसनीय नुकसान के बिना सैकड़ों वर्षों तक काम कर सकते हैं।

घर के लिए ऊर्जा भंडारण

वसंत कार्य किसी भी लोचदार प्रदर्शन कर सकते हैंतत्वों। उदाहरण के लिए, रबर हार्नेस, प्रति यूनिट द्रव्यमान में संग्रहीत ऊर्जा के मामले में स्टील उत्पादों की तुलना में दस गुना अधिक है। लेकिन रासायनिक उम्र बढ़ने के कारण रबर की सेवा का जीवन केवल कुछ साल है।

संकुचित गैसों का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा भंडारण

इस प्रकार के उपकरण में, ऊर्जा भंडारणगैस के संपीड़न के कारण होता है। यदि ऊर्जा की अधिकता है, तो दबाव में सिलेंडर में कंप्रेसर के माध्यम से गैस को पंप किया जाता है। आवश्यकतानुसार, संपीड़ित गैस का उपयोग टरबाइन या विद्युत जनरेटर को घुमाने के लिए किया जाता है। टरबाइन के बजाय कम शक्ति पर, पिस्टन मोटर का उपयोग करना उचित है। सैकड़ों वायुमंडलों में दबाव में एक पोत में गैस में कई वर्षों के लिए एक उच्च विशिष्ट ऊर्जा घनत्व होता है, और उच्च गुणवत्ता वाले फिटिंग की उपस्थिति में - दशकों से।

तापीय ऊर्जा का संचय

हमारे देश का अधिकांश क्षेत्र स्थित हैउत्तरी क्षेत्रों में, इतनी ऊर्जा का उपयोग हीटिंग के लिए मजबूर किया जाता है। इस संबंध में, भंडारण रिंग में गर्मी रखने और यदि आवश्यक हो तो इसे वहां से पुनर्प्राप्त करने की समस्या को नियमित रूप से हल करना आवश्यक है।

गर्मी ऊर्जा भंडारण उपकरणों

ज्यादातर मामलों में, उच्च हासिल करना संभव नहीं हैसंग्रहीत गर्मी ऊर्जा और इसके संरक्षण के किसी भी महत्वपूर्ण अवधियों का घनत्व। मौजूदा सुविधाओं के कारण उनकी कई विशेषताएं और उच्च मूल्य व्यापक उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

ताप क्षमता के कारण संचय

यह सबसे प्राचीन तरीकों में से एक है। यह किसी पदार्थ के गर्म होने और उसके ठंडा होने के दौरान ऊष्मा के निकलने के दौरान थर्मल ऊर्जा के संचय के सिद्धांत पर आधारित है। इस तरह के ड्राइव का डिज़ाइन बेहद सरल है। यह गर्मी हस्तांतरण तरल पदार्थ के साथ किसी भी ठोस पदार्थ या बंद कंटेनर का एक टुकड़ा हो सकता है। ऊष्मा ऊर्जा भंडारण उपकरणों में बहुत लंबा सेवा जीवन होता है, ऊर्जा का लगभग असीमित संचय और वापसी चक्र। लेकिन भंडारण का समय कई दिनों से अधिक नहीं होता है।

विद्युत ऊर्जा भंडारण

विद्युत ऊर्जा सबसे सुविधाजनक हैआधुनिक दुनिया में फार्म यही कारण है कि इलेक्ट्रिक ड्राइव व्यापक और सबसे विकसित हैं। दुर्भाग्य से, सस्ते उपकरणों की विशिष्ट क्षमता छोटी है, और बड़ी विशिष्ट क्षमता वाले उपकरण बहुत महंगे और अल्पकालिक हैं। विद्युत ऊर्जा भंडारण उपकरण कैपेसिटर, आयनिस्टर्स, बैटरी हैं।

संधारित्र

यह सबसे बड़ा प्रकार का ऊर्जा भंडारण है। कैपेसिटर -50 से +150 डिग्री तक तापमान पर काम कर सकता है। ऊर्जा रिटर्न के संचय के चक्र की संख्या - प्रति सेकंड अरबों की संख्या। समानांतर में कई कैपेसिटर को कनेक्ट करके, आप आसानी से आवश्यक आकार की क्षमता प्राप्त कर सकते हैं। इसके अलावा, चर कैपेसिटर हैं। ऐसे कैपेसिटर के समाई को बदलनायंत्रवत् या विद्युत रूप से या तापमान के संपर्क में आने से। सबसे अधिक बार, चर कैपेसिटर को दोलन सर्किट में पाया जा सकता है।

चर कैपेसिटर

कैपेसिटर को दो वर्गों में विभाजित किया जाता है - ध्रुवीय औरअध्रुवीय। ध्रुवीय (इलेक्ट्रोलाइटिक) की सेवा जीवन गैर-ध्रुवीय से कम है, वे बाहरी स्थितियों पर अधिक निर्भर हैं, लेकिन साथ ही साथ एक उच्च विशिष्ट क्षमता है।

