Для чего нужен энергоаккумулятор: ​Энергоаккумулятор МАЗ – устройство и функции

​Энергоаккумулятор МАЗ – устройство и функции

Большинство грузовых автомобилей, в том числе МАЗ и КАМАЗ, оснащены тормозной системой, работающей от пневмопривода. Работа агрегатов обеспечивается за счет создания усилия в тормозной камере. В результате колодки в барабане разжимаются. Но такой вариант подходит только для рабочих тормозов, которые используются при движении с включенным мотором. Для функционирования запасной и стояночной систем торможения требуется пружинный энергоаккумулятор МАЗ. 

В данной статье мы расскажем вам об особенности работы, устройстве, а также функциях агрегатов.

Принцип работы энергоаккумулятора МАЗ

Современное устройство запасает энергию, которая требуется для работы автомобильных тормозов при отсутствии источника сжатого воздуха, то есть при остановке мотора и компрессора. 

В прочном энергоаккумулятора КАМАЗ МАЗ есть небольшая сжатая пружина, в которой происходит накопление энергии.

При необходимости она максимально разжимается, заставляя работать механизмы тормоза в колесах. Сначала пружина сжимается за счет силы воздуха, поставляемого пневмосистемой.

В случае использования ручного тормоза пружина создает небольшое усилие, удерживающее колодки на барабане.

При возникновении неисправностей энергоаккумулятор МАЗ способен обеспечить торможение в аварийном режиме.

Энергоаккумулятор МАЗ – устройство и функции

Пружинно-пневматический агрегат состоит из:

• Цилиндрического корпуса из прочного металла;
• Мощной витой пружины;
• Поршня в форме цилиндра с толкателем;
• Винта растормаживания и небольшой гайки.

В специальных камерах энергоаккумулятора МАЗ имеются штуцеры. Устройство устанавливается на тормозную камеру таким образом, чтобы толкатель поршня оказался напротив отверстия в камере. Для эффективного выпуска воздуха в момент сжатия пружины предусмотрена дренажная трубка.

Тип механизма обозначается дробным числом, где первая цифра указывает на величину эффективной площади мембраны в тормозной камере. Например, энергоаккумулятор МАЗ 24.

Чаще всего встречаются такие неисправности системы, как повреждение корпуса, износ диафрагмы и обрыв ботов крышки. Необходимо регулярно осматривать механизмы на предмет поломок и при необходимости ремонтировать либо заменять детали.

Стоимость восстановления машины с неисправностями в тормозной системы, значительно выше, чем цена энергоаккумулятора МАЗ.

Поэтому если вам необходимо сделать ремонт грузового автомобиля, обращайтесь в нашу компанию. Мы поможем вам купить запчасти МАЗ по самой выгодной цене. Также организуем доставку деталей в любой город России.

У вас остались какие-либо вопросы? Звоните в офис компании +7 (495) 223-89-79. Квалифицированные специалисты помогут подобрать качественный энерго аккумулятор МАЗ необходимой модели.

Как работает энергоаккумулятор видео

Тормозная система автомобилей КАМАЗ

Автомобили этого производителя, помимо тормозной системы, оснащённой пневматическим приводом, имеют также стояночную и запасную тормозные системы, оборудованные пружинными энергоаккумуляторами, которые устанавливаются на заднем ведущем мосту, а также на среднем ведущем мосту. Также на них установлена вспомогательная система тормозов.

Энергоаккумулятор удерживает машину заторможенной на стоянке, играя роль стояночной системы тормозов, в автоматическом режиме затормаживая движущееся авто при повреждении трубопроводов, входящих в состав пневматического привода тормозов, либо отказе компрессора.

Как работает энергоаккумулятор на КАМАЗе

Схема энергоаккумулятора КАМАЗ подразумевает его крепление к тормозной камере заднего ведущего моста и среднего ведущего моста с образованием общего тормозного устройства, которое включает тормозную камеру и цилиндр энергоаккумулятора. Тормозная камера имеет корпус, состоящий из 2-х половин. Между этими половинами находится прорезиненная диафрагма. Ниже диафрагмы размещён опорный диск из металла, который соединяется со штоком. Под этим диском расположена пружина конической формы.

Шток соединён с рычагом, входящим в разжимной кулак тормозных колодок, будучи закрыт чехлом из резины, который предотвращает проникновение грязи и пыли. Цилиндр энергоаккумулятора содержит установленный герметично поршень из стали с уплотнением. Поршень испытывает воздействие мощной силовой пружины, которая стремится к удержанию его в самой нижней позиции, что отвечает заторможенному состоянию авто. Внизу в поршень установлена опорная шайба, а также запрессована труба из стали, в которую, в свою очередь, вставлен толкатель, имеющий уплотнитель. Верхняя часть тормозной камеры трубы имеет кольцевое уплотнение.

В трубе установлено устройство, которое осуществляет механическое растормаживание колёс для отведения машины к безопасному месту либо её буксирования в случае неисправности тормозного привода. Устройство включает винт из стали, который ввёрнут в бобышку, которая приварена к верху цилиндра, а также упорное стопорное кольцо, которое запирает подшипник с кольцом из резины и обоймами на винтовом хвостовике. Находящаяся сверху полость цилиндра посредством трубы соединяется с полостью камеры под диафрагмой, сообщающейся с атмосферой.

Принцип работы энергоаккумулятора КАМАЗ

1. Во время движения авто при условии исправности привода сжатый воздух идёт из баллонов через трубопроводы и штуцер внутрь цилиндра энергоаккумулятора, действуя на поршень, который вследствие этого поднимается, сжимая пружину.
2. Поршень при подъёме уводит трубу с толкателем. Пружина тормозной камеры действует на диафрагму, а также на диск, поднимая их.
3. С диском происходит подъём также штока, что приводит к прекращению действия на разжимной кулак, а также на рычаг, позволяя стяжным пружинам стягивать колодки таким образом, чтобы между тормозным барабаном и колодками появился зазор. Благодаря этому колёса осуществляют свободное вращение.
4. Во время торможения машины, осуществляемого тормозной системой, воздух в сжатом состоянии идёт через трубопровод в полость тормозной камеры над диафрагмой, прогибая последнюю и действуя посредством диска на шток, выдвигающийся и поворачивающий рычаг с разжимным кулаком, прижимающим тормозные колодки к барабанам.
5. В этот момент между колодками и барабанами появляется сила трения, что ведёт к остановке авто. После отпускания тормозной педали происходит выход воздуха в наружную атмосферу, диафрагма со штоком принимают первоначальное положение, происходит растормаживание колёс, машина может двигаться дальше.

Энергоаккумулятор КАМАЗ: для чего нужен

Устройство энергоаккумулятора КАМАЗ в разборе предусматривает, что во время движения машины и использования рабочей тормозной системы происходит непрерывное поступление сжатого воздуха внутрь цилиндра энергоаккумулятора, пружина удерживается в сжатом положении, накапливая кинетическую энергию. Если тормозной пневматический привод либо компрессор неисправен и это повлекло утечку воздуха, последний не будет идти внутрь цилиндра энергоаккумулятора, тогда как присутствующий в нём воздух покинет его, благодаря чему пружина распрямится и будет действовать на поршень и опускать его.

Поршень, в свою очередь, будет воздействовать торцом на разжимной кулак и шток. Этот кулак в ходе поворачивания прижмёт тормозные колодки заднего моста и среднего моста к барабанам. Между барабаном и колодками появится сила трения, удерживающая авто в заторможенном положении. Поскольку энергоаккумулятор срабатывает весьма оперативно, машина может остановиться прямо на проезжей части и перекрыть движение на ней. Потому имеется аварийная система растормаживания, наполняющая цилиндры энергоаккумуляторов воздухом, идущим в сжатом состоянии из баллона.

Современные тормозные системы – сложный комплекс управляющего и периферийного оборудования, обеспечивающий экстренную или плавную остановку автомобиля, статичность положения при стоянке. На грузовые машины и прицепы устанавливают пневматический вариант системы. Одним из ее элементов и является энергоаккумулятор.

Принцип работы энергоаккумулятора

Задача узла – работа тормозов при неработающем двигателе и компрессоре. Принцип действия представлен следующим:

• При запуске ДВС, компрессор нагнетает воздух в баллон рессевера, далее – тормозную систему.
• Через патрубки воздух направляется к бортовым энергоаккумуляторам, излишек перепускается.
• При снятии «ручника» в цилиндры узлов поступает воздух, создавая давление, достаточное для разжатия пружины. Поршень перемещается, механические приводы разблокируют тормозные колодки – автомобиль готов к началу движения.
• Постановка на стояночный тормоз происходит путем освобождения сжатого воздуха из цилиндров пневматических аккумуляторов, где под действием пружины привод блокирует колодки ступиц.

Важно! Возникновение неисправностей пневматики, в виде разгерметизации или попадания посторонних сред в трубопроводы (зимой конденсат), приведет к аварийной блокировке колес грузовика или прицепа.

Устройство энергоаккумулятора

В конструкцию устройства входят:

• корпус в виде металлосодержащего цилиндра с крышкой и штуцером;
• мембрана;
• поршень с толкателем и опорным диском;
• витая металлическая пружина;
• подпятник, кронштейн крепления;
• винт растормаживания с роликовым подшипником;
• перепускная трубка;
• уплотнители и пыльники.

Важно! В документации на вакуумные узлы иностранных производителей, наименования одних и тех же деталей отличаются. Но функции и назначение, при этом, не изменяются.

Энергоаккумуляторы грузовых автомобилей и прицепов

Производители узлов и деталей для пневматических систем тормозов выпускают модели, разделяющиеся по следующим признакам:

• Способу компоновки. На отдельных автомобилях и прицепах используются модели в комплекте с тормозной камерой, у других – узел монтируют на отдельно конструктивно предусмотренную камеру.
• Типу соединения. Крепление может осуществляться с помощью единственного хомута с затяжным болтом. Но надежность увеличивается, если предусмотрено многохомутовое крепление на нижний фланец.
• Рабочие давление сжатого воздуха. От него зависят требования к материалу изготовления цилиндра, подключению, способности пропускать воздух.

