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Understanding Méthodes du Stockage D'énergie ISBN: 0-86619-222-0 [C]1985, Volontaires dans Assistance Technique,
PREFACE
Ce papier dans une d'une série publiée par les Volontaires dans Technique Assistance fournir une introduction ŕ état actuel de la technique spécifique technologies d'intéręt ŕ gens au pays en voie de développement. Les papiers sont projetés d'ętre utilisé comme directives pour aider les gens choisissent des technologies qui sont convenable ŕ leurs situations. Ils ne sont pas projetés de fournir construction ou mise en oeuvre les détails. Ŕ gens sont conseillés vivement de contacter VITA ou une semblable organisation pour renseignements complémentaires et assistance technologique si ils trouvent qu'une technologie particuličre paraît satisfaire leurs besoins.
Les papiers dans les séries ont été écrits, examinés, et illustrés presque tout ŕ fait par VITA Volunteer experts techniques sur un purement la base volontaire. Quelques 500 volontaires ont été impliqués dans la production des 100 titres premiers publiés, en contribuant approximativement 5,000 heures de leur temps. Le personnel VITA a inclus Maria Giannuzzi comme éditeur Julie Berman qui manie composition et disposition, et Margaret Crouch comme directeur du projet.
L'auteur de ce papier, Clyde S. Ruisseaux, a été Volontaire VITA pour beaucoup de years. Il tient un B.S. dans chimie et a fait travail diplomé ŕ Duc Université et Université Carnegie-Mellon. Actuellement, les Ruisseaux exécutent des assistances techniques de la recherche indépendantes dans la chimie physique appliquée. Son expérience inclut le chimique du charbon traiter, stimulation chimique de récupération de l'huile, et énergie les processus de la conversion. Les critiques de ce papier sont aussi VITA Volunteers. Paul J. Hauck a été ingénieur mécanique pour Westinghouse pour les 20 années passées. Il conçoit systems de la tuyauterie et contraignez des vaisseaux et opčre et maintient des pompes, moteurs, chaleur, échangeurs, valves, etc. LeGrand Merriman est ingénieur électricien qui a travaillé pour Westinghouse pour 31 années. Ses attributions ont inclus diriger l'installation, démarrage et entretien de equipment. électrique Lester H. Smith, Jr., un ingénieur électricien, est un partenaire fondateur d'une consultant entreprise électrique responsable pour plusieurs médical, institutionnel, commercial, et projets résidentiels aux États-Unis.
VITA est soldat, organisation sans but lucratif qui supporte des gens, travailler sur les problčmes techniques au pays en voie de développement. VITA offre l'information et assistance ont visé aider des individus et les groupes sélectionner et rendre effectif des technologies approprient ŕ leur les situations. VITA maintient un Service de l'Enquęte international, un le centre de la documentation spécialisé, et un tableau de service informatisé de le volontaire consultants techniques; dirige des projets de champ ŕ long terme; et publie une variété de manuels technique et papiers.
I. L'INTRODUCTION
La capacité du stockage d'énergie est essentielle si le maximum économique l'avantage sera gagné de petites centrales électriques. Ŕ moins que le la centrale électrique est opérée ŕ charge pleine sur une base continuelle, lŕ, soyez des périodes quand il y a une demande de la charge inférieure sur la plante. Par suite de cette demande inférieure, l'énergie en excčs sera produite par la plante. L'usage d'un system du stockage d'énergie permettra pour la reprise de cette énergie du surplus et son usage plus tardif pendant périodes de haute demande.
Ce papier présente une révision critique des traits techniques, état de développement, et économie de plusieurs stockage d'énergie systems et leur compatibilité avec petit pouvoir plants. Le les petites centrales électriques examinées ici ont des capacités de la génération dans une gamme de 1 ŕ 50 kilowatts (kW) et consiste en systems tel comme moulins ŕ vent et énergie hydroélectrique peu importante.
Systems du stockage d'énergie potentiellement compatible avec petit pouvoir les plantes incluent des piles, volants, eau pompée, et compressé l'air. (* ) Dans sélectionner un system du stockage d'énergie pour petit pouvoir plantes au pays en voie de développement, les facteurs les plus importants ŕ considérez est capacité de mémoire exigée; coűts de le capital; opérer les coűts; nature de facteurs d'utilisation du storage/generation; complexité du system quant ŕ comme facilement les system peuvent ętre construits, a opéré, et maintenu; disponibilité du matériel; forme d'énergie récupérable de stockage; efficacité de la conversion; et le courant du pays état de développement technique dans les champs apparentés.
