Устройство, которое преобразует механическую энергию вращающегося маховика в электрическую энергию мотор-генератора – это КНЭ или кинетический накопитель энергии, новая разработка МАИ.
КНЭ применяется в качестве аварийного источника питания, вспомогательного источника питания при пиковых нагрузках на электросеть и в системах электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии.
«Сверхпроводниковый кинетический накопитель энергии является перспективной разработкой в области электромеханики. Он может заменить существующие источники аварийного питания – дизельные генераторы, так как превосходит их по экономичности, надёжности, долговечности и экологичности», считает руководитель проекта, доктор технических наук, профессор МАИ Константина Ковалёва.
Прибор уникален конструкцией механизма накопителя: российские учёные применили магнитный подвес, сверхпроводниковые подшипники, «безжелезный» мотор-генератор и вакуумируемый корпус КНЭ. Такая конструкция позволяет минимизировать электрические и механические потери, а также избавиться от трения вращающихся частей о воздух, что и позволяет достичь КПД 99,99 %.
«В данном устройстве применяются высокотемпературные сверхпроводниковые подшипники, трение в которых полностью отсутствует. Потери энергии любого электромеханического устройства представляют собой сумму потерь, а именно: потери в стали - гистерезисные потери, потери в меди и механические потери - на трение в подшипниках. Мы избавились от гистерезисных потерь, сделав статор мотор-генератора "безжелезным"», - объясняет Владимир Подгузов, один из авторов проекта.
Данная разработка не имеет аналогов на российском рынке. В планах у молодых учёных провести полный цикл испытаний данного устройства и доказать его эффективность. Для этого необходимо откачать воздух из корпуса КНЭ и создать там вакуум тогда, по словам авторов, можно достичь номинальной частоты вращения маховика в 8000 оборотов в минуту, не опасаясь нагрева вращающихся частей за счёт трения о воздух, тогда как на воздухе температура маховика достигает критических показателей уже после 5000 оборотов.
Проект был отмечен на XLVII Международной молодёжной научной конференции, а также в рамках Европейской конференции по прикладной сверхпроводимости EuCAS - 2021.
Когда ждать революцию в электросетях? Читайте в статье НиТ про первый сверхпроводник, работающий при комнатной температуре.