Важно! Прежде чем поменять вышедший из строя узел, уточняют тип крепления аналога – заменителя на штатное место, без необходимости его переделывать, схема и технические характеристики устройства.

Ремонт энергоаккумулятора

Ремонт энергоаккумуляторов, может проводиться, как у специалистов автосервисов, а при наличии запасного оригинального ремкомплекта, самостоятельно.

Причины неисправности энергоаккумулятора

Перечень возможных неисправностей представлен следующим:

• механические повреждения или «старение» корпуса, так как в процессе эксплуатации на рабочей поверхности цилиндра образовываются раковины, что приводит к нарушению герметичности камеры, трудностях при намерении отремонтировать;
• старение или порывы дисковой мембраны, что свидетельствует о необходимости перебирать узел;
• выход из строя соединительных элементов крышки.

Важно! Проведение обслуживания узла, периодическая протяжка болтов крепления крышки, позволяют продлить срок службы, предупреждает аварийные внештатные ситуации в дороге, исключает ремонт пневмосистемы полуприцепа или автомобиля в полевых условиях.

Как разобрать энергоаккумулятор

Организовывать ремонт узла лучше в сервисе, но если неисправность возникла в дороге – его проводят в полевых условиях, причем, необходимость в разборке и последовательность действий остается неизменной. После того, как узел демонтирован с места штанной установки, порядок работ представлен следующим:

• Снимают верхнюю часть. Шланг воздушного питания отодвигают в сторону – так удобнее снять заднее стопорное кольцо толкателя после демонтажа подпятника. Заглушать его не следует.
• Краном открывают подачу воздуха. Толкатель погружается, открывая доступа к стопорному кольцу. Самодельным крючком (им удобно зацеплять) стопор удаляют. Паз отчищают от загрязнений.
• Закрывают подачу воздуха. Снимают нужный узел.
• Из восьми коротких штатных болтов крышки откручивают и удаляют четыре. На их места помещают длинные болты с контргайкой и гайкой (их размер от 120 мм). Откручивают остальные четыре маленьких болта.
• Постепенно отпуская длинные болты, производят плавное разжимание рабочей пружины. Такой порядок работы исключает необходимость применения специальных стендовых приспособлений.
• Производят замену или реставрацию сломанных деталей. Собирать свой узел нужно в обратной последовательности.

Важно! В условиях гаража, вместо длинных болтов для разжимания пружины, когда нужно разбирать узел, используют тиски или токарный станок. В обоих случаях важно соблюдение мер безопасности – неправильная последовательность действий приведет к «выстреливанию» крышки, травмам окружающих.

Как растормозить энергоаккумулятор

Аварийный режим блокировки колес активируется из-за возникновения неисправностей пневматической системы. Но ремонт или буксировка автомобиля возможна после того, как вручную несрабатывающие растормозить энергоаккумуляторы. Предусмотрен следующий порядок:

• с помощью торцевого ключа выворачивают винт;
• избыточное давление выравнивается с атмосферным;
• упорный подшипник передает усилие поршню, достаточное для сжатия пружины и движения диафрагмы;
• шток с опорным диском, перемещаясь, разблокирует колеса.

Важно! Целесообразно проводить разблокировку цилиндров поступательно – от дальнего колесного узла со стороны ресивера. Перед проведением работ следует зафиксировать колеса предохранительными башмаками.

Замена энергоаккумулятора

Необходимо заблаговременно позаботиться о приобретении нового устройства, например, торговой марки «Турбостар». В связи с тем, что штатное расположение узлов на мостах, их замену проводят на ремонтной яме. Порядок представлен следующим:

• Тормозная система освобождается от рабочего давления.
• Место проведения работ на автомобиле отчищается от загрязнений и влаги.
• Снимают тормозные камеры. Откручивают крепежные винты старого узла, отключают шланг подачи воздуха – энергоаккумулятор демонтируют.
• Ставить новый узел на штатное место необходимо аккуратно, закручивать болты прочно.
• Включают в систему высокого давления. Происходит заправка рессевера, и в трубопроводе повышается давление.
• Проверяют качество соединений и, как система будет работать, путем повышения давления до рабочего, с последующим неоднократным сбросом.

Важно! Во избежание самопроизвольного откручивания крепежных элементов или повреждения резьбы, для затяжки необходимо использовать динамометрический ключ. Момент усилия определять с ним легче, а он должен находиться в пределах 18 – 21 кгс/м.

Как проводится замена тормозного энергоаккумулятора на МАЗ 5432 представлено следующим видео:

Регулировка энергоаккумулятора

При превышении зазора холостого хода штока камер более чем на 40 мм, после переборки, плотное прилегание тормозных колодок не обеспечивается, следовательно, надежное удержание автомобиля на стоянке при уклонах дороги невозможно. В этом случае, необходима регулировка хода штока. Условием ее проведения представлены отключенная система тормозов и «холодные» колодки и барабаны. Последовательность действий представлена следующим:

• ослабляют натяжение пробки – фиксатора на пару оборотов;
• поворачивая ось червячного механизма, выставляют зазор – 20 мм;
• фиксируют положение пробкой;
• проводят операцию со всеми узлами, разница хода между ними не должна превышать 3 мм.

Важно! О правильности регулировки после сборки свидетельствует отсутствие нагрева колесных барабанов при движении на дистанции от 3 до 5 км. Если барабаны нагрелись – сводят пружины, корректируя положение рычага на один щелчок.

Заключение

Рассмотрев устройство, принцип работы, ремонт и рекомендации по монтажу энергоаккумулятора, при возникновении неисправностей пневматической тормозной системы, связанной с этим узлом, водитель сможет самостоятельно вывести ее из аварийного режима блокировки, ремонтировать даже в полевых условиях.

Тормозная система грузового автомобиля оснащена энергоаккумулятором. Что это такое? Это ответственная и важная часть тормозных пневматических систем грузовых автомобилей. С устройством и работой энергоаккумулятора знакомы дальнобойщики. Владельцы легковых автомобилей могут даже не догадываться о существовании такого механизма.

Описание

Энергоаккумлятор (фото механизма читатель может увидеть в нашей статье) является одной из составляющих в приводе стояночной либо вспомогательной тормозной системы. Используется на автобусах и грузовиках. В основном, это довольно крупные автобусы и грузовики массой более восьми тонн. Энергоаккумлятор предназначен для того, чтобы управлять работой колодок за счет давления в пневматической системе рабочего контура или через пружину при работе в условиях стоянки на ручном тормозе.

Базовая конструкция

Рассмотрим устройство энергоаккумулятора. На подавляющем большинстве современных грузовых авто можно видеть тормозные камеры. Которые оснащены пружинными энергоакумуляторами. Это классическая конструкция, разработанная еще в 50-х годах. Данный тип энергоаккумулятора считают самым надежным и долговечным. Но опыт использования таких устройств в тяжелых условиях выявил слабые места – низкая коррозионная стойкость, слабая защищенность механизма от влаги и грязи, слабая износостойкость уплотнителей. Все эти факторы не самым лучшим образом сказываются на стабильности агрегатов и приводят к отказу энергоаккумулятора.

Узел накапливает энергию сжатой пружины, а при необходимости освобождает ее. Какое имеет энергоаккумулятор «Вабко» устройство? Чаще всего он установлен на тормозных камерах и представляет собой корпус, поршень, толкатель, винт-ось. Пружина имеет достаточно высокую мощность. Она может высвобождать усилие порядка 2 тонн. После этого поршень и толкатель давят с этим усилием на шток в приводе тормозного механизма. Когда из-под поршня устройства (энергоаккумулятора) выходит сжатый воздух, удерживающий пружину сжатой, тогда в работу вступает стояночный тормоз. Когда он отработал, воздух снова поступает под поршни.

Продолжаем изучать устройство тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором. Винт-ось в данном агрегате также важен. Он необходим, чтобы можно было отключать тормоз вручную. Отключение осуществляется посредством сжатия пружины. Иногда данная необходимость ручного отключения возникает, когда нужно транспортировать машину, если в ресивере по причине неисправного компрессора или неработающего двигателя отсутствует воздух.

Принцип действия

Рассмотрим устройство энергоаккумулятора «Камаз» в разборе. Когда задействуется рабочая тормозная система, то сжатый компрессором воздух поступает в полость над диафрагмой. Диафрагма под действием давления прогибается и воздействует на диск, двигая шток. Последний проворачивает регулировочный рычаг, а тот приводит в действие разжимной кулачок тормозного механизма.

Какое имеет энергоаккумулятор «Камаза» устройство и работу? Задние и средние колеса тормозятся по тому же принципу, что и передние. Когда водитель использует стояночный тормоз, то воздух, который находится под поршнем устройства (энергоаккумулятора), выходит оттуда. Разжимается пружина и поршень перемещается вправо. За счет диафрагмы толкатель воздействует на шток, перемещающий регулировочный рычаг.

В результате всех действий автомобиль может затормозить до полной остановки. Когда водитель отключает стояночный тормоз, воздух снова подается под поршень. Последний смешается влево, пружина сжимается, шток возвращается в штатное положение. Вот, как работает энергоаккумулятор.

Отзывы говорят, что если нужно аварийно затормозить автомобиль, когда отсутствует возможность использовать экстренное торможение, следует выкрутить винты ручника, отвечающие за эти задачи.

Данные агрегаты отличаются друг от друга комплектностью, типом подключения к тормозной камере, техническими характеристиками.

Что касается комплектации, то независимо от принципа работы энергоаккумулятора, выделяют отдельные устройства для установки на разные типы тормозных камер, а также устройства вместе с тормозной камерой.

В чем их задача? Первый тип необходим для ремонтных работ тормозных камер, а также модернизации. Компонент второго типа уже подобран по техническим характеристикам и может применяться для ремонта без необходимости сборки-разборки дополнительно.