Dans cet examen de systems du stockage d'énergie, l'accentuation sera placé sur les traits techniques totaux du systems et leur performance comparative et efficacité. Les caractéristiques de les plusieurs technologies du stockage d'énergie sont considérées au-dessous comparé avec l'un l'autre individuellement et alors. Basé sur ceci la comparaison, recommandations comme au stockage le plus prometteur systems pour usage dans combinaison avec énergie hydroélectrique peu importante et vent que les générateurs d'énergie sont faits. Il devrait ętre noté que le discussion de facteurs économiques (par exemple, charges d'exploitation) est basé sur données obtenue de grandes centrales électriques dans pour la plupart hautement pays industrialisés tels que les États-Unis.
* Les autres technologies du stockage d'énergie plus avancées sont au-delŕ le étendue de ce papier.
Un mot de prudence: C'est au-delŕ l'étendue de ce papier ŕ fournissez un detailed qui construit ou analyse économique d'énergie systems du stockage. Une étude de faisabilité doit ętre exécutée pour tout site. donné Néanmoins, ce papier aidera dans le sélection de system du stockage d'énergie prometteur qui mérite plus l'étude détaillée.
II. L'ALTERNATIVE SYSTEM
Plusieurs systems du stockage d'énergie seront examinés dans cette section: piles, air comprimé, eau pompée, et volants.
LES PILES
Les piles sont utilisées pour entreposer l'électricité produit par communément machines du vent et plantes de l'énergie hydroélectrique peu importantes. Un system typique les couples l'arbre de commande de la source du pouvoir ŕ un courant continu (DC) générateur. L'axe de rotation produit l'énergie mécanique, lequel est converti ŕ électricité par le générateur. L'électricité en excčs peut ętre entreposé dans banques de piles alors.
Avant de choisir tout générateur et system du stockage, vous déterminez de combien de pouvoir vous aurez besoin. Tables 1 ŕ travers 3 spectacle la moyenne usage du pouvoir annuel pour maison électrique qui chauffe et appareils dans la gamme de 5,000-8,000 kilowattheures par année (kWh/yr). Un petit system du pouvoir du vent de 5 kW, tel qu'un actuellement vendu par une compagnie américaine, est estimé par le fabricant fournir approximativement 1,0000 kWh/yr sous conditions du vent de la moyenne. Un tel system serait plus qu'adéquat rencontrer le besoins énergétiques d'une maison individuelle dans un hautement a industrialisé pays tel que les États-Unis. (Aucune tentative n'est faite ici spécifier le vent conditionne essentiel pour l'économique opération de moulins ŕ vent. Mais il est établi bien équitablement que si la vélocité du vent n'accomplit pas ou dépasser 12 milles par heure pour la plupart de l'année, le placer de męme une petite machine du vent soyez économiquement irréaliste.) Basé sur cette évaluation, męme, une maison avec beaucoup d'appareils pourrait produire l'excčs suffisant propulsez pour justifier le coűt de stockage de la pile.
Pour déterminer le coűt d'une génération de la combinaison et system du stockage de la pile, la capacité et nombre de vent ou énergie hydroélectrique les générateurs doivent ętre établis, aussi bien qu'un banque appropriée de batteries rechargeables.
Le dessin adéquat de capacité de mémoire de la pile doit ętre basé sur a anticipé pouvoir en excčs pour le stockage et a recommandé la charge de la pile et vitesses de l' écoulement.
