volante de inercia flywheel

volante de inercia flywheel

(Parte 3 de 5)

Fazem-se estudos para encontar materiais que suportem enormes velocidades e que podem comportar um campo magnético que não seja alterado pela velocidade de rotação.

Metas Alcançadas

Densidade de Energia Por Unidade de Peso - 4 vezes superior à de baterias tipo chumbo/ácido Perdas/rendimento - rendimento de 96% Velocidade do volante - 200.0 r.p.m. Materiais - O Aço só permite até 60000 r.p.m.

- As Fibras de carbono (grandes resistências mecânicas): 9 vezes superior ao aço. Choques mecânicos Utilização de chumaceiras magnéticas activas que respondem aos choques da estrada colocando energia nos electroímanes,

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mesmo no momento anterior ao toque entre as partes de apoio.

As chumaceiras activas necessitam de electrónica "rápida", uma vez que os sensores verificarão a posição do eixo várias vezes por segundo. Um processador deve tratar este tipo de informação mais rápido do que os sensores a enviam. O processador Pentium dos anos 1990 mostra-se ideal para este tipo de aplicações. Sensores de posição tipo laser também serão utilizados.

Tempo de carga

10 a 20 minutos é o tempo que se gasta a fazer uma carga completa da flywheel (bastante próximo do tempo que leva a encher o depósito de gasolina de um automóvel).

Vantagens Ambientais

Os materiais que constituem a flywheel são de longe muito menos prejudiciais do que os das actuais fontes de armazenamento de energia.

Por vezes as centrais de produção de energia eléctrica produzem energia que não está a ser consumida (caso das centrais termoeléctricas nas horas de vazio); essa energia poderia ser armazenada pela flywheel, aumentando o rendimento das centrais e reduzindo as emissões poluentes para a atmosfera.

Económicas

Na distribuição de energia eléctrica os condutores nem sempre estão a ser utilizados com uma carga de 100%. Nas horas em que conduzem menos energia poder-se-ia aproveitar para transportar energia para uma flywheel a jusante da distribuição. Assim o condutor estaria a ser utilizado com máxima rentabilidade 24 horas por dia podendo-se mesmo reduzir a secção dos condutores empregues pois a flywheel compensaria com a carga de energia adicional quando tal fosse necessário.

As indústrias poderiam armazenar energia durante o período da noite, quando esta é mais barata, e utilizá-la depois durante o dia. Aproveitamento energético de outras fontes de energia

Aproveitamento total das fontes de energia alternativas, armazenando toda a energia por estas produzida para utilização posterior.

Simplicidade É um dispositivo de construção simples, de fácil compreensão e com um príncipio de funcionamento rudimentar. Custos de produção

Dispositivo que apresenta custos de produção relativamente baixos devido à sua simplicidade e à natureza dos materiais utilizados.

Fiabilidade

Devido ao facto de não existirem peças em contacto a sua durabilidade é bastante elevada. Devido à natureza da sua construção e à tecnologia aplicada torna-se um aparelho de alta robustez.

Tempo de carga

Em comparação com outros dispositivos de armzenamento de energia eléctrica este tem um tempo de carga muito baixo (10 a 20 min.), especialmente quando se faz a comparação com os dispositivos químicos (8 a 10 horas).

Capacidade

Para o volume e peso de uma unidade de armazenamento químico tipo chumbo/ácido conseguem-se densidades de carga 4 vezes superiores.

Desvantagens Pouca resistênca a choques mecânicos intensos

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As chumaceiras magnéticas necessitam de equipamentos de controlo adicionais de alta precisão e rapidez (sensores Laser e processadores Pentium) para controlar as vibrações e oscilações provocadas por choques mecânicos.

Tensão à saída com grandes variações de amplitude

A tensão produzida pela flywheel provém de um gerador síncrono. A tensão é directamente proporcional à velocidade, que varia com a quantidade de carga presente na flywheel. Como a carga varia, varia também a velocidade implicando, assim, a variação da amplitude de tensão.

Variação da frequência da tensão produzida

Pela mesma razão anterior, a frequência da tensão produzida também varia num longo espectro de frequências (desde as dezenas às centenas de KHz).

Campos de Aplicação

Face a tudo o que se tem dito, os campos de aplicação das "Flywheel’s" são imensos, a começar pela substituição das baterias químicas, obtendo-se, assim, ganhos de rendimento e durabilidade enormes. Analisemos, então, algumas aplicações:

Instalações de Emergência

energia salvando-se, assim, muitas vidas. Impressionante?!!Como se pode observar, trata-se de um sonho do Homem tornado

Nos tempos que correm, os grupos de emergência são alimentados, normalmente, por grupos geradores eléctricos com motores a diesel. Estes grupos demoram aproximadamente 30 segundos (os melhores) a restabelecer a energia. Existem grupos de apenas 8 "Flywheel’s" que em alguns milésimos de segundo põem à disposição 1 MW de Potência, o suficiente para que um computador mantenha os seus dados, para que os sistemas críticos de hospitais fiquem seguros de anomalias se houver falhas de realidade, baseado em princípios conhecidos há séculos;

Instalações Industriais

É sabido que em instalações industriais existem geralmente perdas de energia, normais durante a laboração das mesmas. Assim sendo, pensa-se utilizar (e já se utilizam) as "Flywheel’s" para armazenar "essas perdas" bem como também para armazenar energia em horas de vazio (energia mais barata) para depois fornecer aquando da necessidade de grandes "quantidades" (picos ou pontas) de energia pedidas.

Centrais de Produção de Energia Eléctrica

O que se disse no ponto anterior também é válido neste ponto. Estabelecendo "Flywheel’s" em pontos "estratégicos" das linhas de alimentação, estas vão carregando nas horas de vazio (intensidades de corrente menores), pondo ao dispor milhares de MW nas horas de ponta sem sobrecarregar as linhas e diminuindo, assim, as perdas por efeito de Joule, porque a corrente que flui nas linhas de transporte é necessariamente menor. Assim sendo, podem-se projectar linhas de transporte para grandes distâncias com secção inferior diminuindo assim significativamente o custo destas.

Automóveis

Este é um campo que esteve sempre em foco em termos de armazenamento de energia com vista ao aumento de autonomia dos veículos, como é fácil de compreender.

Neste ramo tem-se em perspectiva dois tipos de veículos: os híbridos e os electricamente puros.

Entende-se como veículo híbrido um veículo que "consome", pelo menos, dois tipos de energia armazenada (normalmente combustíveis fósseis e seus derivados, gasolina, gasóleo, gás, etc. e energia eléctrica).

Um veículo puro é aquele que utiliza um só tipo de energia (é o mais vulgar). No presente, ter um veículo "completamente" eléctrico era ideal para a diminuição da poluição.

Veículos Híbridos:

Neste tipo de veículos pensa-se "substituir" as baterias químicas por "Flywheel’s" para aumento de potência no arranque de motores a combustível fóssil, com maior eficiência, aumentando-lhes assim a potência. Em princípio, estas "Flywheel’s" são "modestas". Servem também, e principalmente em cidade, para fornecer energia com vista à diminuição da poluição e consequentemente aumentar, para melhor, a relação gasto de combustível/quilómetros andados. Estas serão já de construção "menos modesta".

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