Энергоаккумуляторы также делятся на два типа по соединению с тормозной камерой. Это соединение фланцем с одним хомутом и с болтом, а также фланцевое соединение с двумя хомутами.

Фланцы для энергоаккумуляторов применяют всегда — утверждают в отзывах. Они позволяют не только надежно зафиксировать компоненты, но и правильно их расположить друг относительно друга. Если использовать первый тип соединения, то с энергоаккумлятором фланец соединяется болтами и гайками. А с тормозной камерой – хомутом.

Между обычными энергоаккумуляторами и механизмами в сборе с тормозной камерой имеется важное отличие. Это эффективная площадь мембраны, поршня. Она выражается в квадратных дюймах. Сейчас широко применяются модели с площадью в 20, 24, 30 квадратных дюймов.

Где установлен?

Принцип работы энергоаккумулятора предусматривает подключение к тормозной камере. На большинстве грузовиков он устанавливается на тормозных камерах среднего и заднего ведущих мостов. На рулевой оси данные механизмы не применяются.

Установка

На грузовом авто тормозная камера и подключенный к ней пружинный энергоаккумулятор смонтирован на кронштейнах разжимных кулаков. Крепеж осуществляется двумя гайками, накрученными на болты камер. Зона установки должна предоставлять достаточно места, чтобы подключить шланги и трубопроводы для подвода сжатого воздуха. В целом, установка энергоаккумулятора – относительно несложный процесс.

Вначале требуется демонтировать тормозные камеры и соединить их с энергоакумуляторами. Шланги для воздуха в полости над диафрагмой подключают к соответствующим штуцерам. Далее устанавливают и запитывают ресивер. С него воздух подается на ускорительный клапан и на рычаг стояночного тормоза. Далее трубка идет на ускорительный клапан в верхнюю часть.

Затем нужно лишь подать воздух к верхней части энергоаккумулятора – туда, где установлены пружины. Если требуется замена энергоаккумулятора, можно пользоваться этой краткой инструкцией.

Рекомендации по сборке

Специалисты по тормозным системам грузовиков дают рекомендации по сборке данных агрегатов. Первым делом, сборка должна осуществляться очень аккуратно – внутрь механизма не должна попасть стружка или абразивная пыль, грязь и другие вещества. Также нужно помнить о том, что написано на фланце — пружина в напряжении.

При сборке все детали механизма, которые трутся, должны быть тонким слоем смазаны. При сборке резиновых элементов важно проявлять максимальную осторожность – их очень легко повредить.

Если на резиновых изделиях имеются дефекты, элемент подлежит замене. Подключение камеры должно выполняться строго по инструкции к автомобилю. Винт для оттормаживания должен быть полностью затянут. После сборки и установки нужно минимум три раза подать и спустить воздух в систему.

Этих же рекомендаций стоит придерживаться и при демонтаже агрегата. Как снять на автомобиле МАЗ энергоаккумулятор? Устройство демонтируется в обратном порядке. Нужно снять тормозную камеру, а затем открутить гайки фланцевого соединения.

Выбор агрегатов

Рынок запасных комплектующих для грузовых авто предлагает довольно большой выбор. Можно выделить устройства, имеющие различные параметры, агрегаты для прицепов с осями SAF, ROR, BPW. Также имеется большой выбор энергоаккумуляторов для полуприцепов с дисковыми и барабанными тормозными механизмами. Энергоаккумулятор и тормозные камеры могут устанавливаться как на импортные модели, так и на отечественные КамАЗы и МАЗы, хотя так делать не всегда стоит — говорят отзывы. Автомобиль нужно комплектовать только предназначенными под конкретную модель запасными частями. Иначе нельзя гарантировать качественную и стабильную работу такого механизма.

Энергоаккумулятор грузовика

Энергоаккумулятор грузовика

    

Энергоаккумулятор грузовика представляет собой узел вспомогательной или стояночной пневматической тормозной системы, который используется для обеспечения ее беспроблемной работы. Его основная задача – гарантировать функциональность тормозов при выключенном двигателе, то есть, при отсутствии постоянного источника сжатого воздуха. Также этот узел участвует в работе запасной тормозной системы, обеспечивая управляемость транспортного средства при возникновении неполадок или выходе из строя основных механизмов.

Существует множество разновидностей и моделей энергоаккумуляторов. Все они работают по одному принципу. В современных грузовиках используются классические пружинные агрегаты, которые состоят из металлического корпуса, мощной пружины и установленного на ней поршня с толкателем. Также в устройстве присутствует винт аварийного растормаживания, при помощи которого можно вручную разблокировать тормоза при отсутствии подачи сжатого воздуха.

Особенности изделий

Основное различие между энергоаккумуляторами заключается в размерах рабочей диафрагмы. Наиболее популярными устройствами считаются:

1. 20/20.
2. 20/24.
3. 24/20.
4. 30/30.

Первая цифра в модели обозначает площадь рабочей диафрагмы в квадратных дюймах, а вторая – площадь поршня узла. Отметим, что пружинные энергоаккумуляторы были разработаны в 50-е годы прошлого века, но они до сих пор считаются наиболее надежными и долговечными. Поломок в них практически не возникает. Однако следует выбирать устройства от проверенных производителей, а также следить за общим видом агрегата и его уплотнителей, чтобы не допустить преждевременного выхода узла из строя. Особый уход для них не нужен, достаточно пару раз в год осматривать корпус и проводить техническое обслуживание по мере необходимости.

Понять, что энергоаккумулятор вышел из строя, можно по следующим признакам:

1. Качество торможения при включенном или отключенном двигателе резко ухудшилось. Упала производительность системы.
2. Стояночный тормоз при выключенном двигателе не удерживает автомобиль в заданном положении.
3. Образовалась протечка сжатого воздуха, слышен подозрительный шум во время стоянки или торможения.

Если на вашем транспортном средстве проявились эти симптомы, нужно приобрести новый энергоаккумулятор, который соответствует заданным параметрам, и выполнить его замену с учетом рекомендаций от производителя.

Разъясняем применение по моделям для тормозных камер с головой 25. и приставкой «ЕВРО»

Разъясняем применение по моделям для тормозных камер с головой 25. и приставкой «ЕВРО»

Тормозные камеры  для бортовых автомобилей, самосвалов и седельных тягачей  Камаз Евро 4  поставляются на конвейер КАМАЗ Рославльским автоагрегатным заводом.

Понятно ,что можно сидеть и ждать , когда придут и спросят, а можно быть впереди своих конкурентов  и держать товар в наличии. Выбор за каждым.

Именно для тех кто не спит на работе , мы пишем здесь информацию. Для остальных мы крепим картинки.

Разъясняем применение по моделям для тормозных камер с головой 25. и приставкой «ЕВРО»  :
25.3519211 (тип 24 ,ход штока 75) устанавливаются на  КАМАЗы 65115 , 65117 , 6540 , 45144 , 65116
25.3519211-10 применяется на КАМАЗах 43118 , 63501
25.3519311 (тип 30,ход штока 75) для КАМАЗа 43253,43502
25.3519311-10 КАМАЗ 5350,63501
25.3519311-30 крайне востребована и применяется на 12 моделях КАМАЗ 53605,65111,6520,6522,6560,53605,65111,6540,53504,5460,6460,65221

Камеры с пружинными энергоаккумуляторами
25.3519201 (24/24)  применяется на КАМАЗах 43118, 43253,43502,5350,63501,65115,65117,43253,45144,65115,53504,65116

широкое применение получила задняя тормозная камера 25.3519301-60 ее устанавливают на КАМАЗ 53605, 6520,65201,65225,6560,53605, 6520,  6522,5460,6460,65221

Камера 25.3519500 (24/20) -00 и -20 поставляются на конвейер с 2018 года   для КАМАЗов 65111 и 6540 ,а -50 для автобусов НЕФАЗ . А вот с 2019 года поставляются их дополненные версии с перепускными клапанами  отмеченные суффиксами -001 , -201 и -501 соответственно.

Не забудем про МАЗ !  с 2000 года на конвейер Белорусского автогиганта успешно поставляется 100.3519200-40 и применяется на автомобилях МАЗ 64229,54323,5516,5551, 53371, 5337, 53363,53366,6303 .
Эта же камера применена для ЗИЛ 433360,442160,494560,4331

Надеемся информация будет полезна.
Анализируйте содержимое автопарков ваших покупателей и расширяйте ассортимент более точно.

 

Хороших Вам продаж !

 

Для тех кто еще не с нами.  Мы компания АСП Мастер ,  находимся в Набережных Челнах , крупнейший поставщик пневматической тормозной аппаратуры в России. От Компрессоров до модуляторов  по оптовым ценам , с доставкой по России — это то что Вы получите сотрудничая с нами. Мы знаем пневматику как свои пять пальцев , своевременно поможем разобратьсмя, предложим аналоги и новинки.

 

В Чате на сайте отвечают наши лучшие менеджеры !   Для писем : [email protected] , для звонков 8552-440824, 462730

Гидроаккумулятор: назначение, настройка, выбор объема.

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе — поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.

Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:

• Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости)
• Обеспечение минимального запаса воды
• Ограничение повторно-кратковременных включений насоса

Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. Без гидроаккумулятора, реле не может работать корректно, поскольку мгновенное изменение давления в системе (в момент открытия крана, отключения или подключения новых потребителей, включения или выключения насоса и т.п.) вызывало бы постоянное срабатывание реле. А это, в свою очередь, ведет к нестабильности подачи, перегреву или поломке электродвигателя, поломке реле.

Так как вода практически не сжимаема, то включение насоса в системе с реле давления, но без гидроаккумулятора, вызвало бы мгновенное увеличение давления в системе и реле тут же среагировало бы на это и отключило насос.10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.

Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает — все это делает насос. Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос. И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.

Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).

Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости: воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.

Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?

Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса.

Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.

Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.

При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой. Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.

Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.

Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?

Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?

Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.

В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов.