Table 1. La moyenne besoins énergétiques Annuels d'Appareils Électriques de 110 Volts
Average Power Estimated Required per Énergie Annuelle L'Appareil Consommation
(Watts) (kwh) * Préparation de la nourriture Le Mixer 385 15 Le Gril 1,436 100 Le couteau ŕ découper 92 8 Le Café Faiseur 894 106 La friteuse 1,448 83 Le Lave-vaisselle 1,201 383 La Oeuf Cuisiničre 516 14 Le poęle ŕ frire 1,196 185 La plaque de chauffage 1,257 90 L'Agitateur 127 13 Le Four (microwave) 1,450 190 Range avec four 12,200 1,175 oven autonettoyant 12,200 1,205 Le Rôtisseur 1,333 205 Sandwich Gril 1,161 33 Le Grille-pain 1,146 39 Trash Compactor 400 50 Le gaufrier 1,116 22 Waste Broyeur 445 30
* Conservation de la nourriture Le Congélateur (15 ft) du cu 341 1,195 Le Congélateur (2 pieds du cu FROSTLESS ) 440 1,761 Le Réfrigérateur (12 ft) du cu 241 728 Le Réfrigérateur (12 pieds du cu FROSTLESS ) 321 1,217 REFRIGERATOR/FREEZER (14 pieds du cu) 326 1,137 (frostless) de 14 pieds du cu 615 1,829 Bas Modčle D'énergie 1973, frostless de 21 pieds du cu, qui commence 2,480 qui court 320 1,200 * Santé & Beauté lamp Germicide 20 141 Le séchoir 381 14 Heat Lampe (infrared) 250 13 Barbier 14 18 La Soleil Lampe 279 16 La brosse ŕ dents 7 0.5 Le Vibrateur 40 2 * Amusement de maison Radio 71 86 RADIO/RECORD PLAYER 109 109 La Télévision
noircissent & type du tube blanc 160 350 L'état solide 55 120 colorent tubent le type 300 660 L'état solide 200 440 * Housewares Clock 2 17 Floor Cireur 305 15 La machine ŕ coudre 75 11 L'aspirateur 630 46 * Lumičres ampoules de 75 Watts (8 each) 600 864 * Lessive Clothes Sécheur 4,856 993 Iron (main) 1,008 144 La machine ŕ laver
(automatique) 512 103 La machine ŕ laver
(non automatic) 286 75 Le chauffe-eau 2,475 4,219 (recovery) rapide 4,474 4,811 * Climatisation du confort Le filtre d'air 50 216 Le climatiseur d'air (room) 1,565 1,889 Bed Revętement 177 147 Le Déshumidificateur 257 377 Fan (grenier) 370 281 Fan (circulating) 83 43 Fan (rollaway) 171 138 Fan (fenętre) 200 170 L'Appareil de chauffage (portable) 1,322 178 Heating Coussinet 65 10 L'Humidificateur 177 163 * Outils 1/4 " DRILL 250 2 Sabre a Vu 325 1 La Compétence a Vu 1,000 5 La Machine ŕ écrire 40 7 La pompe ŕ eau (1/3 HP) 420 150 3 " Ponceuse, Belt 770 10 * Maison électrique qui Chauffe [un] Measured Région Vivante 1,000 SQ. Le pied 17,000 16,300 1,500 SQ. Le pied 21,500 20,800 2,000 SQ. Le pied 26,000 25,500
Les sources: L'Association D'énergie électrique, 90 Avenue de Parc, New York, New York; Henry Clews, " énergie électrique du Vent, semaine de la " Affaire, mars, 24, 1973.
La note: La consommation du kilowattheure annuelle estimée des appareils électriques inscrit dans cette table est basé sur usage normal. Quand utiliser ces chiffres pour les projections, tel compte comme la dimension de l'appareil spécifique, le région géographique d'usage, et l'usage individuel devrait ętre pris dans la considération. S'il vous plaît notez que les puissances ne sont pas additives depuis toutes les unités n'est pas dans opération normalement en męme temps.
[un] Basé sur chiffres publiés par les utilités locales pour les maisons électriquement chauffées.
Table 2. L'Usage du Pouvoir de la Maison typique
Average Pouvoir Quotidien Énergie Required par Consommation
Type d'Appareil Appareil (Watts) (kWh) [un]
Le réfrigérateur: 14 CU. le pied frostless 615 5.00 1/2 brűleur ŕ mazout HP 400 3.21 Les lumičres (ampoule de 100 watts) que 100 x comptent de lumičres 5.60 Le tube de la couleur de la TÉLÉ 300 1.80 Le café faiseur 900 0.60 Le grille-pain 1,146 0.40 Le poęle ŕ frire 1,196 0.60 Les horloges (3) 2 0.14 La plaque de chauffage 1,257 0.42 L'aspirateur 630 0.63 DISHWASHER 1,201 0.80 La machine ŕ laver des vętements 512 0.25 Le sécheur des vętements 4,856 2.41
21.86 total
La source: Grumman Corporation Aérospatiale, Vivre avec Pouvoir du Vent, (Bethpage, New York, 1975), p. 4.
