NL9002415A - Storage system for electrical energy - uses high density flywheel in vacuum incorporating motor-generator set to store and release energy - Google Patents
Storage system for electrical energy - uses high density flywheel in vacuum incorporating motor-generator set to store and release energy Download PDFInfo
- Publication number
- NL9002415A NL9002415A NL9002415A NL9002415A NL9002415A NL 9002415 A NL9002415 A NL 9002415A NL 9002415 A NL9002415 A NL 9002415A NL 9002415 A NL9002415 A NL 9002415A NL 9002415 A NL9002415 A NL 9002415A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- rotor
- flywheel
- energy
- store
- electrical energy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/30—Flywheels
- F16F15/315—Flywheels characterised by their supporting arrangement, e.g. mountings, cages, securing inertia member to shaft
- F16F15/3156—Arrangement of the bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/30—Flywheels
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
- H02K7/025—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
HET BEWAREN VAN ELECTRISCHE ENERGIE MET EEN VLIEGWIEL.STORING ELECTRICAL ENERGY WITH A FLYWHEEL.
De moderne samenleving kan van een aantal problemen worden verlost wanneer electrische energie langdurig,efficiënt,pollutie vry met een hoge energie-dichtheid kan worden bewaard. Dit is mogelyk met een vliegwiel.De primaire eigenschap van een vliegwiel is het bewaren van energie maar in de hedendaag -se praktyk meestal voor een korte tyd.Een lange bewaartyd moet worden bereikt door de draaiings verliezen van de rotor klein te maken,hetgeen ook de efficiëntie ten góede komt.In de figuren^, en 5 is het principe van respectivelyk een cylin-drische en een bolvormig vliegwiel getekend waar deze uitvinding over gaat.De rotor(1)van het vliegwiel draait in vacuum3 en op de binnendiamëter zyn de electro-motor(4)en de dynamo(5) aangebracht,die ieder voor zich borstelloos werken en d'aartoe van de halfgeleider techniek gebruik maken.De motor dient voor het opladen en de dynamo voor de ontlading van het vlieg -wiel.T.b.v.de zeer kleine draaiings verliezen is de rotor gelagerd op magnetische levitatie met behulp van de permanente magneten(A),(B),(C)en (D).Hieraan is t.b.v.de stabiliteit van de rotor een klein mechanisch lager(8)toegevoegd.T.b.v de verliezen draait de rotor in vacuum.Het vacuumvat(2)is voor het grootste deel omgeven door een vloeistof(7)(water)die zich binnen het buitenvat(6)bevindt.De constructie van het ge -heel is zo gedimensioneerd dat by een eventuele desintegratie van de rotor,dit proces zich geheel binnen het buitenvat afspeelt.De omzetting van het water in stoom helpt hierby de vrykomende energie te dissiperen.Een grote energie-dichtheid wil zeggen dat het vliegwiel klein en licht moet zyn en de rotor zeer snel moet draaien.Dit vereist het gebruik van zeer sterke en lichte materialen.De krachten die in ieder'volume element van de met een bepaalde snelheid draaiende rotor optreden zyn evenredig met het kwadraat van de afstand(r)tot de as en met het soortelyke gewicht(voortaan s.g.)van dit volume element.De krachten zyn het grootst aan de buitenkant en ne- 2 men naar binnen toe met r af.De uitvinding zorgt ervoor dat 2 het s.g. omgekeerd evenredig met r verandert.Hierdoor wordt bereikt dat ieder volume element in de rotor door gelyke krachten wordt belast waardoor geen laagscheiding kan optreden en het mogelyk is deze vliegwielen te realiseren.Deze homogeniteit van krachten wordt verkregen door tydens het wik kelen van de rotor aan de matrix van de lym en de zeer sterke vezel een zwaar en zeer fynkorrelig poeder per laag in de Juiste hoeveelheid toe te voegen.Door de volgende berekeningen wordt de uitvinding gefundeerd. Berekeningen.Modern society can be freed from a number of problems when electric energy can be stored for a long time, efficiently, pollution-free with a high energy density. This is possible with a flywheel. The primary property of a flywheel is to store energy, but in today's practice usually for a short time. A long storage time must be achieved by making the rotational losses of the rotor small, which also the efficiency is increased. In the figures ^, and 5 the principle of respectively a cylindrical and a spherical flywheel has been drawn which this invention is about. The rotor (1) of the flywheel rotates in vacuum3 and on the inner diameter the electric motor (4) and the dynamo (5), each of which works brushless for itself and uses the semiconductor technique for this purpose. The