Механические накопители энергии (МНЭ). Разновидности МНЭ. Удельные показатели

Гравитационные механические накопители.

Суть гравитационных накопителей проста. На этапе накопления энергии груз поднимается вверх, накапливая потенциальную энергию, а в нужный момент опускается обратно, возвращая эту энергию с пользой.

Практически все накопители этого класса имеют очень простую конструкцию, а следовательно высокую надёжность и большой срок службы. Время хранения однажды запасённой энергии также ограниченно лишь долговечностью использованных материалов и может исчисляться тысячелетиями.

К сожалению, удельная энергоёмкость таких устройств невелика и определяется классической формулой E = m · g · h.

Гравитационные твердотельные мех. накопители

Энергию, запасённую при поднятии твёрдых тел, можно высвободить за очень короткое время. Ограничение на получаемую с таких устройств мощность накладывает только ускорение свободного падения, определяющее максимальный темп нарастания скорости падающего груза. При этом время хранения однажды запасённой энергии практически неограничено, если только груз и элементы конструкции с течением времени не рассыплются от старости или коррозии.

Недостатком таких систем является необходимость создания вертикальной или наклонной шахты на всю высоту подъёма груза, причём размеры шахты на всём её протяжении должны обеспечивать проход этого груза по габаритам.

Гравитационные жидкостные мех. накопители

В отличие от твердотельных грузов, при использовании жидкостей нет необходимости в создании прямых шахт большого сечения на всю высоту подъёма — жидкость отлично перемещается и по изогнутым трубам, сечение которых должно быть лишь достаточным для прохождения по ним максимального расчётного потока. Поэтому верхний и нижний резервуары необязательно должны размещаться друг под другом, а могут быть разнесены на достаточно большое расстояние(именно к этому классу относятся гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС))

К сожалению, срок хранения «заряженной» энергии в жидкостных гравитационных накопителях гораздо меньше, чем в твердотельных, и на практике обычно составляет от нескольких дней до нескольких лет. Это связано с испарением рабочей жидкости из резервуаров. Кроме того, такие системы имеют гораздо больше частей, и их труднее поддерживать в должном техническом состоянии, — прежде всего это касается герметичности резервуаров и трубопроводов и исправности запорного и перекачивающего оборудования.