[un] 21.86 x 30 = 655.80 kWh par mois; 655.80 x 12 = 7,869 kWh par année.
Table 3. L'Usage de Maison en projet
Average Power Quotidien Énergie Required par Consommation
Type d'Appareil Appareil (Watts) (kWh) [un]
Le réfrigérateur: 21 cu. le pied FROSTLESS PHILCO FORD 320 2.56 1/2 brűleur ŕ mazout HP 400 3.21 Les lumičres (ampoule de 40 watts) que 40 x comptent de lumičres 2.24 L'état solide de la couleur de la TÉLÉ 200 1.20 Maker du café 900 0.60 Le grille-pain 1,146 0.40 Le poęle ŕ frire 1,196 0.60 Les horloges (3) 2 0.14 La plaque de chauffage 1,257 0.42 L'aspirateur 630 0.63 Le lave-vaisselle 1,201 0.80 La machine ŕ laver des vętements 512 0.25 Le sécheur des vętements 4,856 2.41
15.46 total
Source: Grumman Corporation Aérospatiale, Vivre avec Pouvoir du Vent, (Bethpage, New York, 1975), p. 4.
[un] 15.46 x 30 = 463.80 kWh par mois; 463.80 x 12 = 5,565.5 kWh par année.
Questions spécifiques qui doivent ętre considérées dans concevoir un tel les system sont:
- Les types de charges électriques ętre servi par le system. Si courant continu (DC) le pouvoir est exigé seulement ou si les onduleurs doivent ętre inclus pour compléter la conversion d'électricité DC entreposée ŕ courant alternatif (AC). Si les charges ętre servi sont en grande partie incandescentes allumer et chauffer, la production du system de la pile, peut rester courant continu depuis lampes ŕ incandescence et la plupart de la chaleur qui produit le matériel (appareils de chauffage de l'espace, grille-pain, repasse) opérez sur DC ou AC avec succčs. Si les charges sont Les moteurs (promenades de la pompe, ventilateurs) de 1/2 cheval-vapeur et plus grand ou est matériel de la communication (radio et télévision Les transmetteurs ), les onduleurs seront exigés comme une partie de le system du stockage.
- Si une multiple génération du pouvoir et multiple utilisateur Le system est exigé. Dans la plupart des candidatures, une perfection seule Le déménageur (moulin ŕ vent, turbine) sera exigé. Cependant, si que les multiples générateurs sont employés, équipement supplémentaire, doit ętre ajouté au system pour permettre placer parallčlement de production électrique. Les multiples installations de la pile accompagnent multiples générateurs comme une disposition général. Pour le plus Candidatures , un principal déménageur seul, générateur, et pile s'accumulent sera préféré dű ŕ la simplicité de installation, opération, et entretien. Oů étendu Les systems servir plus de charges sont désirés, une augmentation dans La capacité du system seul est l'approche préférée.
- Si matériel commercial avec performance établie les caractéristiques sont disponibles. Pendant que c'est possible ŕ s'assemblent et fabriquent un system de composants sans rapport, les chances pour opération prospčre seront rehaussées en utilisant systems usine - s'assemblé qui a été a conçu pour égaler l'un l'autre. Un compromis dans développement du system serait acheter et groupes de l'égal de matériel commercial. Par exemple, un principal déménageur et Le générateur pourrait ętre acheté et pourrait ętre égalé ŕ une pile Banque , chargeur, et onduleur.
- Les caractéristiques de la source d'énergie, par jour et par temps. Si Le vent est la source d'énergie, sa disponibilité doit ętre a déterminé, sur moyenne, pour chaque jour de chaque saison. Le sien La vélocité doit aussi ętre estimée. Si l'eau est la source, que les męmes déterminations doivent ętre faites. Si l'énergie La source est du vent ou arrose, ces déterminations doivent ętre a fait en avance de conception le system du stockage. Pour L'exemple , les vents varient dans vélocité pendant habituellement le Le jour ; pendant périodes de bas ou aucun vent, le system de la pile, doit ętre capable de fabrication en haut l'énergie électrique le Le générateur ne peut pas produire pendant ces périodes. De la męme façon, qui sait la longueur et temps d'événement de fort vent La vélocité permettra ŕ un dessinateur d'estimer comment grand un La pile banque peut ętre rechargée.
