Odzyskiwanie energii przy hamowaniu - koncept.

[MaciejDlugosz]

Czytałem w Necie że w Anglii do podnoszenia któregoś z mostów używa się akumulatora mechanicznego (grawitacyjnego). Jakiś sakrucki ciężar - pewnie kilkaset ton (betonowy czy metalowy - nie pamiętam) podnoszony jest powoli do góry (chyba hydrauliką) a potem w drugą stronę obsuwa się już swoim ciężarem w kontrolowany sposób i umożliwia szybkie podniesienie mostu.

A sposób gromadzenia nadwyżki energii przez pompowanie wody do góry jest genialny.

[wit]

Nie jestem ekspertem, ale pewnie wszystkie elektryczne pojazdy zasilane z trakcji "nadwyżki energii" (hamowanie) oddają do sieci.

bingo -oddają do sieci.
w żadne akumulatory... bo to nierealne... pojazdy trakcyjne są duże i ciężkie... energii kinetycznej też sporo do pochłonięcia przy hamowaniu... aku które byłyby w stanie to pochłonąć wystarczająco szybko -byłyby duże, ciężkie i drogie... i cała impreza stałaby się nieopłacalna... lepiej przewieźć  towar/pasażerów -niż aku wykorzystywane na ułamku % drogi. a oddanie w sieć jest dość proste...

co się dzieje z siecią ? po prostu w sieciach trakcyjnych prądu stałego minimalnie wzrasta napięcie -powodując dodatkowy przyrost mocy dla pojazdów które akurat nie hamują a jadą... ideałem byłoby zgranie, że jeden hamuje drugi rusza... niby nieosiągalne... ale jeśli sieć obejmuje kilkaset -lub kilka tysięcy pojazdów...

w sieciach prądu zmiennego zwrot energii -lub zmniejszenie obciążenia powoduje, ze wzrasta częstotliwość... i napięcie ewentualnie też. Spadek obciążenia powoduje, że wszystkie generatory wszystkich sprzężonych w system elektrowni mają lżej... mniej obciążają silniki -turbiny itp. -więc się zaczynają rozpędzać... w sumie to jest bardzo mały ułamek...
wszystkie SYNCHRONICZNE generatory w kraju gonią 3 tys obrotów co daje 50Hz (albo gonią wielokrotność lub pod wielokrotność tych 3000 -zależnie od rodzaju uzwojeń)  -rozpędzenie o dodatkowy pojedynczy obrót  na minutę w częstotliwości jest prawie niezauważalne... bezwładność całego systemu jest tak duża, że zmiany są minimalne. Dodatkowo prawie natychmiast wchodzi jakaś regulacja mocy... i np turbina parowa napędzająca generator w którejś elektrowni dostaje mniej pary... część pary w gwizdek -a paliwa w kocioł mniej... i system przysiada ze spadkiem potrzebnej mocy...  produkuje mniej gdy mniej potrzeba.
odpowiednie czujniki mierzą napięcie i częstotliwość -i dostosowują do tego wydajność... coś jakby tempomat w samochodzie...

większe zmiany to stop/start turbin w elektrowniach wodnych -lub szczytowo pompowych... (tyż wodnych) taka elektrownia potrafi w czasie pojedynczych minut zmienić wydajność o setki megawatów...
 bo w zwykłych węglowych zmiana mocy jest powolna -a samo odstawienie lub start bloku to poważna operacja trwająca nawet kilka dni...
to spore uproszczenia... ale oddaje istotę rzeczy.

[Konios]

  U nas są też 2 elektrownie szczytowo-pompowe, ale jakieś małe i mają raczej nieduży wpływ na działanie systemu energetycznego.

Wg wikipedii:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_szczytowo-pompowa
mamy w Polsce 6 elektrowni szczytowo-pompowych. Sama Elektrownia Żarnowiec ma 716 MW, więc nie jest to mało.
Co do metra w Paryżu to warszawskie metro też ma taką możliwość a dokładnie składy METROPOLIS firmy ALSTOM. Rocznie daje to oszczędność rzędu 9% - porównywać można do tego, że jeden miesiąc w roku jest za darmo w porównaniu do tego gdyby nie było rekuperacji Zwrot energii oczywiście do sieci (750V DC). Tramwaje również posiadają taką możliwość jak chociażby NGT6 w Krakowie (trakcja 600 V DC). Przy pociągach jet to bardziej kłopotliwe gdyż musi być jakiś odbiorca tej energii, a pociągi nie kursują tak często jak metro czy tramwaje.