motor serves for charging and the dynamo for discharging the flywheel. the very small rotational losses, the rotor is mounted on magnetic levitation using the permanent magnets (A), (B), (C) and (D). To this, for the stability of the rotor, a small mechanical bearing (8) has been added. For the losses the rot rotates or in vacuum The vacuum vessel (2) is for the most part surrounded by a liquid (7) (water) which is located inside the outer vessel (6). The construction of the whole is dimensioned in such a way that any disintegration of the rotor, this process takes place entirely within the outer vessel. The conversion of the water into steam helps to dissipate the emerging energy. A large energy density means that the flywheel must be small and light and the rotor must rotate very quickly. This requires the use of very strong and light materials. The forces that occur in each volume element of the rotor rotating at a given speed are proportional to the square of the distance (r) from the shaft and to the specific weight (henceforth sg ) of this volume element. The forces are greatest on the outside and decrease 2 inwards with r. The invention ensures that 2 the sg inversely proportional to r.This ensures that every volume element in the rotor is loaded by equal forces, so that no layer separation can occur and it is possible to realize these flywheels.This homogeneity of forces is obtained by winding the rotor on the matrix of the lym and the very strong fiber add a heavy and very fine-grained powder per layer in the Correct amount. The following calculations will underpin the invention. Calculations.
Het arbeids vermogen van beweging(E)dat is opgeslagen in een· volkomen vast lichaam dat met een hoeksnelheid(u3)om zyn as roteert voldoet aan: E =“- Τω2 (Nm) 1The energy of movement (E) stored in a perfect solid rotating at an angular velocity (u3) about its axis satisfies: E = “- Τω2 (Nm) 1
Hierin is T het Massa Traagheids Moment(M.T.M.)van dit lichaam t.o.v. de rotatie as.Het M.T.M. van een cylinder is gelyk aan:Here T is the Mass Inertial Moment (M.T.M.) of this body relative to the axis of rotation. of a cylinder is similar to:
Tcyl= imR2 (kgl“2) 2 en van een bolTcyl = imR2 (kgl “2) 2 and of a sphere
Tbol= |mR2 (kgm2) 3Tbol = | mR2 (kgm2) 3
De respectïvelyke massa's M zyn: ncyl“ ^Vli ξ> Qcg) 4 "bof j®3? (kg) 5The respective masses M are: ncyl “^ Fly ξ> Qcg) 4” mumps j®3? (Kg) 5
De energie-inhoud van deze roterende lichamen is dus: •j__ (Nm) 6 ^01= 305^5^ (Hm) 7The energy content of these rotating bodies is therefore: • j__ (Nm) 6 ^ 01 = 305 ^ 5 ^ (Hm) 7
Hierin is het s.g.van het roterende lichaam. Uit deze ver-gelykingen valt af te leiden, dat de cylinder per kg gewicht, by dezelfde hoeksnelheid,een grotere hoeveelheid energie' kan opslaan dan de bol. Ca.25% meer. De cylinder zal op grond hiervan worden berekend. Het binnenste van de cylinder draagt niet veel by aan de energie-inhoud. Bovendien is die ruimte nodig voor het onderbrengen van de motor, dynamo en de lage-ring.Wy hebben dus te doen met een holle cylinder waarvoor geldt dat de verhouding van de binnenstraal (ΐΐφ)βη de buiten-Herein is the s.g. of the rotating body. It can be deduced from these comparisons that the cylinder can store a greater amount of energy per kg weight, at the same angular velocity, than the sphere. About 25% more. The cylinder will be calculated on this basis. The interior of the cylinder does not contribute much to the energy content. In addition, this space is needed to accommodate the engine, alternator and low-ring, so we are dealing with a hollow cylinder for which the ratio of the inner radius (ΐΐφ) βη is the outer-
straal (R) voldoet aan: Dradius (R) meets: D
/> R0 F> ΊΓ 8/> R0 F> ΊΓ 8
De energie-inhoud van deze cylinder met een gat voldoet aan: Ecy 1= R4 h νυ2 (1 ) (Nm) 9 u?=2Un en dit geeft in vergelyking 9 :The energy content of this cylinder with a hole complies with: Ecy 1 = R4 h νυ2 (1) (Nm) 9 u? = 2Un and this gives in comparison 9:
Ecyl= R4· h n2^ (1 -ƒ&*) (Nm) 10Ecyl = R4h n2 ^ (1 -ƒ & *) (Nm) 10
Nu geldt dat 1kwh gelyk is aan 3 »6 10 Nm. Hieruit volgt:Now it applies that 1kwh is equal to 3 »6 10 Nm. It follows from this:
Ecyl_ (1-M) kwh 11 7 3,6 10^ 'Ecyl_ (1-M) kwh 11 7 3.6 10 ^ '
In de snel draaiende rotor van het vliegwiel treden tangen-tiale (P.) en radiale (P ) spanningen op die vMdoen aan de vergelykingen 12 en 13.Tangential (P.) and radial (P) voltages occur in the rapidly rotating rotor of the flywheel, which do vM to the equations 12 and 13.