- Les caractéristiques de la demande de la charge électriques, par jour et par assaisonnent. Le quotidien, hebdomadaire, et caractéristiques saisonničres de la demande de la charge électrique doit ętre déterminé dans avancent de dessin du system. Faire électrique L'énergie disponible au moment de qu'il est exigé exige un de qui d'évaluation exacte de combien est exigée ŕ quelles heures jours which pendant l'année. Par exemple, si l'eau est ŕ Que soit pompé pour irrigation, ce sera vraisemblablement un continu chargent des certaines saisons partout. Allumer des charges veut paraissent dans le commencement du matin seulement, soirs, et tôt hours de la nuit, mais ces charges paraîtront tous les jours de l'année bien que le nombre d'heures varie chaque jour. Si le chauffage de l'espace sera fourni, il veut possible paraissez comme une charge sur le system pendant seulement un saison spécifique.
Les dépens d'un system donné doivent ętre estimés, basé sur discussions avec matériel fournisseurs regarder spécifique:
* performance spécifications pour le system; * coűts de le capital ; * qui embarque des coűts; * puissance absorbée et efficacité d'opération; * travaillent dur engagement exigé pour opération du system; et * a anticipé de la vie de composants matériels.
Ayant affirmé ces exigences pour conception de le systčme initiale et évaluer, c'est clair qu'un ingénieur électricien expérimenté devrait ętre sélectionné organiser et surveiller l'installation du system. Une fois un system s'est été assemblé, les travailleurs semi-qualifié pourraient devenir les opérateurs, mais il devrait y avoir la surveillance par quelqu'un suffisamment formé dans le matériel composant pour conduire tout nécessaire l'entretien systématique.
Aucune tentative n'est faite ici pour spécifier matériel qui doit ętre fait par l'ingénieur électricien sélectionné pour conception de le systčme, en collaboration, avec les fournisseurs du matériel spécifiques.
Il y a beaucoup de types de batteries rechargeables. Beaucoup de ceux-ci, dans plusieurs étapes de développement, ayez des données de rendement supérieur ŕ l'accumulateur ŕ le plomb. Cependant, quant ŕ en général performance démontrée, coűt, durée de vie, et annonce publicitaire la disponibilité, l'accumulateur ŕ le plomb est le plus conservateur et le choix économe (voyez la Table 4). Les accumulateurs ŕ le plomb industriels avec estimations du pouvoir aux heures de 225 ampčres et la vie de la régénération les cycles ŕ approximativement 1,800 sont disponibles commercialement.
Table 4. Comparaison des batteries rechargeables d'Aujourd'hui
La Battery Densité Par: [b]
Cost [Poids de l'a] Volume Life[c] La pile Type (Dollars/kWh) (Wh/kg) (kWh/cu.meter) (Cycles)
Argentez Zinc 900 120 310.8 100/300 Nickelez cadmium 600 40 127.1 300/2,000 Nickelez iron 400 33 49.4 3,000 Chargez acid: 50 22 91.8 1,500/2,000
SOURCE: D.L. Douglas, " Piles pour le Stockage D'énergie, " symposium sur le Stockage D'énergie, 168e National Rencontrer, Chimique américain, Société , Division du Combustible du Prétirage, Vol. 19, non. 4 (Washington, D.C.,: LES AC, 1974), PP. 135-154.
[les al ont Coűté ŕ l'utilisateur. [la capacité de la Pile du b] est taux inversement relatif ŕ de décharge. que Les valeurs montrées sont pour le taux de 6 heures. [les c] Font du vélo la vie dépend de plusieurs facteurs, y compris profondeur, de décharge, taux de charge et décharge, température, et montent de surcharge. La gamme montrée est de plus sévčre ŕ devoir modeste.
L'AIR COMPRIMÉ
Les arbres de commande de systems du pouvoir du vent ou énergie hydroélectrique peu importante les plantes peuvent ętre liées aux compresseurs du gaz conventionnels et usagé ŕ air de magasin ŕ pressions sur l'ordre de pouce carré de 600 livres (psi). L'air comprimé peut ętre dépressurisé par la suite ŕ travers turbines conventionnelles produire électricité, ou il peut que soit lié ŕ travers s'embrayer pour usage de l'énergie entreposée pour propulser toute machinerie mécanique conduite par un axe de rotation ou promenade la ceinture. Les efficacités de 75 pour cent peuvent ętre atteintes pour utilisation de l'énergie entreposée. Le gaz compressé peut ętre ou air ou gaz du combustible (par exemple, naturel gaz ou hydrogčne) . However, pour buts de ce papier, la discussion soyez en rapport avec air comprimé seulement.