[M63]

większe zmiany to stop/start turbin w elektrowniach wodnych -lub szczytowo pompowych... (tyż wodnych) taka elektrownia potrafi w czasie pojedynczych minut zmienić wydajność o setki megawatów...
 bo w zwykłych węglowych zmiana mocy jest powolna -a samo odstawienie lub start bloku to poważna operacja trwająca nawet kilka dni...
to spore uproszczenia... ale oddaje istotę rzeczy.

elektrownia szczytowo pompowa Porąbka-Żar  180 s z zatrzymania do synchronizacji i 500 MW do sieci

http://www.zewpz.pl/pzar.html

z ciekawostek krajoznawczych  Góra Żar :na drodze do górnego zbiornika elektrowni jest odcinek drogi na którym rower,samochód, butelka toczą się do "GÓRY"
 http://www.zgapa.pl/zgapedia/%C5%BBar_%28szczyt%29.html

[wit]

elektrownia szczytowo pompowa Porąbka-Żar  180 s z zatrzymania do synchronizacji i 500 MW do sieci

dodaj jeszcze, ze ta elektrownia w zbliżonym czasie potrafi zabrać z sieci te 500MW...

 wtedy gdy jest nadmiar i trzeba szybko pochłonąć nadmiar mocy z sieci  -generatory stają się silnikami a wielometrowe turbiny tłoczą rzekę wody pod górę -niejako akumulując energię... wysycha jezioro na dole a napełnia się to na górze...

jeśli jakiś P.Kowalski zaświeci swoją żarówkę i zrobi to kilka milionów Kowalskich jednocześnie...  w Porąbce "przeskakuje kilka dźwigni" i pompo turbiny się zatrzymują -lawina wody runie z powrotem w dół -turbiny ruszają -synchronizacja -i elektrownia znowu oddaje moc do sieci... i tak w kółko -Porąbka działa jak akumulator -ładuje się gdy prądu za dużo i rozładowuje gdy go brak. a pojemność spora... całkiem spore jezioro...
akusek, ze aż miło... mieć... tyle energii w rowerze

[toft]

Ee bylem tam (gora zar) jest to ponoć złudzenie, dokładne pomiary wykazały ponoć że na tym odcinku jest akurat z górki:)
Pozdrawiam:)

[szydziu]

Jako pracownik zatrudniony blisko energetyki mogę podpowiedzieć że pompowanie odbywa się w nocy gdy energia jest "tania". Ideałem z punktu widzenia energetyki i użytkowników byłoby sprzedawanie energii w nocy za symboliczny 1 grosz i służyłby on do ładowania pieców akumulacyjnych do ogrzewania mieszkań, bojlerów z wodą itp urządzeń.
Fajna elektrownia jest też w Żydowie na Pomorzu
http://bractwo-rowerowe.pila.pl/www/2005/2005bialy_bor/2005bialy_bor.html

[sławek]

pompowanie odbywa się w nocy gdy energia jest "tania". Ideałem z punktu widzenia energetyki i użytkowników byłoby sprzedawanie energii w nocy za symboliczny 1 grosz i służyłby on do ładowania pieców akumulacyjnych do ogrzewania mieszkań, bojlerów z wodą itp urządzeń.

  Tak się właśnie robi. Sprzedaje się tą energię  dużo taniej, (nie za jeden grosz, ale za połowę ceny "zwykłego" prądu)
 Są tu oczywiście haki - aby korzystać  z tak zwanego nocnego prądu trzeba wykazywać się stosunkowo dużym zużyciem energii - powyżej 3 tys kilowatogodzin na rok. Czyli stały temat również rowerowy - producent nie będzie gadał z "detalistą" . Chcesz rabat na części to weź np 200 kół, czy sto ram na raz.
  Mając "prąd nocny' płacimy za niego taniej, ale za to za dzienny więcej niż zwykły użytkownik.
  Ostatecznie wychodzi się na plus. Trzeba tylko myśleć czyli nie włączać piecy akumulacyjnych i bojlerów w dzień.
  Tu ciekawostka - jak dobre pomysły potrafią się "położyć" przez mentalność użytkowników - Klient opowiadał mi jak próbowali ogrzewać małe wiejskie poczty piecami aku zamiast  węglowymi. Akcja zakończyła się porażką.
  Pracownicy (głównie panie  ) przychodzili rano a na poczcie zimno jak w psiarni. No to trzeba włączyć piec -jest dzień więc piec żre drogi prąd, a zanim się rozgrzeje, to pora iść do domu. Piec się rozgrzał, i teraz będzie ciepło przez kilka godzin. Pracownice wychodzą, więc  ... wyłączają piece z gniazdek, bo... nie można przecież zostawić włączonego. Pracownicy są w domu, a po południu  na poczcie jest ciepło. Piec oddaje zgromadzone ciepło, i w nocy staje się już coraz zimniejszy. Pracownice przychodzą rano, a tu zimno jak w psiarni...  I cykl się powtarza.