Pt= n2 r(3+V)(R2+R^lR /-o) -(1 +3V)r2 P& 12 P = f29 n2(R2+R2 S^O -r2X3+V) Pa 13 rPt = n2 r (3 + V) (R2 + R ^ lR / -o) - (1 + 3V) r2 P & 12 P = f29 n2 (R2 + R2 S ^ O -r2X3 + V) Pa 13 r
Hierin is v de Poisson verhouding,die op 0,3 gesteld mag worden en is r de afstand van de rotatie-as waar deze span-V is the Poisson ratio, which may be set at 0.3 and r is the distance from the axis of rotation where this span
OO
ningen optreden. Verder geldt:R en RQin ra., ^in kg/nren is n het aantal omwentelingen per seconde.De maximale spanning ^tmax treedt op aan de omtrek van het gat (r=RQ)en de maximale radiale spanning P^^^treedt op voor r=N[0Q en voldoet aan: 0 0 p n2(R-Ror(3+v) Pa 14- rmax 2 1nings occur. Furthermore, R and RQin ra., ^ In kg / nren, n is the number of revolutions per second. The maximum stress ^ tmax occurs at the circumference of the hole (r = RQ) and the maximum radial stress P ^^^ occurs for r = N [0Q and satisfies: 0 0 p n2 (R-Ror (3 + v) Pa 14- rmax 2 1
Vergelyking 14- laat zien dat Prlnaxvoc,r R=H0 Selyk is aan nul d.w.z. dat voor een cylinder met een zeer dunne wanddikte (RMR )P zeer klein is.Dit is precies dat wat nodig is,pmdat de sterke vezel waaruit het vliegwiel wordt gewikkeld meestal zeer sterk is in de tangentiale richting ,doch veel zwakker is voor een radiale belasting.Hieruit volgt dat het vliegwiel opgebouwd moet worden uit dunne lagen.Comparison 14- shows that Prlnaxvoc, r R = H0 is Selyk to zero i.e. for a cylinder with a very thin wall thickness (RMR) P is very small, this is exactly what is needed, because the strong fiber from which the flywheel becomes wound is usually very strong in the tangential direction, but much weaker for a radial load. It follows that the flywheel must be built up from thin layers.
Stel R=0,6m.Ro=0,24-m en h=2Rm.Volgens vergelykingl2 verloopt de tangentiale spanning in de rotor als de kromme Pj.in fig.Let R = 0.6m.Ro = 0.24-m and h = 2Rm. According to equationl2, the tangential stress in the rotor expires when the curve Pj.in fig.
1 aangeeft.De radiale spanning Pris zoals uit vergelyking13 volgt en fig.1 laat zien aan het gat(r=R^en aan de omtrek nul en maximum voor r=YR.RQ.Stel de wanddikte van de holle cylinder is 2,5mm. R is dus O,6r-O,'OO25-.0,5975m.Dè' tangenti- o 2 2 ale spanning aan de omtrek is dus P^j.^ <jpn .2,86024- en-.aan de binnenkant van de dunne wand gelyk ^ aan: <T(2 21.The radial stress Pris as follows from comparison 13 and Fig. 1 shows at the hole (r = R ^ and at the circumference zero and maximum for r = YR.RQ. Suppose the wall thickness of the hollow cylinder is 2.5mm .R is thus 0, 6r-0, 'OO25-.0.5975m. The' tangential voltage on the circumference is therefore P ^ j. ^ <Jpn .2.86024- and-. On the inside of the thin wall similar to: <T (2 2
Pt= 2 T n .2,87581.De tangentiale spanning aan de binnenkant van deze dunne cylinder is dus slechts 1 ,0054-4- maal groter dan aan de buitenkant d.w.z.een .gering verschil.Pt = 2 T n .2.87581. The tangential voltage on the inside of this thin cylinder is thus only 1.0054-4 times greater than on the outside, i.e. a slight difference.