L'économie de stockage sera trčs favorable si exister sous la terre la capacité de mémoire telle qu'huile épuisée présente, charbon les mines, ou les nappes aquifčre peuvent ętre utilisées. stockage Clandestin de naturel le gaz est un a utilisé largement et technologie économe. Si sous la terre les citernes de stockage sont utilisées, les dépens sont minimisés, mais un certain montant de perte du gaz du résidu irrécupérable (20 pour cent ou plus) ętre accepté comme une amende. Le haute pression gaz peut aussi que soit entreposé dans les récipients de l'acier. However, si les nouveaux récipients doivent ętre acheté, les coűts de le capital pour une grande centrale électrique peuvent ętre grandement increased. Pour les petits entreprise, les réservoirs de l'acier sont un pratique l'alternative.
L'EAU POMPÉE
L'eau pompée, a entreposé ŕ le jour ou sous la terre, peut ętre aussi utilisé comme un dispositif ŕ mémoire d'énergie dans combinaison avec non plus peu important hydro ou vent générateurs d'énergie. Pumped eau comme un aidez dans nivellement de sommet pour génération de l'énergie hydroélectrique électrique a été utilisé aux États-Unis depuis les tôt 1930s. Les options pour le recouvrement d'énergie est assez semblable ŕ air comprimé avec peut-ętre 5-15 percent' moins de rendement global que cela a obtenu de air. compressé stockage Clandestin dans les plusieurs types d'a épuisé mines ou offres des nappes aquifčre que quelque coűt avantage sur stockage de la surface, depuis les coűts de construction du réservoir peut augmenter grandement le coűt total de construction de centrale électrique.
Le stockage de l'eau pompé dans un réservoir spécial peut ętre fourni pendant hautes périodes du courant de la rivičre. Pendant dégels de la source ou pluvieux les saisons le courant de la rivičre peut ętre capable de développer plus de pouvoir que le les system électriques peuvent consommer. que L'eau entreposée peut ętre alors publié pour génération du pouvoir pendant futures périodes de la charge maximale ou seasons. sec les régions Étendues de terre doivent ętre inondées pour fournir stockage suffisant ou pondage pour un hydroplant. Les Pertes dű ŕ évaporation, irrigation, et infiltration dans le sol est difficile estimer et peut varier de temps en temps. Quand évaporation les taux sont hauts, un étang peu profond avec une grande région de la surface est désavantageux.
Les données disponibles sur coűts pour systems du stockage de l'eau pompé sont dérivé de centrales électriques de la dimension du mégawatt tout ŕ fait. Pour petit pouvoir les plantes, les données du coűt applicables doivent ętre calculées pour en l'emplacement donné a considéré.
LES VOLANTS
Le volant est un appareil dans qui autorise du stockage d'énergie le forme d'un wheel. tournant énergie Mécanique telle que cela du l'axe de rotation d'une énergie du vent ou system de l'énergie hydroélectrique peut ętre converti ŕ l'énergie cinétique d'un volant de bas frottement pour storage. Surplus énergie d'un vent ou les system de l'énergie hydroélectrique ont entreposé dans le volant tournant peut ętre retrouvé comme tourner par la suite l'arbre énergie mécanique ou peut-ętre a converti ŕ électrique d'énergie par un générateur satisfaire des demandes maximum.
L'énergie entreposée dans le volant est donnée par la formule W = 1/2 [Iw.sup.2] oů " W " est l'énergie entreposée, je " suis le moment de inertie du volant, et " w " est la vitesse angulaire dans les radians par seconde du flywheel. Un des traits attirants du volant sa faculté d'adaptation est ŕ une grande gamme d'énergie exigences pour petites centrales électriques dans le 1-50 kW range. Le la masse du volant et sa vitesse angulaire peut ętre variée ŕ obtenez cette gamme de capacités de mémoire. Les Efficacités sont potentiellement les hautes et d'énergie densités de 66 watts/kilogram peuvent ętre atteintes pour pouvoir qui atteint un maximum vitesses de la rotation de 1,800 ŕ 3,600 révolutions par minute (tr/min) en s'embrayant ŕ l'axe de rotation de les petits générateurs du pouvoir, si vent ou hydro.