P воздуха, бар	0,8	0,8	1,8	1,3	1,3	1,8	1,8	2,3	2,3	2,8	2,8	4,0
P вкл.нас., бар	1,0	1,0	2,0	1,5	1,5	2,0	2,0	2,5	2,5	3,0	4,0	5,0
P выкл.нас., бар	2,0	2,5	3,0	2,5	3,0	2,5	4,0	4,0	5,0	5,0	8,0	10,0
Общий объем бака, л	Запас воды, л
19	5,70	7,33	4,43	4,99	6,56	2,53	7,09	5,37	7,46	6,02	8,11	8,35
24	7,20	9,26	5,60	6,31	8,28	3,20	8,96	6,79	9,43	7,60	10,24	10,55
50	15,00	19,29	11,67	13,14	17,25	6,67	18,67	14,14	19,64	15,83	21,33	21,97
60	18,00	23,14	14,00	15,77	20,70	8,00	22,40	16,97	23,57	19,00	25,60	23,36
80	24,00	30,86	18,67	21,03	27,60	10,67	29,87	22,63	31,43	25,33	34,13	35,15
100	30,00	38,57	23,33	26,29	34,50	13,33	37,33	28,29	39,29	31,67	42,67	43,94
200	60,00	77,14	46,67	52,57	69,00	26,67	74,67	56,57	78,57	63,33	85,33	87,88
300	90,00	115,71	70,00	78,86	103,50	40,00	112,00	84,86	117,86	95,00	128,00	131,82
500	150,00	192,86	116,67	131,43	172,50	66,67	186,67	141,43	196,43	158,33	213,33	219,70
750	225,00	289,29	175,00	197,14	258,75	100,00	280,00	212,14	294,64	237,50	320,00	329,55
1000	300,00	385,71	233,33	262,86	345,00	133,33	373,00	282,86	392,86	316,67	426,67	439,39

Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления:
Включение насоса — 1,5 бар
Выключение насоса — 3,0 бар
Давление воздуха — 1,3 бар

Запас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.

В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.

Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:

V_t = K x A_max x ((P_max+1) x (P_min +1)) / (P_max — P_min) x (P_возд. + 1)

A_max — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
К — коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже)
P_max —давление выключения насоса, бар
P_min — давление включения насоса, бар
P_возд. — давление в воздушной полости гидроаккумулятора, бар

Мощность насоса, кВт					0,55-1,5		2,2-3,0		4,0-5,5		7,5-9,0
Коэффициент К					0,25		0,375		0,625		0,875

Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50 У со следующими установками:

P_max = 3,0 бар
P_min = 1,8 бар
P_возд. = 1,6 бар
А_max = 2,1 м³/ч (35 л/мин)
K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,55–1,5 кВт)

V_t = 31,41 литр

Выбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора — 35 л.

Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.

Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.

Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.

С моделями и ценами на гидроаккумуляторы можно ознакомиться в разделе «Принадлежности к насосам».

принцип работы, устройство, особенности — Volk96

Содержание статьи:

Коммерческая техника (грузовые автомобили и автобусы) оснащается преимущественно пневматической тормозной системой. Данный узел имеет множество отличий от гидравлики. Одна из его отличительных особенностей – это работа стояночного тормоза. Основной составляющей стояночной системы является энергоаккумулятор (фото механизма есть в нашей статье). Для чего он необходим, как работает и как устроен? Рассмотрим далее.

Назначение

Вам будет интересно:ГАЗ A21R22: технические характеристики, фото и отзывы

Как мы уже сказали ранее, грузовики и автобусы оснащены воздушной тормозной системой. В отличие от гидравлики, она более простая и надежная. Привод тормозных механизмов осуществляется посредством сжатого воздуха, поступающего через специальные камеры. Давление в контурах составляет от 6 до 12 атмосфер. Однако работать данная система может только на заведенном двигателе. И чтобы система удерживала автомобиль во время стоянки, в конструкции имеется энергоаккумулятор.

Что это за механизм? Это пневмомеханический элемент, входящий в тормозную систему грузовиков и автобусов, который запасает энергию для торможения транспортного средства при остановленном двигателе. Принцип работы энергоаккумулятора направлен на прижим колодок к дискам. При этом для прижима не требуется подачи сжатого воздуха. Кроме того, энергоаккумулятор участвует в работе запасной тормозной системы. От данного механизма зависит управляемость машины в случае неисправности основной системы. Устанавливается элемент на задней оси автомобиля. Это может быть как одна, так и несколько осей.

Конструктивные особенности механизма

Вам будет интересно:Грузовики-рефрижераторы – современная сохранность товара

Вне зависимости от типа, энергоаккумуляторы имеют одинаковое устройство. Так, в основе конструкции имеется металлический корпус. Он представлен в виде открытого стакана. Последний может быть с коническими, цилиндрическими или сферическими стенками. В нижней его части присутствует штуцер. Он служит для соединения тормозной камеры и подпоршневого пространства посредством дренажной трубки.

Внутри стакана имеется витая пружина. Она закрыта поршнем или же эластичной мембраной вверху. В центре есть трубчатый толкатель. Если в конструкции энергоаккумулятора авто предусмотрен поршень, то трубчатый толкатель выполняет роль штока. В случае с мембраной толкатель удерживает стержневой шток. Последний нужен для привода мембраны и штока тормозной камеры. В нижнюю часть его закручивается болт. Он необходим для растормаживания автомобиля в случае отсутствия подачи воздуха в энергоаккумулятор.

На данный момент современные энергоаккумуляторы отличаются способом соединения с тормозной камерой и комплектностью. Что касается последней характеристики, ЭА могут быть представлены:

• В сборе с тормозной камерой.
• Как отдельные механизмы для соединения с разными типами камер.

В последнем случае узел служит для модернизации ли ремонта тормозной камеры. Если «F имеет первую комплектность, он может использоваться на автомобиле без проведения дополнительных разборочных и сборочных работ.

Разновидности по способу соединения

В данном случае энергоаккумуляторы разделяются на две категории:

• Фланец с двумя хомутами.
• Фланец с хомутом и болтовым соединением.

При установке энергоаккумулятора, для соединения механизма с тормозным контуром, всегда используется фланец. Он служит не только для фиксации компонентов. Также от него зависит правильное их расположение. Таким образом, при замене энергоаккумулятора фланец выполняет роль центровки и выдерживания расстояния. Если использовать элемент второго типа, здесь фланец соединяется с ЭА при помощи нескольких болтов и гаек. В первом же случае соединение более простое, и осуществляется посредством металлического хомута.

Какие еще есть отличия между энергоакумуляторами? Они отличаются по эффективной площади мембраны или поршня. Данная характеристика выражена в квадратных дюймах.

Наиболее распространены сегодня энергоаккумуляторы, где площадь мембраны или поршня составляет 20, 24 и 30 квадратных дюймов. У тормозной камеры площадь соответствующих компонентов варьируется в диапазоне от 12 до 30 квадратных дюймов. Если энергоаккумулятор продается в сборе, то это значение обозначается двумя цифрами через дробь. Первое число всегда обозначает площадь мембраны камеры. А вторая говорит уже о площади мембраны энергоаккумулятора.

Принцип работы

Данный элемент используется только вместе с тормозной камерой. Эта особенность позволяет исключить лишние соединения с колесными механизмами. Как работает энергоаккумулятор? Во время движения транспортного средства, сжатый воздух подается в энергоаккумулятор. За счет давления, сжимается витая пружина. В таком случае шток будет отводиться от мембраны тормозной камеры. И ЭА никак не влияет на работу основной тормозной системе. Когда машина ставится на ручной тормоз, из корпуса энергоаккумулятора стравливается воздух. Пружина уже не держится под давлением и будет разжиматься. Далее с помощью штока разжимаются колодки.

Таким образом, принцип работы энергоаккумулятора состоит в удерживании автомобиля на месте за счет силы сжатия витых пружин. Когда автомобиль снимается с ручника, в механизм вновь подается воздух. Он сжимает пружину и растормаживает колеса. Стоит отметить, что данная пружина имеет большую жесткость. При проведении ремонта следует воспользоваться специальным инструментом для ее снятия и установки (но о ремонте поговорим немного позже).

Аварийное растормаживание

Есть ситуации, когда нужно отбуксировать автомобиль, в котором нет возможности подать сжатый воздух в энергоаккумуляторы. В таком случае можно применить ручное растормаживание. Для этого есть специальный болт, расположенный на задней стенке механизма. Если его вкрутить, пружина будет стягиваться. Так, постепенно отводятся колодки и автомобиль снова становится движимым.

Особенности

Кроме того, энергоаккумулятор участвует в работе запасной тормозной системе. случается, что тормозная камера не может задействовать колодки. Это может произойти из-за разрегулировки штока либо разрушения диафрагмы. В таком случае в работу включается энергоаккумулятор. Принцип работы его будет следующим. Если необходимо снизить скорость, из механизма частично стравится воздух. Шток приведет в действие тормозной механизм. Но стоит понимать, что такой режим работы для энергоаккумулятора нехарактерен. Поэтому использовать транспортное средство на запасной системе можно только лишь с целью движения к месту ремонта.

Обслуживание и ремонт

Механизм устроен очень просто, а потому крайне надежен и требует минимального внимания. В чем заключается уход? При эксплуатации автомобиль требуется лишь осматривать энергоаккумулятор на предмет каких-либо повреждений. Если говорить про ТО, то система нуждается в периодической регулировке привода колесных механизмов.

В случае износа уплотнителей, мембраны или поршня, выполняется их полная замена. Зачастую для энергоаккумуляторов предлагаются рекомплекты, которые уже содержат данные элементы. Как определить, что требуется ремонт? Водитель может заметить, что за время стоянки из системы куда-то пропал воздух. Также будут хуже работать тормоза.

Перед тем как снять энергоаккумулятор, нужно прочитать технику безопасности. При демонтаже сжатая пружина может травмировать человека. Сборка энергоаккумулятора осуществляется посредством специального приспособления, которое безопасно сжимает пружину. Выполнять работы без этого инструмента крайне опасно.