De maximale radiale spanning voor t^[r.Rq is gelyk aan:The maximum radial stress for t ^ [r.Rq is equal to:
Ptmax=^2en2°O0002065 en dus reeds 7.10”^maal kleiner dan voor nog dunnere cylinders in overeenstemming met de radiale sterkte van de vezel te brengen.Ptmax = ^ 2 and 2 ° O0002065 and thus already 7.10 "times smaller than for even thinner cylinders to match the radial strength of the fiber.
De buitenste laag van de rotor wordt het zwaarst belast.The outer layer of the rotor is most heavily loaded.
In die laag mag de tangentiale spanning niet de maximaal toelaatbare waarde P^maxoverschryden.Vergelyking 12 levert, wanneer R, RQ,êen^ zyn gekozen,het maximale toerental (n) op.dat by deze P-j.max maximaal toelaatbaar is.Alle binnen-lïggemde lagen roteren met dezelfde hoeksnelheid maar worgden, omdat ze een kleinere straal bezitten*minder belast.In that layer, the tangential voltage must not exceed the maximum permissible value P ^ max. Comparison 12, when R, RQ, and ^ are selected, gives the maximum speed (s) that is maximum permissible by this Pj.max. Layered layers rotate at the same angular velocity but become warped because they have a smaller radius * less load.
2 .Aangezien evenredig is met r en met ^,is de enige manier om de binnenliggende lagen ook met Pj.max te belasten,de verandering van het soortelyke gewicht (^>)van de matrix, omgekeerd evenredig met r2 .Wanneer £ R de laagdikte is en(a)'het aantal lageii van de· rotor-van&f dè buitènkant gerekend is,dan''is de tangentiale spanning in de a-de laag:2. Since proportional to r and ^, the only way to load the inner layers with Pj.max is to change the specific weight (^>) of the matrix, inversely proportional to r2. layer thickness and (a) 'the number of lowii of the rotor-of & f the outer side has been calculated, then' 'the tangential stress in the a-th layer is:
Pta= ( R > Ptmax = ( 1 -f Ptmax 15Pta = (R> Ptmax = (1 -f Ptmax 15
Om P gelyk aan P^.max te maken moet het s.g.van die laag dus met een factor Z -10 z= 16 groter worden gemaakt dan pTo make P equal to P ^ .max, the s.g. of that layer must therefore be made larger by a factor Z -10 z = 16 than p
Een cylindrisch vliegwiel bezit (b) lagen met dus ieder een dikte van £R meter, (b) voldoet aan: Λ ύ h=LTr- 17A cylindrical flywheel has (b) layers, each with a thickness of £ R meter, (b) satisfies: Λ ύ h = LTr- 17
De energie inhoud vanfeet op deze wyze gelaagde cylindrische vliegwiel voldoet voor h = 2 R aan: j_ vort, .8 2The energy content of this wyze layered cylindrical flywheel satisfies for h = 2 R: j_ vort, .8 2
In deze vergelyking wordt dus n berekend met vergelyking12 voor de buitenste laag van de rotor,dat is voor Rq= R(1-ê). Voor zeer dunne lagen, b.v. èèn vezel dik,wordt door de vergroting van het s.g. per laag volgens vergelyking 16, bereikt dat alle lagen door gelyke krachten worden belast.Deze homogene belastingen wezen,van ieder volume element van de rotor heeft tot gevolg dat er geen splitsing van de lagen kan optreden. Hierdoor is het mogelyk betrouwbare cylin- drische of bolvormige vliegwielen te maken met bestaande vezels.De sterkste vezels die momenteel beschikbaar zyn bezitten een maximale sterkte van 2,8 10^ Pascal (F ) voor 9 aThus, in this equation, n is calculated with equation12 for the outer layer of the rotor, that is for Rq = R (1-ê). For very thin layers, e.g. one fiber thick, due to the enlargement of the s.g. per layer according to comparison 16, achieves that all layers are loaded by equal forces.These homogeneous loads of any volume element of the rotor mean that no splitting of the layers can occur. This makes it possible to make reliable cylindrical or spherical flywheels with existing fibers. The strongest fibers currently available have a maximum strength of 2.8 10 ^ Pascal (F) for 9 a.