ऊर्जा भंडारण कैपेसिटर के रूप में - बहुत नहींसफल उपकरण। उनके पास एक छोटी क्षमता और संग्रहीत ऊर्जा का कम विशिष्ट घनत्व है, और भंडारण समय की गणना सेकंड, मिनट और शायद ही कभी घंटों में होती है। कैपेसिटर का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है।

संधारित्र की गणना, एक नियम के रूप में, मुश्किल नहीं है। विभिन्न प्रकार के कैपेसिटर पर सभी आवश्यक जानकारी तकनीकी संदर्भों में प्रस्तुत की जाती है।

ionistory

इन उपकरणों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा हैध्रुवीय कैपेसिटर और बैटरी। कभी-कभी उन्हें "सुपरकैपेसिटर" कहा जाता है। तदनुसार, उनके पास चार्ज-डिस्चार्ज चरणों की एक बड़ी संख्या है, क्षमता कैपेसिटर की तुलना में अधिक है, लेकिन छोटी बैटरी की तुलना में थोड़ा कम है। ऊर्जा भंडारण का समय कई हफ्तों तक है। Ionistors तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं।

पावर बैटरी

यदि विद्युत बैटरी का उपयोग किया जाता हैऊर्जा का एक बहुत संग्रह करने की जरूरत है। लीड-एसिड डिवाइस इस उद्देश्य के लिए सबसे अच्छे हैं। उन्होंने लगभग 150 साल पहले आविष्कार किया था। और तब से, बैटरी डिवाइस में कुछ भी नया नहीं पेश किया गया है। कई विशिष्ट मॉडल दिखाई दिए, घटकों की गुणवत्ता में काफी वृद्धि हुई, बैटरी की विश्वसनीयता बढ़ी। यह उल्लेखनीय है कि विभिन्न उद्देश्यों के लिए विभिन्न निर्माताओं द्वारा बनाई गई डिवाइस बैटरी केवल मामूली विवरण में भिन्न होती है।

विद्युत रासायनिक बैटरियों में विभाजित हैंकर्षण और शुरू। बिजली, निर्बाध बिजली की आपूर्ति, बिजली उपकरणों में इस्तेमाल किया गया कर्षण। इन बैटरियों की विशेषता एक लंबी वर्दी निर्वहन और इसकी अधिक गहराई है। बैटरी शुरू करने से थोड़े समय में एक बड़ा करंट पैदा हो सकता है, लेकिन उनके लिए एक गहरा निर्वहन अस्वीकार्य है।

बैटरी डिवाइस

इलेक्ट्रोकेमिकल बैटरियों का सीमित उपयोग होता हैचार्ज-डिस्चार्ज चक्रों की संख्या, औसतन, 250 से 2000 तक। ऑपरेशन के अभाव में भी कुछ वर्षों के बाद वे विफल हो जाते हैं। इलेक्ट्रोकेमिकल बैटरी तापमान के प्रति संवेदनशील होती हैं, इसके लिए लंबे चार्ज समय और ऑपरेटिंग नियमों के सख्त पालन की आवश्यकता होती है।

डिवाइस को समय-समय पर रिचार्ज करना चाहिए। वाहन पर स्थापित संचायक को जनरेटर से गति में चार्ज किया जाता है। सर्दियों में, यह पर्याप्त नहीं है, ठंडी बैटरी अच्छी तरह से चार्ज नहीं करती है, और इंजन शुरू करने के लिए बिजली की खपत बढ़ जाती है। इसलिए विशेष चार्जर के साथ गर्म कमरे में बैटरी को अतिरिक्त रूप से चार्ज करना आवश्यक है। लीड-एसिड उपकरणों की प्रमुख कमियों में से एक उनका महान वजन है।

कम बिजली उपकरणों के लिए बैटरी

अगर आपको छोटे वाले मोबाइल उपकरणों की आवश्यकता हैवजन करना, फिर निम्न प्रकार की बैटरी चुनें: निकल-कैडमियम, लिथियम-आयन, धातु-हाइब्रिड, बहुलक-आयन। उनके पास एक उच्च विशिष्ट क्षमता है, लेकिन कीमत बहुत अधिक है। उनका उपयोग मोबाइल फोन, लैपटॉप, कैमरा, कैमकोर्डर और अन्य छोटे आकार के उपकरणों में किया जाता है। विभिन्न प्रकार की बैटरी उनके मापदंडों में भिन्न होती हैं: आवेश चक्रों की संख्या, शेल्फ जीवन, क्षमता, आकार आदि।

