Jaudīgas, vieglas, kompaktas akumulatora izveides problēmas risināšanu var saukt par vienu no mūsdienu pasaulē pieprasītākajiem uzdevumiem. Un profesora, izgudrotāja, tehnisko zinātņu doktora Nurbeja Gulija viedoklis manāmi atšķiras no vispārpieņemtā - nevis ķīmiskas, elektriskas, termiskas, bet gan mehāniskas glabāšanas - tas ir, kāda ir pašreizējā nākotne!
Nurbeja Gulija.
Nurbejs Gulija sava pētījuma sākumu sauc par uzdevumu, kuru viņš izvirzīja piecpadsmit gadu vecumā - par "enerģijas kapsulas" izveidi: energoietilpīgu enerģijas akumulatoru, kas ir nekaitīgs cilvēkiem un videi. Kopš tā laika viņš pētīja daudzus risināšanas veidus, līdz apmetās uz spararata, kurš bija pazīstams jau no laika sākuma - podnieka riteņa, kas būtu, ja ne spararats?
Monolīti (a) un * brūce * (b) spararati.
Šādā sistēmā ir viegli uzkrāt un atbrīvot enerģiju - pārspīlēšana - "uzlādēšana" un apstāšanās - "enerģijas izvade". Un šīs metodes problēma ir enerģijas intensitātē vai drīzāk nepietiekamā uzkrāto enerģijas blīvumā. Ir divi veidi, kā to palielināt: padarīt ierīci lielāku vai palielināt spararata griešanās ātrumu. Pirmajā cieš kompaktums, otrajā - lietošanas drošība.
Super spararata Nurbey Gulia diagramma.
Toreiz Gulija pieņēma pieņēmumu - kāpēc spararatam jābūt monolītam? Galu galā jūs varat padarīt to "brūču": no metāla lentes vai kabeļa. Iznīcināšanas gadījumā tas neizkliedējas mazās daļās, bet tieši pretēji - tiek kavēts. Tajā pašā laikā šāda struktūra nezaudē enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar monolītajām. 1964. gadā Gulia saņēma patentu savam dizainam, tā sauktajam super spararatam.
Nurbey Gulia un viens no viņa super spararatiem.
Reklāmas video:
Jāsaka, ka "parasto" spararatu enerģija (teorētiski) varētu būt 30-50 kJ uz masas kilogramu. Tajā pašā laikā parastajām svina-skābes baterijām bija 64 kJ / kg, bet sārmajām - pat vairāk - 110 kJ / kg. Faktiski spararatu enerģijas patēriņš bija trīs reizes mazāks nekā iespējams, 10-15 kJ / kg, sakarā ar nepieciešamību ražošanas laikā palielināt drošības rezervi.
Hibrīdauto Gulia. Priekšējos riteņus virzīja iekšdedzes dzinējs, bet aizmugurējos riteņus - variators un spararats.
Pirmie super spararata Gulia testi parādīja, ka pat pirmais, ne ideālākais dizains, ar pietiekamu drošību spēj pārspēt svina-skābes akumulatorus enerģijas blīvumā: lentes pārrāvums notika, kad loka paātrinājums bija līdz 500 m / s (blīvums bija 100 kJ / kg). Tajā pašā laikā tika izteikts priekšlikums to izmantot automašīnā un tika izstrādāts pirmais hibrīds, kura pamatā ir UAZ-450D.
Ārvalstīs super spararati ir izstrādāti arī kopš XX gadsimta 60. gadiem, un vēlāk (80. gados) tie tiek pielietoti un diezgan veiksmīgi - aviācijā un kosmosa kuģos, automobiļu rūpniecībā, kā arī iespējami ēku nepārtraukti barošanas avoti. … Šajā gadījumā super spararats uzkrāj enerģiju stacijas pārmērīgas, "maksimālas" elektrības ģenerēšanas laikā un patēriņa pieauguma laikā to izdala. Zaudējumi šādā objektā ir mazāki par diviem procentiem.
Lockheed * gyrotrolleybus (ASV) un tā spararata piedziņas shēma.
Šādas instalācijas nodarbojas, piemēram, ar Beacon Power, kur tiek izstrādāti lieli nekustīgi super spararati. Uzglabātā enerģija (no 6 līdz 25 kWh) un jauda (no 2 līdz 200 kW) ir atkarīgas no modeļa. Efektivitāte, kā jau minēts, ir 98%. Nurbey Gulia arī nestāv uz vietas: viņa vadībā Krievijas uzņēmums Kinetic Power izstrādā savu stacionāro kinētiskās enerģijas uzkrāšanas ierīci, kuras pamatā ir super spararats, kas var uzglabāt līdz 100 kWh un nodrošināt jaudu līdz 300 kW.
Beacon Power piedziņa.
Mūsdienās super spararats ir salikts cilindrs, kas ievietots kamerā, kas rada vakuumu berzes samazināšanai. Teorētiski šāda ierīce var uzglabāt līdz 500 Wh (1,8 MJ) uz kg svara. Mūsdienu materiālu izmantošana var radīt brīnumus: spararats, kas ievainots nevis no tērauda, bet no oglekļa šķiedras, divdesmit reizes palielina enerģijas intensitāti, un, ja jūs iemācīsities izmantot dimanta šķiedru, enerģijas patēriņš būs 15 MJ / kg!
Oglekļa šķiedras super spararats.
Nanotehnoloģija vēl vairāk palielina super spararatu iespējas, jo teorētiski tie ļauj sasniegt fantastisku enerģijas blīvumu: līdz 2500-3500 MJ / kg. Minūti iedomājieties, - ar vienu 150 kg liela svara spararata griešanos parasts vieglais automobilis spēs nobraukt divus miljonus kilometru.
Mūsdienu super spararats.
Super spararata tehnoloģijas kaut kādu pilnīgi nesaprotamu iemeslu dēļ nevar ieinteresēt lielos investorus. Nurbejs Gulija joprojām strādā pie sava izgudrojuma uzlabošanas, attīstot grafēna super spararata ražošanas iespēju (enerģijas jauda būs 1,2 kW * h / kg).
Protams, šādām norisēm ir nepieciešami gan finanšu, gan "inženierijas" ieguldījumi, taču izmantošanas perspektīvas neatsver šos jautājumus, kurus ne tikai var atrisināt, bet, pēc Gulijas domām, ir nepieciešami.