Aramide Twaron en van 3,4 10 P voor Carbon fibre Tenax. Voor een maximaal toelaatbare tangentiale spanning P. =Aramid Twaron and from 3.4 10 P for Carbon fiber Tenax. For a maximum permissible tangential voltage P. =
a u UlCLAa u UlCLA
1,25 10r P zyn met behulp van de verge lykingen 12 en 18 de belangrykste grootheden van e.en homogeen belaste* drische rotor berekend. In tabel 1 zyn de resultaten van deze berekening als functie van R(voor,/3 =0,5) en als functie van/j (voor R=0,5m) gegeven.De figuren 2 en 3 geven hetzelfde "weer.In figuur 7 is de berekende energie-inhoud van zeer grote homogene rotoren gegeven .De vergroting Z van het s.g.^ is aan technische mogelykheden gebonden.De voor de vergroting van het s.g.in aanmerking komende metaalpoeders bezitten een s.g.van rond de 8000 kg per m . Zmaxkan daardoor niet groter dan 5 worden gemaakt.Tabel 1 laat zien dat een vliegwiel dat 1OOkwh moet kunnen bewaren,een rotor met een straal van 0,5 m.en een Z =4moet bezitten en met max een snelheid van 300 omwentelingen per seconde,dat is 18000 omw./sec,moet draaien.De hoogte h van de rotor is 1m. Deze rotor weegt 1480 kg,waarvan 800 kg vezel is en 680 kg lym plus vulmiddel,dat is dus een fynkorrelig metaalpoeder, is.In figuur 4 is het principe ontwerp van het cylindrische vliegwiel getekend en figuu^ 5. geeft dit van een bolvormig vliegwiel.De sneldraaiende rotor moet. voldoende ruimte in het vacuumvat(2)hebben om de volume vergroting t.g.v.de rek van de vezel,mogelyk te maken.De vloeistof(7)die het vacuumvat omgeeft heeft meerdere functies.De aanwezige hoeveelheid water moet in staat zyn om by een desintegratie van de rotor de daarin opgeslagen 100 kwh te dissiperen.Om 1kg koud water in stoom om te zetten is ca.600kcal.nodig. 1kwh=864kcal.en dus is de benodigde hoeveelheid water 100x864/600=144 liter.De andere functie van het water is de koeling van de electronische onderdelen die voor het water bereikbaar zyn.By de desintegratie van de rotor wordt ook veel energie geabsorbeerd door de verpulvering van de rotor en het stuk gaan van het vacuumvat,waarna het water de resterende energie kan dissiperen.Ook kan een licht bolvormig vliegwiel(b • v.voor Ptmax=10.109Pa)t .b.v een cardanische en . schok absorberende ophanging,voor mobiel gebruik, in het water zwevend worden gemaakt,In figuur 6 is de invloed van de P^max °P de energie-dichtheid van het vliegwiel gegeven. Hieruit blykt dat de dimensionering ten nauwste samenhangt met de vooruitgang op het gebied van de zeer sterke vezels. In dit opzicht zal de technologie van het vliegwiel zich niet onderscheiden van de vooruitgang die de historie van iedere technologie laat zien.1.25 10r P, using the equations 12 and 18, the most important quantities of a homogeneously loaded radial rotor have been calculated. Table 1 shows the results of this calculation as a function of R (for, / 3 = 0.5) and as a function of / j (for R = 0.5m). Figures 2 and 3 show the same ". Figure 7 shows the calculated energy content of very large homogeneous rotors. The magnification Z of the sg ^ is subject to technical possibilities. The metal powders suitable for the sgin magnification have a sg of around 8000 kg per m. Zmax can therefore not be made larger than 5. Table 1 shows that a flywheel that must be able to store 1OOkwh must have a rotor with a radius of 0.5 m and a Z = 4 and at a maximum speed of 300 revolutions per second, that is 18000 rpm. must rotate. The height h of the rotor is 1m. This rotor weighs 1480 kg, of which 800 kg is fiber and 680 kg is lym plus filler, which is thus a fyn-grained metal powder. In figure 4 the principle design of the cylindrical flywheel is drawn and figure 5 shows this of a spherical flywheel. rotor must. have sufficient space in the vacuum vessel (2) to allow the volume increase due to the fiber's elongation. The liquid (7) surrounding the vacuum vessel has several functions. The amount of water present must be able to disintegrate by the rotor to dissipate the 100 kwh stored therein. To convert 1 kg of cold water into steam requires approx. 