[MaciejDlugosz]

Wpadło mi do głowy najprostsze możliwe rozwiązanie: odbiornikiem energii niech będzie tzw. "superkondensator". Co prawda nie zgromadzi dużo energii na zjeździe - ale na pewno go nie przeładujemy. Dużo by kosztował i dużo ważył superkondensator o pojemności 2Ah. Ale średniej wielkości superkondensator byłby w stanie dać "kopa" przy starcie. A to już byłoby poczucie że nie trzeba się "znowu" rozkręcać żeby wystartować.

O - i znalazłem przykład to ilustrujący - ile praktycznej energii jest w stanie oddać "superkondensator"??

http://www.hyperbike.cc/Vorlage.phtml?id=711&lan=en    ---> tu są "kombinatorzy"

Około 20 sekund jazdy po naładowaniu do pełna. Tutaj jest 8 x 160F "superkondensatorów", które ważą wszystkie razem w sumie 0,176kg - tak, tak!!! - tyle co telefon komórkowy!!! Naładowane do pełna kondensatory umożliwiją ruszenie z miejsca bez dotykania pedałów! Panel solarny w tym rowerku to 12V, 55W. W trakcie dłuższego hamowania na pewno dałoby się naładować kondensator do pełna. Piszą że rezultat trwał "tylko 20 sekund" bo użyto do eksperymentu szczotkowy silnik elektryczny z przekładnią ślimakową (lepszy - w sensie "bardziej wydajny" - byłby bezszczotkowy i np. żeby redukcja przełożenia odbywała się paskiem zębatym). Ale działa!

http://www.youtube.com/watch?v=6h_XPz-GKS4

[MaciejDlugosz]

Chyba znalazłem dokładnie "to" - kondensatory służą tu dokładnie do odzyskiwania energii kinetycznej. Pojemność jednego superkondensatora 310F. Spięto 5 takich superkondesatorów firmy Maxwell. Napięcie 5 kondensatorów wynosi 8V. Przy hamowaniu następuje ładowanie. Potem przy uwolnieniu energii z superkondensatorów "dodają" te 8V jako "kop" do całego układu:

http://www.youtube.com/watch?v=1P5tmXbta6U

[Neverhood]

Tak. Superkondensatory to piękne w swojej prostocie źródła energii. Obecnie ich gęstość energii jest mniejsza o połowę od kiepskich akumulatorów ołowiowych. Na ołowiowych rowery elektryczne jeżdżą. Co do pojemności, to nie warto bawić się w "malutkie" superkondensatory (22F - 300 F). Tutaj trzeba pójść z grubej rury, tzn. ponad 3000F (np. 2.5V 3000F 100A 300g). Superkondensatory potrafią trzymać kilka tygodni energię. Tak dobrze napisałem. Przy takich potworkach hamowanie odzyskowe w rowerze ma prawo bycia. 1 milion cylki wytrzymują superkondensatory ( akumulatory 1000)

Teoretycznie rowerek o masie 100kg ,jadący około 26 km/h zgromadził  2.6kJ energii kinetycznej. Do tego dochodzi energia zgromadzona w obracających się kołach (policzcie za mnie).Strasznie upraszczając , odzyskiwanie tego poprzez 250W silnik trwałoby 10s, powiedzmy przy opóźnieniu średnim  0.07g - ujdzie. Myślę o standardowym elektrycznym silniku rowerowym (po co rzeźbić?).
Idealny asfalt pozwala uzyskać hamowanie 1g. Na drogach mamy 0.8g. Rower z racji złej geometrii nie pozwala wykorzystać dostępnej przyczepności, bo podniesie tylne koło. Przyjmując ostre hamowanie na poziomie 0.5g, trwające 1.5s, "alternator-silnik" musiałby mieć te 2kW. Do tego dochodzi zabranie nie małej energii z wirujących kół. Wniosek. Na rower niezbyt, ale skuterek 170kg z generatorkiem 6 kW nie brzmi już tak kosmicznie.Przecież skuterki mają te 6kW silniczki spalinowe. A to zastąpiłoby całkowicie cierne hamulce.
Na chwilę obecną nie znalazłem jeszcze superkondensatora 3000F na moją kieszeń (22F są, ale to są małe żuczki). Taniej kupić litowy akumulator.

[cruzbike]

System Odzyskiwania Energii Hamowania ( czyli KERS używany w bolidach F1  )
Nie czytałem o tym systemie ale widzę że jest elektryczny
filmik z działania tego systemu ale po angielsku :http://www.youtube.com/watch?v=xAvexjr2ax0&NR=1&feature=fvwp