La performance prospčre exige le dessin prudent et ŕ haute résistance l'Acier materials. a été utilisé pour les années, mais composites modernes, tel qu'alliages métalliques, fibre de verre, et fibre du polymer/carbon, fournissez la force a exigé pour cohésion pendant devoir étendu cycles prévenir échec catastrophique du volant ŕ haut la rotation speeds. Actually, bois et bambou sont bas-prix, ŕ haute résistance matičres du volant qui sont économiquement compétitives avec les matičres composées synthétiques citées au-dessus.
Le volant est assez compétitif avec le stockage de l'énergie alternatif systems pour petites centrales électriques quant ŕ efficacité, stockage la densité d'énergie, et cost. Petits volants qui en fournissent 30-1,000 les watt-heure (Wh) de stockage d'énergie pour autour de $50-100/kW a été développé (voyez le Chiffre 1).
Les volants sont petits, mais est des haut technologie appareils exiger savoir-faire de l'ingénieur sophistiqué de la part de ceux qui veulent sélectionnez le matériel et concevez l'égal au vent ou énergie hydroélectrique installation. Once a installé, les opérateurs semi-qualifié peuvent maintenez ces installations sous la surveillance d'un ingénieur.
III. COMPARISIONS ET RECOMMANDATIONS
Tables que 5 et 6 donnent ŕ comparaisons des densités d'énergie, conversion,
les efficacités, état de développement technique, données du coűt, et candidatures potentielles des plusieurs types de stockage d'énergie cependant, systems. que Ces comparaisons ont été basées sur données obtenue de grandes centrales électriques, et par conséquent doit ętre ajusté pour petit les centrales électriques.
Les critčres essentiels pour sélectionner un system du stockage d'énergie are: (1) la technologie devrait fournir la haute efficacité de la conversion; (2) matériel commercial devrait ętre disponible actuellement; et (3) dépens devraient ętre favorables comparé aux options alternatives.
Basé sur les critčres précités, le systems du stockage d'énergie le plus vraisemblablement ętre les deux techniquement faisable et économe sont:
1. Conversion ŕ électricité par générateurs et stockage dans Les accumulateurs ŕ le plomb .
2. Stockage comme énergie de la mécanique dans un volant avec récupération comme énergie de la mécanique.
3. Le air comprimé stockage, combiné avec un turbogenerator pour récupération d'énergie entreposée comme électricité ou comme mécanique L'énergie .
4. Pumped que l'eau a combiné avec un turbogenerator pour récupération d'énergie entreposée comme électricité ou comme énergie de la mécanique.
BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED READING LISTE
ABELSON, P.H., ED. Usage Energy:, Conservation et Supply. Special La Science Compendium. Washington, D.C.,: Association américaine pour l'Avancement de Science, 1974.
Adams, J.T. Électricité et Appareils Électriques Handbook. New York, Nouveau York: Arco Publishing Co., 1976.
Ayer, Franklin A. symposium sur Environnement et Conservation de l'Énergie. EPA 600/2-76/212:PB-271 680. Washington, D.C. : Etats-Unis Agence de la Protection De l'environnement, 1975.
BERKOWITZ, J.B. et Silverman, H.P. " Stockage " D'énergie. Les Débats
de symposium, le 6 octobre, 1975. P.O. Empaquetez 2071, Princeton, Nouveau, Jersey 08540: Nouvelle Sous-commission de la Technologie et Électrothermie et Divisions de la Métallurgie, Société Électrochimique, 1976.
Bockris, J.O. Options. New York D'énergie, New York,: John Wiley & Fils , 1980.
Le Brookhaven National Laboratoire. Débats des Entrepreneurs ERDA Review Réunion sur le Stockage de l'énergie chimique et l'Hydrogčne Systems D'énergie. CONF-761134. Upton, Nouveau York: Brookhaven, National Laboratoire, 1976.
Chubb, Analyse T.A. " de Dissociation du Gaz Pouvoir Thermique Solaire System. " Énergie Solaire 17. New York, New York,: PERGAMON Press, 1975, pp. 129-136.
COHEN, R.L. et Wernick, J.H. Le Stockage du " hydrogčne Propriétés Materials:
et Possibilités. " Science 214, 1981, pp. 1081-1095.
deWinter, F. et Cox, M., eds. La Mécanique " Stockage D'énergie System pour un 10 kWe régulateur de puissance Solaire. Soleil " --la Source du futur d'Espčce humaine d'Énergie. New York, New York,: Pergamon Presse, 1978.