600 kcal. 1kwh = 864kcal.and so the required amount of water is 100x864 / 600 = 144 liters. The other function of the water is the cooling of the electronic parts that are accessible to the water. By the disintegration of the rotor, a lot of energy is also absorbed by the pulverization of the rotor and the rupture of the vacuum vessel, after which the water can dissipate the remaining energy. Also, a slightly spherical flywheel (eg for Ptmax = 10.109Pa) for a gimbal. shock absorbing suspension, for mobile use, can be made floating in the water. In figure 6 the influence of the P ^ max ° P is given the energy density of the flywheel. From this it appears that the sizing is closely related to the progress in the field of the very strong fibers. In this respect, the flywheel technology will not be distinguished from the progress shown by the history of any technology.
De fabricage van het vliegwiel zal gebruik moeten maken van de modernste technieken op het gebied van de automatisering en de robotisering.Het vliegwiel biedt te veel mogelykheden aan del samenleving om hier op te noemen.Enkele belangryke voordelen mogen niet onvermeld blyven n.l.The production of the flywheel will have to make use of the most modern techniques in the field of automation and robotisation. The flywheel offers too many possibilities for society to mention here. Some important advantages should not be left unmentioned.
Het vliegwiel werkt geruisloos by kamertemperatuur.The flywheel operates silently at room temperature.
Het vliegwiel is vry van polluties.The flywheel is free from pollutions.
Een 1OOkwh vliegwiel maakt de electrische auto compatibel met de hedendaagse auto.Hierdoor is de fossiele-brandstof verbruikende auto geleidelyk door de electrische auto te te vervangen.A 1000kwh flywheel makes the electric car compatible with today's car, which means that the fossil-fuel-consuming car can be replaced by the electric car.
Het vliegwiel kan de foto-electrische electriciteits productie tot grote bloei brengen.The flywheel can bring photoelectric electricity production to a full bloom.
LITERATUUR.LITERATURE.
POST R.F./POST S.F.'fLIWHEEl" Scie.ntific American Dec.1973POST R.F./POST S.F.'fLIWHEEl "Scie.ntific American Dec. 1973
II IIII II
ROLSTON J.A. Reinforced plastic for rotating structures S.P.E. Journal April 1963 blz. 387/391 TIMOSHENKO S. ' Strength of materials Van Nostrand 1956 tl LENGER A. .Electrische-energie opslag met behulp van eenROLSTON J.A. Reinforced plastic for rotating structures S.P.E. Journal April 1963 pp. 387/391 TIMOSHENKO S. 'Strength of materials Van Nostrand 1956 tl LENGER A.. Electric energy storage using a
IIII
vliegwiel Polytechnisch tydschrift Pt 32 nr6flywheel Polytechnic tydschrift Pt 32 nr6
II IIII II
LENGER A. Energie in de samenleving Ag on Elsevier 1974-LENGER A. Energy in society Ag on Elsevier 1974-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9002415A NL9002415A (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Storage system for electrical energy - uses high density flywheel in vacuum incorporating motor-generator set to store and release energy |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9002415A NL9002415A (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Storage system for electrical energy - uses high density flywheel in vacuum incorporating motor-generator set to store and release energy |
NL9002415 | 1990-11-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL9002415A true NL9002415A (en) | 1992-06-01 |
Family
ID=19857928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL9002415A NL9002415A (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Storage system for electrical energy - uses high density flywheel in vacuum incorporating motor-generator set to store and release energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL9002415A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995007193A1 (en) * | 1993-09-08 | 1995-03-16 | Ellis Christopher William Hend | Kinetic energy storage system |
WO2008142363A1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Flybrid Systems Llp | High speed flywheel containment |
WO2014080165A1 (en) * | 2012-11-24 | 2014-05-30 | Heptron Power Transmission Limited | A flywheel |