Заключение

Итак, мы рассмотрели принцип работы энергоаккумулятора и его устройство. Как видите, механизм имеет простую конструкцию, однако его наличие крайне важно в любой пневматической тормозной системе. Сам узел достаточно надежен и при проведении своевременного ТО будет функционировать, надежно удерживая транспортное средство как на ровной поверхности, так и под уклоном.

Источник

Необходимо ли наличие энергоаккумуляторов

Энергоаккумуляторы на прицепах и полуприцепах, которые перевозят опасный груз, должны быть предусмотрены их конструкцией, соответственно и присутствовать. Если в ОТТС вашего полуприцепа присутствует информация о его соответствии с правилами еэк оон 13, то завод изготовитель был обязан установить энергоаккумуляторы. Дело в том, что в правилах еэк оон 13 прямых требований наличия энергоаккумуляторов, как отдельных устройств, нет. Однако правила еэк оон 13 предъявляют требования к транспортному средству, которые не могут быть выполнены без наличия отдельных дополнительных устройств или даже систем, одними из которых являются энергоаккумуляторы. Такие требования содержат пункты 5.2.2.9 и 5.1.2.3 правил еэк оон 13. И если требования п. 5.2.2.9 помимо энергоаккумуляторов, можно выполнить внедрением в двухконтурную пневматическую тормозную систему воздухораспределителя, который «перекинет» давление воздуха на рабочую тормозную систему полуприцепа в случае утечки воздуха из управляющего контура, то пункт 5.1.2.3 кроме энергоаккумуляторов никакая другая система (конечно в рамках моих скромных знаниях) реализовать не сможет. Дословное изложение п. 5.1.2.3 правил еэк оон 13 вы сможете почитать сами – в первоисточнике, здесь же я приведу перевод на русский язык этих требований. На прицепах и полуприцепах требуется наличие дополнительного стояночного тормоза (принцип работы которого исключает рабочую пневматическую систему), который должен удерживать транспортное средство исключительно за счет механического воздействия. И управление этим устройством (активация стояночного тормоза) должна производится водителем с двух географически удаленных мест – с его рабочего места (из кабины буксирующего транспортного средства) и находясь на проезжей части непосредственно около прицепа/полуприцепа. В принципе, подошли бы и обычные противооткатные упоры («башмаки»), однако, в этом случае необходимо обеспечить сто процентную меткость водителя в метании противооткатных упоров со своего рабочего места – кабины (это одно из основных требований правил еэк оон 13) – под колеса полуприцепа/прицепа, с тем условием, чтобы хотя бы один из противооткатных упоров оказался позади колеса прицепа относительно точки забрасывания. К сожалению, такую меткость персонала гарантировать не возможно. В следствии чего, наличие энергоаккумуляторов, которые активируют стояночное торможение (удержание) т/с в результате механического воздействия на тормозные механизмы, является обязательным.
Теперь про нарушение. Дело в том, в КаАП РФ нет наказания за нарушение требований правил еэк оон 13. Там есть статья 12.21.2, где предусмотрено административное наказание за нарушение правил перевозки опасных грузов. В соответствии с Постановлением Правительства 272 правилами перевозки опасных грузов является ДОПОГ. Пункт 9.2.3, один из подпунктов, требует соответствие конструкции автомобилей и прицепов требованиям правил еэк оон 13. Всем пунктам правил еэк оон 13. Не конкретному пункту 5.2.2.9, а всем, в том числе и п. 5.1.2.3. В связи с этим, получается следующее, если инспектор, составивший протокол об административном правонарушении, указал причину как: отсутствие энергоаккумуляторов нарушение пункта 5.2.2.9 правил еэк оон 13, то с точки зрения процессуальных норм, протокол можно отменить. НО, если причина указана как: конструкция транспортного средства не соответствует требованиям п. 9.2.3 ДОПОГ (отсутствуют энергоаккумуляторы в соответствии с п. 5.2.2.9), то ошибки в этом нет, и протокол уже не отменить. Инспектор увидел отсутствие энергоаккумуляторов и не обнаружил (при визуальном осмотре) воздухораспределителя. Он составил протокол, тем самым возбудил административное дело. Государственный инспектор на основании протокола (в рамках возбужденного административного дела) осуществил проверку и, в результате проверки (документарной), обнаружил, что конструкция тормозной системы предусматривает наличие воздухораспределителя, однако отсутствие эенргоаккумуляторов нарушает еще одно требование правил еэк оон 13 – п. 5.1.2.3. На основании чего и выносит постановление об административном наказании. Так бывает обычно.
Вывод: энергоаккумуляторы должны присутствовать на прицепе/полуприцепе (хотя бы на одной из осей), который соответствует правилам еэк оон 13, и уж тем более требованиям ДОПОГ.

Введение в системы хранения энергии

Первые системы хранения электроэнергии появились во второй половине XIX века, когда были построены первые гидроаккумулирующие электростанции в Европе и США.

Хранение воды было первым способом хранения потенциальной энергии, которая затем может быть преобразована в электричество. Гидроэлектростанции с гидроаккумулятором очень важны для электрических систем, поскольку они накапливают энергию в периоды низкого спроса и возвращают накопленную энергию, когда спрос увеличивается.

Рисунок 1. Пример гидроэлектрической откачки. Изображение любезно предоставлено Andritz.

К сожалению, изменения спроса не всегда легко предсказать, и внезапные изменения могут создать проблемы в электрических системах. Кроме того, непрерывный рост генераторов возобновляемой энергии требует новых правил и методов контроля.

Основные типы систем накопления энергии

Основные категории ESS (системы накопления энергии) можно резюмировать следующим образом:

Потенциальный накопитель энергии (гидроэлектростанция)

Это наиболее распространенный потенциальный ESS — особенно в приложениях с более высокой мощностью — и он заключается в перемещении воды из более низкого резервуара (на высоте) в более высокий.Это делается, когда потребность в энергии низкая, чтобы сохранить потенциальную энергию, а затем выпустить воду из верхнего резервуара для выработки электроэнергии, когда потребность в энергии выше.

Этот тип ESS требует установки определенных географических функций.

Электрохимический накопитель энергии (батареи)

Этот тип системы хранения основан на химических реакциях, связанных с элементами, используемыми для производства батареи. Обычная батарея состоит из ячеек с двумя электродами (анодом и катодом) и электролитом.Химические реакции внутри батареи обеспечивают электродвижущую силу, необходимую для протекания электрического тока.

Механический накопитель энергии (Маховики, CAES)

Эта категория ESS подходит для приложений с низкой и средней мощностью (от десяти кВт до нескольких МВт). Маховик накапливает кинетическую энергию, а затем преобразует ее в электричество, а CAES (накопитель энергии на сжатом воздухе) накапливает энергию, сжимая воздух в резервуары.

Накопитель электростатической энергии (конденсаторы, суперконденсаторы)

Эта категория довольно распространена, особенно в электронных устройствах или в приложениях для электромобилей.Он работает за счет накопления энергии за счет электростатического заряда в конденсаторе, состоящем из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком. Суперконденсаторы — это современные конденсаторы, которые могут хранить значительно больше энергии по сравнению с объемом или массой.

В настоящее время из-за более простой установки, малых сроков строительства и широкого спектра возможных применений наиболее многообещающей категорией систем накопления энергии является категория электрохимических. Его можно использовать как для мощных, так и для высокоэнергетических приложений, он довольно мал по сравнению с другими типами систем хранения энергии и может быть интегрирован с существующими электростанциями.

Сравнение мощности и энергоэффективности

Очень важно выбрать и спроектировать каждый тип ESS в соответствии с конкретным применением, для которого он предназначен. Есть несколько возможных приложений, с которыми могут работать системы хранения электроэнергии. Эти приложения подразделяются на две основные категории: те, которые требуют большого количества энергии в долгосрочной перспективе, и те, которые требуют высокой мощности, то есть высоких скоростей передачи энергии.

Конденсаторы и суперконденсаторы, например, обеспечивают эффективное накопление энергии для приложений с большой мощностью, а гидроэлектрическая накачка подходит для приложений, требующих большего количества энергии, подаваемой с более низкой скоростью

В следующей статье мы рассмотрим электрические сети и приложения для систем хранения энергии.

