Учёные кафедры 310 «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» МАИ разработали сверхпроводниковый кинетический накопитель энергии (КНЭ). Его коэффициент полезного действия составляет почти 100%.
Проект был отмечен на XLVII Международной молодёжной научной конференции, а также в рамках Европейской конференции по прикладной сверхпроводимости EuCAS - 2021.
Так в чём же особенность и уникальность данного накопителя энергии КНЭ?
Применение
Кинетический накопитель энергии - это устройство для накопления и хранения энергии, которое преобразует механическую энергию вращающегося маховика в электрическую энергию мотор-генератора.
КНЭ применяется в качестве аварийного источника питания, вспомогательного источника питания при пиковых нагрузках на электросеть и в системах электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии.
По словам руководителя проекта, доктора технических наук, профессора Московского авиационного института Константина Ковалёва, - «Сверхпроводниковый кинетический накопитель энергии является перспективной разработкой в области электромеханики. Он может заменить существующие источники аварийного питания – дизельные генераторы, так как превосходит их по экономичности, надёжности, долговечности и экологичности».
Уникальность
Уникальность прибора состоит в самом механизме накопителя: в разработке молодые учёные применили магнитный подвес, сверхпроводниковые подшипники, «безжелезный» мотор-генератор и вакуумируемый корпус КНЭ. Такая конструкция позволяет минимизировать электрические и механические потери, а также избавиться от трения вращающихся частей о воздух, что и позволяет достичь КПД 99,99 %.
«В данном устройстве применяются высокотемпературные сверхпроводниковые подшипники, трение в которых полностью отсутствует. Потери энергии любого электромеханического устройства представляют собой сумму потерь, а именно: потери в стали - гистерезисные потери, потери в меди и механические потери - на трение в подшипниках. Мы избавились от гистерезисных потерь, сделав статор мотор-генератора "безжелезным"», - объясняет один из авторов проекта, аспирант кафедры 310 Владимир Подгузов.
Данная разработка не имеет аналогов на российском рынке. В планах у молодых учёных провести полный цикл испытаний данного устройства и доказать его эффективность. Для этого необходимо откачать воздух из корпуса КНЭ и создать там вакуум тогда, по словам авторов, можно достичь номинальной частоты вращения маховика в 8000 оборотов в минуту, не опасаясь нагрева вращающихся частей за счёт трения о воздух, тогда как на воздухе температура маховика достигает критических показателей уже после 5000 оборотов.