CN110707867A (en) * | 2019-12-02 | 2020-01-17 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | Flywheel rotor and flywheel battery |
CN110718987A (en) * | 2019-12-02 | 2020-01-21 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | Flywheel battery |
US11264876B2 (en) | 2017-10-22 | 2022-03-01 | Maersk Drilling A/S | Flywheel systems and flywheel bearing modules |
-
1990
- 1990-11-06 NL NL9002415A patent/NL9002415A/en active Search and Examination
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995007193A1 (en) * | 1993-09-08 | 1995-03-16 | Ellis Christopher William Hend | Kinetic energy storage system |
US5931249A (en) * | 1993-09-08 | 1999-08-03 | Ellis; Christopher William Henderson | Kinetic energy storage system |
WO2008142363A1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Flybrid Systems Llp | High speed flywheel containment |
US8234953B2 (en) | 2007-05-17 | 2012-08-07 | Flybrid Systems Llp | High speed flywheel containment |
CN101678746B (en) * | 2007-05-17 | 2012-12-19 | 飞轮汽车制造有限公司 | High speed flywheel containment |
US9945445B2 (en) | 2012-11-24 | 2018-04-17 | Heptron Power Transmission Limited | Flywheel |
WO2014080165A1 (en) * | 2012-11-24 | 2014-05-30 | Heptron Power Transmission Limited | A flywheel |
US10359094B2 (en) | 2012-11-24 | 2019-07-23 | Heptron Power Transmission Limited | Flywheel |
EP3708868A1 (en) * | 2012-11-24 | 2020-09-16 | Heptron International Limited | A flywheel |
US11264876B2 (en) | 2017-10-22 | 2022-03-01 | Maersk Drilling A/S | Flywheel systems and flywheel bearing modules |
CN110707867A (en) * | 2019-12-02 | 2020-01-17 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | Flywheel rotor and flywheel battery |
CN110718987A (en) * | 2019-12-02 | 2020-01-21 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | Flywheel battery |
CN110718987B (en) * | 2019-12-02 | 2020-10-30 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | Flywheel battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5692414A (en) | Flywheel having reduced radial stress | |
JP3135583B2 (en) | Flywheel type energy accumulator | |
Liu et al. | Flywheel energy storage—An upswing technology for energy sustainability | |
US6867520B2 (en) | Electro-mechanical battery | |
US5057071A (en) | Hybrid centrifuge rotor | |
JP2002502947A (en) | Flywheel battery device with active containment rotating in opposite direction | |
NL9002415A (en) | Storage system for electrical energy - uses high density flywheel in vacuum incorporating motor-generator set to store and release energy | |
US4408500A (en) | Rimmed and edge thickened Stodola shaped flywheel | |
Dragoni | Mechanical design of flywheels for energy storage: A review with state-of-the-art developments | |
Dai et al. | Mechanics analysis on the composite flywheel stacked from circular twill woven fabric rings | |
JPH10504874A (en) | Bearing design for flywheel energy storage using high TC superconductor | |
EP2541739A2 (en) | Inertial energy storage device and method of assembling same | |
US3698262A (en) | Fixed element rotor structures | |
Li et al. | A review of critical issues in the design of lightweight flywheel rotors with composite materials | |
US5924335A (en) | Concentric ring flywheel with hooked ring carbon fiber separator/torque coupler | |
Yu et al. | Design and analysis of high speed rotor in air-core pulsed alternator | |
JP3697293B2 (en) | Flywheel | |
GB2028979A (en) | Energy storage system | |
US20160153522A1 (en) | High Energy Density Composite Flywheels/Electromechanical Batteries | |
Grudkowski et al. | Flywheels for energy storage | |
RU2796643C1 (en) | Electromechanical device with increased kinetic moment of the rotor-flywheel (embodiments) | |
JPH03273841A (en) | Ultrahigh-speed rotor | |
Buchroithner | Rotors for Mobile Flywheel Energy Storage | |
VanOsdol | Magnetically Levitated and Constrained Flywheel Energy Storage System | |
Rabenhorst | Demonstration of a low cost flywheel in an energy storage system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1C | A request for examination has been filed | ||
BN | A decision not to publish the application has become irrevocable |