उच्च क्षमता ली-आयन बैटरीइलेक्ट्रिक कारों और हाइब्रिड कारों में उपयोग किया जाता है। उनके पास कम वजन, उच्च विशिष्ट क्षमता और उच्च विश्वसनीयता है। इसी समय, लिथियम-आयन बैटरी बहुत आग खतरनाक होती हैं। इग्निशन एक शॉर्ट सर्किट, मैकेनिकल विरूपण या मामले के विनाश, चार्ज के उल्लंघन या बैटरी के निर्वहन से हो सकता है। लिथियम की उच्च गतिविधि के कारण आग बुझाना काफी मुश्किल है।

बैटरी प्रकार

Accumulators कई उपकरणों का आधार हैं। उदाहरण के लिए, फोन के लिए ऊर्जा भंडारण उपकरण एक कॉम्पैक्ट बाहरी बैटरी है जिसे टिकाऊ, जलरोधक आवास में रखा गया है। यह आपको सेल फोन को चार्ज करने या बिजली देने की अनुमति देता है। शक्तिशाली मोबाइल ऊर्जा भंडारण उपकरण किसी भी डिजिटल उपकरणों, यहां तक ​​कि लैपटॉप को चार्ज करने में सक्षम हैं। ऐसे उपकरणों में, एक नियम के रूप में, बड़ी क्षमता के लिथियम आयन बैटरी स्थापित होते हैं। घर के लिए ऊर्जा भंडारण भी नहीं बिना बैटरी के करें। लेकिन ये बहुत अधिक जटिल उपकरण हैं। बैटरी के अलावा, उनमें एक चार्जर, एक नियंत्रण प्रणाली, एक इन्वर्टर शामिल हैं। डिवाइस फिक्स्ड नेटवर्क और अन्य स्रोतों से काम कर सकते हैं। औसत उत्पादन शक्ति 5 किलोवाट है।

रासायनिक ऊर्जा भंडारण

"ईंधन" और "ईंधन-मुक्त" प्रकार हैंड्राइव। उन्हें विशेष तकनीक और अक्सर उच्च तकनीक वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है। प्रयुक्त प्रक्रियाएं आपको विभिन्न रूपों में ऊर्जा प्राप्त करने की अनुमति देती हैं। थर्मोकैमिकल प्रतिक्रियाएं कम और उच्च तापमान दोनों पर हो सकती हैं। उच्च तापमान प्रतिक्रियाओं के लिए घटकों को केवल तभी पेश किया जाता है जब ऊर्जा प्राप्त करना आवश्यक होता है। इससे पहले, वे अलग-अलग जगहों पर, अलग-अलग संग्रहीत होते हैं। कम तापमान प्रतिक्रियाओं के लिए घटक आमतौर पर एक ही कंटेनर में होते हैं।

ऊर्जा का संचय

इस पद्धति में दो पूरी तरह से स्वतंत्र शामिल हैंचरणों: ऊर्जा का संचय ("चार्जिंग") और इसका उपयोग ("डिस्चार्ज")। पारंपरिक ईंधन, एक नियम के रूप में, एक बड़ी विशिष्ट ऊर्जा क्षमता है, लंबे समय तक भंडारण की संभावना, उपयोग में आसानी। लेकिन जीवन अभी भी खड़ा नहीं है। नई प्रौद्योगिकियों की शुरूआत ईंधन पर उच्च मांग रखती है। समस्या को मौजूदा में सुधार और नए, उच्च-ऊर्जा ईंधन बनाने के द्वारा हल किया गया है।

नए नमूनों का व्यापक परिचय रोकता हैउन्नत तकनीकी प्रक्रियाओं की कमी, काम में उच्च आग और विस्फोट के खतरे, उच्च योग्य कर्मियों की आवश्यकता, उच्च लागत प्रौद्योगिकी।

ईंधन रासायनिक ऊर्जा भंडारण

इस प्रकार के भंडारण के लिए ऊर्जा का भंडारण किया जाता हैकुछ रसायनों को दूसरों में परिवर्तित करके। उदाहरण के लिए, हाइड्रेटेड चूना गर्म होने पर जली हुई अवस्था में बदल जाता है। जब "डिस्चार्जिंग" किया जाता है तो संग्रहीत ऊर्जा को गर्मी और गैस के रूप में जारी किया जाता है। यह तब होता है जब चूने को पानी से ढक दिया जाता है। प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, यह आमतौर पर घटकों को संयोजित करने के लिए पर्याप्त है। संक्षेप में, यह एक प्रकार का थर्मोकेमिकल प्रतिक्रिया है, यह केवल सैकड़ों और हजारों डिग्री के तापमान पर होता है। इसलिए, उपयोग किए जाने वाले उपकरण बहुत अधिक जटिल और महंगे हैं।

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