Батареи и другие накопители энергии

Диапазон и разнообразие батарей, используемых в качестве источников электроэнергии, поистине огромны, отражая огромный диапазон использования электроэнергии. Они варьируются по размеру от крошечных кнопочных элементов, хранящих милливатт-часы энергии и доставляющих микроватты, до гигантских батарей с выравниванием нагрузки, размеров зданий, хранящих мегаватт-часы и выдающих мегаватты.Разнообразие областей применения привело к появлению множества специализированных аккумуляторов, каждая из которых оптимизирована для конкретного использования. Некоторые из приложений, для которых были разработаны уникальные батареи, описаны ниже. Заявка / Требование Тип батареи Низкое энергопотребление, недорогие потребительские приложения Первичные и вторичные элементы малой мощности.Лекланше, щелочные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные, литиевые первичные, литиевые вторичные. Электроинструменты, аккумуляторное оборудование NiCad, NiMH, литий-ионный Маленькие устройства, слуховые аппараты, часы, калькуляторы, резервное копирование памяти, беспроводные периферийные устройства. Первичные кнопочные и монетные элементы, воздушный цинк, оксид серебра, тионилхлорид лития и другие первичные компоненты лития Медицинские имплантаты, долгий срок службы, низкий саморазряд, высокая надежность Литиевые первичные, кнопочные и специальные элементы Автомобильная промышленность (запуск, освещение и зажигание SLI) Свинцово-кислотный Автомобильные тяговые батареи Свинцово-кислотный, NiMH, литий-ионный, NaNiCl Промышленные тяговые батареи Свинцово-кислотный, никель-железный Другие тяговые аккумуляторы, роботы, велосипеды, скутеры, инвалидные коляски, газонокосилки Свинцово-кислотный, никель-цинковый, никель-металлгидридный, литий-ионный Глубокая выгрузка, лодки, караваны Никель-цинк, свинцово-кислотная, специального назначения Резервное питание., ИБП (непрерывная зарядка) Свинцово-кислотный Аварийное питание, длительный срок хранения Литиевые элементы, водоактивные батареи Аварийное питание, накопленный электролит Батарейки ампульные Очень высокая мощность, выравнивание нагрузки. Перекачиваемый возобновляемый электролит Проточные батареи Морское использование, аварийное питание Водяные батареи Высоковольтные батареи Несколько ячеек Аккумуляторы большой емкости, длительный период разряда. Ячейки многократные, специальные конструкции, специальная химия Низкое энергопотребление Максимальная плотность энергии Дистанционное управление Литий-ионный Низкое энергопотребление Максимальная плотность мощности Электроинструмент Литий-ионный Высокая мощность Максимальная плотность энергии Тяговые аккумуляторы, электромобили NiMH.Литий-ионный, NaNiCl Высокая мощность Максимальная плотность мощности Вспомогательные батареи, приложения HEV NiMH. Литий-ионный, NaNiCl Длительный срок хранения, низкий саморазряд Литий, специальные химические добавки Длительный срок службы Регуляторы температуры, встроенные системы управления батареями, рекомбинантные системы, химические добавки Легкий вес, спутники, аэрокосмические приложения Оксид серебра, никель-водород, Высокая мощность, очень длительный период разряда, длительный срок службы, низкие эксплуатационные расходы РИТЭГ Радиоизотопный термоэлектрический генератор Ядерная батарея Высокая плотность энергии, легкий вес Воздушный электролит, Цинк воздушный Специальные формы Твердотельный, литий-полимерный Широкий температурный диапазон Химические добавки, встроенные нагреватели, жидкостное охлаждение Низкие эксплуатационные расходы Герметичные клетки, рекомбинантная химия. Искробезопасный Герметичные элементы, накопленный электролит, твердый электролит, специальный химический состав Прочный Специальные конструкции Ракеты и боеприпасы, безопасное хранение, одноразовое использование, прочное, с коротким разряжением Высокотемпературные батареи Торпеды, короткие, одноразовые Водяные батареи Интеллектуальный аккумулятор Обмен данными между зарядным устройством и аккумулятором Встроенная электроника для управления зарядкой и разрядкой. АКБ Встроенная электроника (инвертор) для подачи переменного тока Дистанционная зарядка Солнечные элементы с батареями глубокого разряда Кратковременное повышение мощности Конденсаторы и суперконденсаторы, литиевые, NiMH Зеленая энергия, без зарядки Топливные элементы, солнечные элементы Примечание : Вышеуказанные батареи доступны в широком диапазоне конструкций ячеек, оптимизированных для различных применений Дополнительные типы — см. Также Альтернативные батареи и История 100 Типы батарей Сравнительная таблица химического состава клеток

Energy IQ: Что такое стационарный накопитель энергии и как он работает

Это отличная новость, но она представляет собой неожиданный вызов.В данном географическом районе вновь установленные солнечные и ветровые мощности, вероятно, будут производить электроэнергию одновременно с существующими солнечными мощностями. Это может привести к избытку электроэнергии из возобновляемых источников в определенное время дня, а энергия не будет вырабатываться, когда не светит солнце и не дует ветер. Таким образом, проблема заключается в том, как улавливать и хранить эту избыточную энергию для будущего использования.

Именно здесь технологии стационарного хранения энергии вступают в игру и становятся важным компонентом энергетической инфраструктуры будущего.Давайте ответим на четыре распространенных вопроса о технологиях накопления энергии, чтобы повысить ваш энергетический IQ.

№1: Зачем нужны технологии стационарного накопления энергии?

Ежедневный график того, когда и сколько электроэнергии мы производим, отличается от того, когда и сколько электроэнергии мы потребляем. Более того, возобновляемые источники энергии не являются гибкими, что означает, что они не могут быть отправлены, когда это необходимо для удовлетворения постоянно меняющихся требований потребителей энергии.

В то время как традиционные электростанции и межсетевые соединения останутся ключевыми рычагами для решения этой проблемы, системы хранения энергии, по прогнозам, станут восходящей звездой в решении этой проблемы гибкости.

Достижения в аккумуляторных технологиях и снижение затрат являются движущими силами развития технологий стационарного хранения энергии.

№2: Что такое стационарная система накопления энергии?

Стационарная система накопления энергии может накапливать энергию и выделять ее в виде электричества, когда это необходимо.

В большинстве случаев стационарная система накопления энергии будет включать в себя набор батарей, электронную систему управления, инвертор и систему управления температурой внутри корпуса.

В отличие от топливного элемента, который вырабатывает электричество без необходимости зарядки, системы хранения энергии необходимо заряжать для обеспечения электричеством, когда это необходимо.

№3: Как работает стационарный накопитель энергии?

Аккумуляторы и электронная система управления лежат в основе работы стационарных систем хранения энергии. Батареи — это то место, где энергия хранится в системе в виде химической энергии, а литий является наиболее популярным элементом, используемым для хранения химической энергии в батареях.

Вот упрощенный обзор того, как батареи работают во время разрядки и зарядки.

• Разрядная энергия в виде электричества: Литий вместе с электронами накапливается на одном конце батареи. Электроны отделяются от лития и движутся по цепи, обеспечивая электричеством нагрузки. Между тем, ионы лития, теперь заряженные положительно, поскольку они потеряли отрицательно заряженные электроны, перемещаются с одной стороны батареи на другую. Это движение продолжается до тех пор, пока все ионы лития не переместятся на другой конец; это когда аккумулятор разряжен.
• Зарядка батарей и накопление химической энергии: Источник, внешний по отношению к батарее, начинает вырабатывать электричество, обеспечивая приток электронов к батарее. Эти отрицательно заряженные электроны начинают сливаться с положительно заряженными ионами лития, и литиевые элементы, теперь заряженные нейтрально, перемещаются с одной стороны батареи на другую. Как только все литиевые элементы переместятся, аккумулятор полностью заряжен.

Электронная система управления — это мозг, управляющий работой системы накопления энергии.Он контролирует, когда батареи должны заряжаться, когда нагрузки нуждаются в энергии от батарей, а также работу системы терморегулирования. Эта система управления также взаимодействует с устройствами вне системы накопления энергии для координации работы.

В инверторе электричество, производимое батареями, преобразуется из постоянного (DC) в переменный (AC). Большинство наших домов и офисов подключено к сети переменного тока, а коммунальные сети подают электричество через переменный ток.С помощью инвертора электричество, вырабатываемое батареями, можно использовать для питания нагрузок.

Система терморегулирования регулирует температуру всей системы и предотвращает выделение тепла в результате химических реакций внутри батарей, которое может быть вредным для работы системы.

№ 4: Где я увижу решения для стационарного хранения энергии?

Экономическая осуществимость — один из ключевых факторов, способствующих более быстрому внедрению решений для стационарных хранилищ.Высокая местная цена на электроэнергию, низкая отказоустойчивость существующей инфраструктуры электроснабжения и критичность бизнес-операций — все это играет роль в этом, однако два типа клиентов, вероятно, используют решения для хранения энергии раньше других.

• Коммунальные предприятия, производители электроэнергии и операторы сетей: Уже сейчас территория, где существует растущая установленная мощность. Решения по хранению энергии предназначены для решения целого ряда проблем клиентов, включая прерывистые возобновляемые источники энергии, пиковый спрос и короткие простои.
• Коммерческие здания: В рамках этой большой группы решения по хранению энергии, вероятно, станут более распространенными для предприятий, где стоимость энергии высока или бесперебойность работы чрезвычайно важна.

Другой вариант использования стационарных систем энергоснабжения — обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии в случае сбоя во время запуска резервных генераторов энергии. Именно здесь вступает в игру возможность немедленной отправки этих решений; при реагировании на нагрузки, которые имеют значительные колебания напряжения и частоты, на которые некоторые генерирующие активы не могут реагировать, не вызывая перебоев.

Участие Cummins в разработке стационарных систем хранения энергии

Cummins Inc. — ведущий поставщик дизельных и газовых генераторов, цифровых решений и систем управления; и недавно разработал тактические системы хранения энергии (TESS). TESS обеспечивает интегрированное решение по питанию при использовании в тактической микросети для повышения устойчивости, улучшения качества электроэнергии и обеспечения бесшумного питания.

Микросети и топливные элементы для устройств хранения энергии, наше энергетическое будущее включает в себя разнообразный набор технологий и видов топлива, и Cummins стремится к инновациям и предоставлению разнообразных решений для удовлетворения этих разнообразных потребностей клиентов.

Подпишитесь на Energy IQ, чтобы периодически получать актуальную информацию и тенденции на энергетических рынках. Чтобы узнать больше о решениях для распределенной генерации, предлагаемых Cummins, посетите нашу веб-страницу.

Думаете, вашим друзьям и коллегам понравится этот контент? Поделитесь в LinkedIn и Facebook.

Артикул:

1 Международное энергетическое агентство. (Ноя 2019). Обзор мировой энергетики 2019 [PDF-файл]. Получено с https://www.iea.org/

.

6 многообещающих вариантов хранения энергии для подключения к сети

С ростом производства возобновляемой энергии, такой как ветер и солнечная энергия, надежные решения для хранения энергии становятся необходимостью… и особенно когда солнце не светит или ветер не светит. т дует.С момента открытия электричества ученые искали способы хранить эту энергию, когда она нужна по запросу. В течение последнего столетия индустрия хранения данных продолжала развиваться, особенно в 21 ^и веке, когда новые технологии вывели эту систему хранения на новый уровень эффективности.