Douglas, Piles D.L. " pour le Stockage " D'énergie. Symposium sur Énergie Le Stockage . 168e National Rencontrer, Américain Société Chimique, Division de Combustible Chemistry. Preprints Vol. 19, No. 4, 135-154. Washington, D.C.,: L'Américain Société Chimique, 1974.
DUFFIE, J.A. et Beckman, W.A. Processus Thermiques D'énergie Solaires. Le New York, Nouveau York: John Wiley & Fils, 1974.
Fickett, A.P. " centrales électriques " Combustible - Cellulaires Américain Scientifique 293(6), 1978, PP. 70-76.
Produisez un montant brut, S., ed. Dessin de la pile et Optimisation. Les Débats de Le symposium . Vol. 79. P.O. Empaquetez 2071, Princeton, New Jersey, 08540: Pile Division, Société Électrochimique, 1979.
Grumman Corporation Aérospatiale, Vivre Avec Pouvoir du Vent. Bethpage, Le New York: Grumman Corporation Aérospatiale, 1975.
Harboe, Henrik. L'Usage d'air comprimé pour le Stockage D'énergie. 168e National Rencontrer, Américain Société Chimique, Division, de Combustible Chemistry. Preprints Vol. 19, No. 4, 155-161. Washington, LE D.C. : L'Américain Société Chimique, 1974.
Jensen, J. Storage. Londres D'énergie, Angleterre et Boston, Massachusetts,: NEWNES-BUTTERWORTHS, 1980.
Johnson, D.G.; Escher, W.J.D.; et Pangborn, J.B. Nouvelle Énergie de une Vieille Source: Hydrogen d'Eau Tombante. La Société d'Automobile Engineers, No. 789135, Warrendale, Pennsylvania,: Société d'Ingénieurs Automobiles, 1978.
Marier, D. Vent Pouvoir pour le Homeowner. Emmaus, Pennsylvania: Rodale Presse, 1981.
Mathis, D.A. : Hydrogčne Technologie pour Énergie 1976. Technologie D'énergie Review No. 9. 18901 Route express Cranwood, Cleveland, Ohio, 44128: CONTRÔLÉ CYCLE PAR REDONDANCE Presse, 1976.
McMullan, J.T.; Morgan, R.; et Murray, R.B. Ressources D'énergie et Supply. Le New York, Nouveau York: John Wiley & Fils, 1976.
MCGOWN, L.B. et Bockris, J.O. Comment Obtenir l'Énergie Propre Abondante. New York, New York et Londres, England: Chambre Presse, 1980.
McGuigan, D. Harnessing le Vent pour Maison Energy. Charlotte, Vermont, 05445: Garden Chemin qui Publie Co., 1978.
McGuigan, D. Harnessing force hydraulique pour Maison Energy. Charlotte, Vermont 05445: Chemin de Jardin qui Publie Co., 1978.
McIntyre, J.D.G. ; Srinivasan, S. et Volonté, F.G., eds. L'électrode Matičres et Processus pour les Débats Storage. D'énergie de Le symposium . Vol. 77-6. P.O. Empaquetez 2071, Princeton, New Jersey, 08540: Pile et Divisions de l'Électrochimie Physiques et Groupe de la Technologie D'énergie, Société Électrochimique, 1977.
Portola Institute. Énergie Injecteur--Solaire, Eau, Vent, et Biofuels. Fremont, Californie 94536: Fricks - Parcs Presse, Inc., 1974.
Scott, l'Énergie hydroélectrique F.M. De Métro a Pompé le Stockage. 168E National Rencontrer, Américain Société Chimique, Division de Fuel Chemistry. Preprints Vol. 19, No. 4, 85-91. Washington, LE D.C. : L'Américain Société Chimique, 1974.
Silverman, J., Démonstration ed. " d'un Volant Bas-prix dans un Stockage D'énergie System. " Stockage D'énergie. New York, New York,: Pergamon Presse, 1980.
VEZIROGLU, T.N. et Seifritz, W., eds. L'Hydrogčne " System " D'énergie. Débats de deuxičme Hydrogčne du Monde Conférence D'énergie, Zurich, Suisse, 1978. New York de 21-24 aoűts, New York,: Pergamon Presse, 1978.