Электрическая сеть — это сложная система, которая требует, чтобы энергоснабжение и спрос были одинаковыми в любой момент, поэтому появляются жизнеспособные решения для хранения, которые помогают снизить потребление энергии.Для поддержания стабильности требуется постоянная настройка сети, и эффективное хранение будет играть важную роль в этом критически важном акте балансировки, обеспечивая большую гибкость и надежность системы.

За последние несколько лет было разработано несколько различных решений для хранения данных, которые можно включить в сеть независимо от требований к мощности или энергии — от генерации до конечного использования потребителями. С учетом сказанного, вот шесть современных вариантов накопления энергии, которые могут быть реализованы в сети.

1. Tesla Powerwall / Powerpack

(Изображение предоставлено: Tesla)

Powerwall и Powerpack

Tesla — это высокоэффективные платформы с литий-ионными перезаряжаемыми батареями, с Powerpack, предназначенными для домашнего использования, и Powerwall, разработанными для коммерческого использования или использования в сети. Последний может использоваться в нескольких приложениях, включая сглаживание пиков, реакцию на спрос, управление напряжением и резервный резерв мощности. Отличный пример интеграции Powerwall дебютировал в прошлом году в Австралии, где серия аккумуляторных блоков обеспечила накопительную мощность 129 МВт ветряной электростанции Хорнсдейл в Neoen, обеспечивая электроэнергией 30 000 домов.

2. Проточная батарея окислительно-восстановительного потенциала

(Изображение предоставлено JCESR)

Еще одним передовым решением для аккумулирования энергии являются проточные окислительно-восстановительные батареи (топливные элементы), в которых твердые электроды заменены высококалорийными электролитическими соединениями (водород-бромат лития, бром-водород, органические соединения и т. Д.), Разделенными мембраной, которая заряжается и разряжается как жидкости циркулируют в собственном пространстве. Ионный обмен происходит через мембранный сепаратор, когда электролиты подвергаются восстановлению и окислению (окислительно-восстановительный потенциал) и, в свою очередь, могут накапливать большое количество энергии, идеально подходящей для подключения к сети.

3. Накопитель энергии маховика

(Изображение предоставлено Стивом Виттригом через ABB SlideShare)

Накопитель энергии маховика работает, ускоряя ротор до высокой скорости и поддерживая мощность в виде энергии вращения. Когда эта энергия забирается из системы, скорость вращения маховика уменьшается и увеличивается при повторном вводе энергии.

Самые передовые системы маховиков представляют собой высокопрочные композитные роторы, подвешенные на магнитных подшипниках, и при включении питания они могут раскручиваться за считанные минуты до 20 000–50 000 об / мин, достигая своей энергоемкости быстрее, чем другие формы накопителя.Швейцарская группа автоматизации ABB недавно внедрила решение с маховиком / интеллектуальной микросетью в Кадьяке, Аляска, для расширения возможностей возобновляемой энергетики и стабильности сети.

4. Накопитель энергии сжатый воздух

(Изображение предоставлено Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией)

Установки для хранения энергии на сжатом воздухе (CAES) аналогичны гидроаккумулирующим электростанциям; только вместо того, чтобы перекачивать воду из нижнего пруда в верхний, окружающий воздух сжимается и хранится под давлением в подземных пещерах для хранения энергии.Когда эта энергия требуется, сжатый воздух нагревается и расширяется в турбине, таким образом приводя в действие генератор для выработки энергии. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория находится в процессе разработки системы CAES для электростанций во внутренних районах Вашингтона и Орегона, когда требуется дополнительная мощность для пиковых нагрузок.

5. Накопитель тепловой энергии

(Изображение предоставлено SolarReserve)

Существует несколько различных типов аккумуляторов тепловой энергии, включая аккумуляторы скрытой энергии и термохимические.Однако разумное хранение является наиболее используемым и часто используется вместе с солнечными электростанциями. В системе явного тепла используется жидкая или твердая среда: вода, песок, камни или расплавленная соль либо нагреваются, либо охлаждаются для хранения собранной энергии. Проект Nevada Crescent Dunes компании SolarReserve — отличный пример использования системы TES, которая использует расплавленную соль для хранения 1100 МВт энергии в двух массивных термически экранированных металлических резервуарах и может хранить эту энергию в течение 40 лет без ухудшения характеристик.

6. Накопительный гидроаккумулятор

(Изображение предоставлено: Википедия )

Накачиваемый гидроаккумулятор накапливает энергию, используя воду, содержащуюся в верхнем резервуаре, которая электрически перекачивается из нижнего резервуара.Во время пикового спроса на электроэнергию дополнительная мощность вырабатывается путем выпуска накопленной воды через турбины таким же образом, как и в традиционной плотине гидроэлектростанции. Когда потребность в энергии снижается, вода возвращается обратно в более высокий резервуар, как правило, теми же турбинами, которые могут действовать как насос и генератор.

Согласно отчету компании «Делойт» о технологиях хранения электроэнергии за 2015 год: «Ускорение внедрения новых технологий, изменение ожиданий и поведения потребителей, а также структурная эволюция системы производства и доставки электроэнергии за последнее десятилетие обеспечивают благодатную почву для появления созревающей электроэнергии. технологии хранения как ключевые компоненты нового ландшафта в электроэнергетике.”

С учетом сказанного, хранение энергии стоит дорого, особенно когда политика, смягчающая его использование, не оценивает их выгоды в денежном выражении. Это представление, вероятно, изменится по мере того, как за последние несколько лет было проведено больше проектов и технико-экономических обоснований, особенно в связи с возобновляемыми источниками энергии. При поддержке правительства и инициатив отрасли накопление энергии может и дальше развиваться, расширяться и способствовать развертыванию постоянно растущего сектора возобновляемых источников энергии, а также традиционных электростанций, работающих на ископаемом топливе.

Электрохимические накопители энергии нового поколения

Разработка электрохимических энергетических устройств следующего поколения, таких как литий-ионные батареи и суперконденсаторы, будет играть важную роль в будущем устойчивой энергетики, поскольку они широко используются в портативной электронике, электрических / гибридных транспортных средствах, стационарных электростанциях и т. Д. . Чтобы встретить …

Разработка электрохимических энергетических устройств следующего поколения, таких как литий-ионные батареи и суперконденсаторы, будет играть важную роль в будущем устойчивой энергетики, поскольку они широко используются в портативной электронике, электрических / гибридных транспортных средствах, стационарных электростанциях и т. Д. .Чтобы удовлетворить постоянно растущий спрос на высокие характеристики (энергия и удельная мощность) энергетических устройств, в технологии накопления энергии следующего поколения крайне желательны электрохимические устройства с характеристиками, подобными конденсаторам, и высокой емкостью, подобной батареям.

В настоящее время высокая производительность устройств накопления энергии все еще ограничивается медленным транспортом носителей заряда, что вдохновляет большое количество исследовательских усилий на решение неотъемлемых проблем плохой электронной проводимости и низкой диффузии катионных ионов в материалах электродов.Более того, теоретическое моделирование позволило по-новому взглянуть на термодинамику и кинетику электродных материалов, что поможет при разработке материалов. В последние годы непрерывные усилия были сосредоточены на рациональных конструкциях материалов и электродов для улучшения характеристик электрохимических устройств накопления и преобразования энергии.

Чтобы оценить современные разработки в этой области, мы приветствуем вклад в эту исследовательскую тему «Электрохимические накопители энергии следующего поколения.Этот сборник статей будет охватывать фундаментальные химические аспекты синтеза, определения характеристик, моделирования и характеристик функциональных материалов для электрохимических энергетических приложений, уделяя основное внимание:

1. Термодинамика и кинетика электрохимических реакций
2. Электрохимические материалы для повышения энергоэффективности приборы
3. Разработка и применение электрохимических устройств энергии
4. Теоретические исследования электрохимических материалов.

Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

Гибкие накопители энергии на основе графеновой бумаги

В последнее время большой интерес проявился к гибкому / сгибаемому электронному оборудованию, такому как складные дисплеи и носимые устройства. Поскольку гибкие блоки преобразования энергии и накопления энергии с высокой энергией и удельной мощностью представляют собой незаменимые компоненты гибкой электроники, их следует тщательно продумать.Однако изготовление гибких / сгибаемых источников питания представляет собой серьезную проблему. В основном это связано с отсутствием надежных материалов, сочетающих в себе превосходную электрическую проводимость и механическую гибкость, которые также обладают высокой стабильностью в электрохимических средах. В этой работе мы сообщаем о новом подходе к гибким энергетическим устройствам. Мы предлагаем использовать гибкий электрод на основе отдельно стоящей графеновой бумаги для применения в литиевых аккумуляторных батареях. Это первый отчет, в котором графеновая бумага принята в качестве ключевого элемента гибкой литиевой перезаряжаемой батареи.Кроме того, графеновая бумага — это функциональный материал, который действует не только как проводящий агент, но и как токоприемник. Уникальное сочетание ее выдающихся свойств, таких как высокая механическая прочность, большая площадь поверхности и превосходная электропроводность, делают графеновую бумагу многообещающим базовым материалом для гибких устройств накопления энергии. По сути, мы обнаружили, что гибкий электрод на основе графена демонстрирует значительно улучшенные электрохимические свойства, такие как плотность энергии и удельная мощность.Кроме того, графеновая бумага имеет лучший жизненный цикл по сравнению с негибкой традиционной электродной архитектурой. Соответственно, мы считаем, что наши открытия будут способствовать полной реализации гибких литиевых перезаряжаемых батарей, используемых в гибком электронном оборудовании.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз?

Накопитель энергии | Учебники по альтернативной энергии

Хранилище энергии Статья Учебники по альтернативной энергии 22.04.2013 08.02.2020 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Хранение энергии — ключ к будущему возобновляемой энергии

Энергия помогает управлять нашим современным миром, добавляя бензин в наши машины, еду в желудки и батареи в наши игрушки, потому что почти все, что мы используем в нашем мире, требует энергии той или иной формы, чтобы это произошло, и пока мы не обнаружим множество способов использования электричество, в накопитель энергии особой нужды не было.

Раньше мы использовали энергию напрямую, сжигая уголь, дрова или используя водяные колеса для работы мельниц или перекачивания воды, когда нам это было нужно. Но сегодня мир становится все более энергоемким местом, и этот постоянный и растущий спрос на электроэнергию требует, чтобы мы находили новые способы не только для выработки энергии, но и для ее хранения.

Накопитель энергии также является жизненно важной частью всех природных процессов здесь, на Земле. Хранение энергии в той или иной форме для дальнейшего использования было чрезвычайно важно не только для человечества, но и практически для всех других форм жизни.Как люди, мы накапливаем энергию в форме химических структур, таких как углеводы и сахар, в нашем теле, когда мы едим. Эта энергия, однажды накопленная, медленно высвобождается с течением времени, что позволяет нам выжить и функционировать в течение длительных периодов времени между приемами пищи. Без этого накопителя энергии жизнь была бы невозможна.

Но так же, как и жизнь, хранение энергии является ключевым компонентом любой устойчивой энергетической системы. Ресурсы ископаемого топлива, такие как уголь и нефть, становятся не только дефицитными в некоторых областях, но также становятся все более недоступными и дорогостоящими в добыче.Но, к счастью для нас, Земля была наделена обильными запасами природных ресурсов, и мы разработали множество различных типов возобновляемых источников энергии для преобразования обильной энергии солнца, ветра, рек и океанов в электроэнергию.

Но что происходит, когда солнце не светит, ветер не дует или океанские приливы достигают своих максимумов и минимумов, а эта бесплатная энергия недоступна, тогда мы должны найти способы экономно сэкономить генерируемую энергию для дальнейшего использования.Хотя энергия не может быть создана или уничтожена, ее можно сохранить в различных формах, например, путем хранения химических веществ в батарее. Это называется накопленной энергией, и именно накопление энергии будет играть решающую роль в обеспечении эффективного и возобновляемого источника энергии в будущем.

Когда используется термин «накопление энергии», большинство людей думают о хранении электричества в батареях, но способность сохранять энергию из первичного источника для последующего использования важна во многих ситуациях, особенно когда этот первичный источник энергии поступает из неконтролируемый и переменный источник, такой как солнце или ветер.Термин «среда хранения» — это резервуар энергии, который сохраняет потенциальную энергию в устройстве хранения энергии для последующего использования.

Есть много способов, которыми мы можем хранить энергию, например: электрохимически (батареи, топливные элементы), электрически (конденсаторы, магнитные накопители энергии), механически (маховики, пружины, гидроаккумуляторы), потенциальная сила тяжести (плотины гидроэлектростанций, речные потоки). ) и термически (расплавленная соль, пар, водоемы), чтобы назвать несколько, и каждый из них имеет свой собственный набор преимуществ и недостатков в хранении энергии.

Есть две основные причины, по которым хранение энергии важно и почему оно будет расти по мере развития возобновляемых источников энергии:

• Многие важные возобновляемые источники энергии работают с перебоями и вырабатываются только тогда, когда того требует погода, например, ветер и солнце, поэтому хранение энергии дает возможность приспособиться к изменениям в спросе на энергию
• Многие транспортные системы требуют, чтобы энергия сохранялась и переносилась вместе с транспортным средством либо в виде батареи для запуска двигателя, либо в аккумуляторных батареях для электромобилей, либо в топливных элементах для приведения транспортного средства в движение в различных режимах работы.

Накопление энергии является важным компонентом любой устойчивой энергетической системы, причем типы носителей энергии, которые могут принимать и выделять энергию в виде электричества, имеют наиболее универсальную ценность, поскольку электричество можно эффективно преобразовать либо в механическую, либо в тепловую энергию. Наиболее распространенный способ хранения энергии для дальнейшего использования — использование батарей.

Аккумуляторные батареи

Накопитель энергии с батареями

Электрохимические батареи являются наиболее распространенным используемым устройством хранения энергии и по-прежнему преобладающим средством хранения энергии во многих внесетевых и устойчивых энергетических системах.Это связано с тем, что батареи по определению представляют собой портативные герметичные системы, в которых электрическая энергия хранится в форме химической энергии, а когда требуется электричество, химическая энергия преобразуется обратно в электрическую. Батареи обладают высокой эффективностью преобразования энергии, что делает их идеальными для использования не только в транспорте, но и в домашних системах альтернативной энергетики.

Свинцово-кислотная батарея — одна из старейших и наиболее совершенных технологий аккумулирования энергии.В своей основной форме свинцово-кислотная батарея состоит из свинцового отрицательного электрода (Pb), положительного электрода из диоксида свинца (PbO ₂ ) и разделителя для их электрической изоляции. Жидкий электролит обычно представляет собой разбавленную серную кислоту (H ₂ SO ₄ ), которая обеспечивает сульфат-ионы для реакций разряда, но сейчас становятся популярными улучшенные необслуживаемые гелевые батареи с твердым кремнеземным электролитом.

В процессе зарядки аккумулятора электроэнергия постоянного тока от традиционных или возобновляемых источников энергии сохраняется в активных химических веществах аккумуляторной системы до их высокоэнергетического заряженного состояния под влиянием некоторой формы контроллера заряда.Как мощность, так и энергоемкость свинцово-кислотных аккумуляторов зависят от размера и геометрии электродов, и правильная подзарядка важна для получения оптимального срока службы любой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи в любых условиях использования.

Но поддержание полной зарядки аккумуляторных батарей изо дня в день для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии в случае необходимости — это первоочередная задача, требующая значительного количества электроэнергии. Это потому, что батареи саморазряжаются, когда вы сидите без дела.Чтобы преодолеть некоторые из этих проблем в электромобилях, была разработана своего рода «супер батарея», называемая топливным элементом.

Топливный элемент для хранения энергии

Топливный элемент — это другой тип электрохимического накопителя энергии, который преобразует накопленную химическую энергию обычного топлива (энергия водорода), окислителя (кислород) и электролита, находящегося между ними внутри одного элемента, непосредственно в электрическую энергию. Когда возникает потребность в электричестве, накопленный водород пропускается через анод (отрицательный), а кислород из воздуха проходит через катод (положительный), а с использованием катализатора (платина, нанопорошки железа, палладий) Происходит химическая реакция, и электроны проходят через внешнюю цепь, чтобы произвести электричество.В настоящее время водородные топливные элементы используются в транспортных средствах.

Накопитель энергии с топливными элементами

Топливный элемент не производит никаких загрязняющих веществ при подаче энергии, только тепло и вода в качестве побочного продукта, и, как и батареи, не имеют движущихся частей, что делает его очень чистым решением для хранения энергии. Следовательно, теоретически должно быть возможно получить надежность более 99% в идеальных условиях, что хорошо, поскольку стоимость топливного элемента по сравнению с батареей очень высока.

Хотя топливные элементы для накопления энергии могут производить энергию постоянного тока, топливные элементы в основном связаны с обеспечением топливом для автомобилей и других видов транспорта с использованием электролизера для разделения воды на кислород и водород с использованием электричества в качестве способа хранения энергии. Затем в топливном элементе используются два разных процесса для цикла хранения, производства и использования энергии.

Преимущество топливных элементов перед транспортными аккумуляторами заключается в том, что процесс является полностью чистым, потому что когда вы сжигаете водород непосредственно в двигателе транспортного средства, единственные отходы, которые вы получаете, — это тепло и вода, отсутствие диоксида углерода или других вредных выбросов.Таким образом, подача водорода в специально разработанные двигатели может привести в действие автомобиль с экологически чистым горением.

Топливные элементы производят постоянный источник энергии за счет химических реакций, как обычные батареи, но из потока топлива, и можно использовать множество различных видов топлива, включая природный газ и газифицированную биомассу, а также водород. Однако откуда берется водородное топливо. Производство, хранение, сжижение и транспортировка газообразного водорода туда, где он необходим, для этого требует энергии. Кроме того, хотя газообразный водород можно сжечь в двигателе, это не так эффективно, как его использование на бензине.

Хранение энергии является ключевым компонентом любой устойчивой энергетической системы, и необходимость в хранении энергии очевидна из-за прерывистой способности производить электроэнергию из некоторых устройств возобновляемой энергии. Конечно, системы возобновляемых источников энергии, такие как ветровая, солнечная (солнечная фотоэлектрическая (PV) и солнечная тепловая), биомасса, гидроэлектроэнергия, океанские и речные течения, волны и приливы, не должны быть связаны с сетью, а должны отключаться от сети. означает дополнительные затраты на резервное питание от батареи, поскольку некоторые из них считаются источниками прерывистого действия, когда накопление энергии отсутствует.

Хотя электричество не может храниться напрямую, его можно легко хранить в других формах, например, в химической энергии и преобразовывать обратно в электричество, когда это необходимо, и поэтому существует широкий спектр различных доступных технологий, которые можно использовать для хранения электроэнергии. от батарей до топливных элементов и суперконденсаторов.

Батареи различного химического состава обеспечивают гибкие возможности, которые можно использовать в масштабах от нескольких ватт для питания мобильных телефонов до нескольких киловатт (кВт) для привода электромобилей, что делает их пригодными для широкого спектра автономных и транспортных Приложения.Кроме того, аккумуляторные батареи для электромобилей, которые больше не подходят для использования в транспортных средствах, могут стать недорогим источником маломасштабного накопления возобновляемой энергии.

Топливные элементы — это относительно новая технология хранения энергии с высокими капитальными затратами. Однако такие характеристики, как отсутствие движущихся частей, отсутствие выбросов, легкий вес, универсальность и надежность, делают их новым типом технологий с большим потенциалом хранения энергии в будущем.

Чтобы узнать больше о «Хранении энергии» или просто изучить преимущества и недостатки устройств хранения энергии, таких как батареи, топливные элементы или суперконденсаторы, нажмите здесь, чтобы получить копию одной из лучших книг по биомассе прямо с Amazon сегодня.