Přečtěte si:  Moderní technologie i příroda ve městě, veřejné i soukromé finance, dobré i méně dobré příklady z praxe: zpráva z konference Smart city v praxi VIII

Setrvačníkové UPS: efektivní alternativa k bateriím pro krátkodobé nepřerušované napájení

27.10.2016 Tradičním zdrojem energie pro zdroje nepřerušovaného napájení UPS (uninterruptible power supply) jsou olověné baterie. Takovéto zdroje je možno používat pro dlouhodobou dodávku energie řádově v minutách i v hodinách. Mají však značné nároky na prostor, vyžadují údržbu a ne vždy jsou zcela spolehlivé. Z pohledu celého životního cyklu jsou problematické i jejich ekologické dopady. Některá kritická zařízení si však vystačí pouze s dodávkou energie po dobu nejvýše 30 – 40 vteřin. Pro takováto zařízení se nabízí jako efektivní varianta k bateriím setrvačníkové UPS. Tento typ UPS, zařízení VYCON od Calnetix Technologies, zařadila v říjnu 2016 do svého produktového portfolia UPS i společnost General Electric (viz foto).

Setrvačníkové UPS uchovává elektrickou energii v podobě kinetické energie setrvačníku, k němuž je připojen motorgenerátor. Při normální dodávce elektrické energie funguje motorgenerátor jako elektromotor, který otáčí setrvačníkem. Při přerušení dodávky se motorgenerátor okamžitě přepne do generátorového režimu a otáčející se setrvačník mu dodává energii.

Velikost kinetické energie přitom vychází ze známého vzorce:

energie = ½ hmotnost × rychlost²

Setrvačníkové UPS typu VYCON pracuje jako vysokorychlostní, tedy využívá exponenciální závislost množství uchované energie na rychlosti setrvačníku. Motorgenerátor s permanentními magnety má v režimu elektromotor 36 750 otáček za minutu. Při v generátorovém režimu otáčky klesají, typicky na 10 – 12 tisíc za minutu.

Aby bylo dosaženo co nejmenších energetických ztrát a byly minimalizovány nároky na údržbu, je celé zařízení uloženo v uzavřeném pouzdře ve vakuu na magnetickém poli. Také ložisko je magnetické.

Vakuum zajišťuje minimální odpor prostředí. Magnetické ložisko znamená, že rotující části jsou udržovány ve správné poloze pomocí magnetické levitace, zajišťované kombinací permanentních magnetů a elektromagnetů v pěti osách podpory. Tím je prakticky odstraněno tření mechanických částí a s ním spojené opotřebení.

Celé zařízení je doplněno obousměrným konvertorem stejnosměrného a střídavého napětí a řídicím systémem. Díky své konstrukci je prakticky bezúdržbové a má oproti bateriím mnohem menší prostorové nároky. Další výhodou je jeho spolehlivé fungování i v extrémních teplotách. Systém těchto setrvačníkových UPS je velmi flexibilní – lze paralelně propojit až šest těchto jednotek, případně je vhodně kombinovat s bateriovými zdroji.

Navzdory na první pohled neobvyklému řešení nejde rozhodně o experimentální zařízení. Po celém světě již slouží více než 1200 setrvačníkových systémů VYCON a mají za sebou více než 16 miliónů vybíjecích cyklů.

Nová řada UPS od General Electric je dodávána ve výkonovém rozmezí 50 –1000 kVA.

redakce Proelektrotechniky.cz

Foto © General Electric

Další informace zde a také zde

Přečtěte si také:

Největší instalace akumulačního systému pro skladování energie ve Skandinávii

26.10.2016 Společnosti Landis+Gyr a Toshiba dodali největší systém pro skladování energie svého druhu v Skandinávských zemích. Helen Ltd, přední energetická společnost ve Finsku, začala ve svém pilotním projektu využívat akumulační systém pro skladování energie (BESS Battery Energy Storage System) o výkonu 1,2 MW společnosti Toshiba, testovat jeho možnosti v prostředí smart grids a navrhovat nové obchodní modely. 

Projekt Gaildorf: přečerpávací elektrárna v kombinaci s větrnými turbínami

21.10.2016 Netradiční kombinace obnovitelných zdrojů energie, přečerpávací elektrárna a větrné turbíny, bude instalována v rámci německého projektu Gaildorf. Důležitým krokem k realizaci tohoto projektu se stala na konci září 2016 dohoda General Electric se společností Max Bögl Wind AG o dodávce větrných turbín pro tento projekt. 

Projekt DESS2020+: výzkum pro ostrovní systém elektrické energie z vodíku

27.9.2016 Decentralizace energetických zdrojů pro místní spotřebu v domácnostech spolu s využíváním obnovitelných zdrojů energie je stále aktuální téma. Příkladem je i německý projekt DESS2020+(District Energy Storage and Supply System 2020+), který byl odborné veřejnosti představen začátkem září 2016.

3,7MW palivočlánková elektrárna pro Connecticut: malá plocha, 60% účinnost

21.9.2016 Stacionární palivočlánkové zdroje se rozvíjejí v podobě mikrokogenerace i v megawattovém měřítku. Americký výrobce FuelCell Energy, jeden z nejvýznamnějších dodavatelů na tomto trhu, oznámil v září 2016 vývoj a vybudování takovéto palivočlánkové elektrárny ve městě Danbury v americkém státě Connecticut. 

Palivočlánková elektrárna ve Stade: první úspěšné výsledky z provozu

11.2.2016 Palivočlánková elektrárna v německém městě Stade je v přípravě od roku 2014. Na konci ledna 2016 byla tato elektrárna, využívající jako zdroj energie alkalické palivové články, oficiálně uvedena do provozu. Přitom dosáhla významných provozních výsledků a bylo získáno množství potřebných dat pro další zdokonalování systému. 

Akumulace energie z OZE ve vodíku: ÚJV Řež představil podrobné výsledky projektu

16.10.2015 S unikátním českým pilotním projektem „Akumulace energie z OZE ve vodíku“, jehož hlavním nositelem je ÚJV Řež, jsme naše čtenáře již dříve seznámili v článku V Řeži pomáhají urychlit nástup „vodíkové“ ekonomiky. Na semináři „Vodík – energie budoucnosti“, pořádaném v říjnu 2015 Hospodářskou komorou ČR ve spolupráci s ÚJV Řež a Českou vodíkovou technologickou platformou (HyTEP), byly prezentovány některé další zajímavé podrobnosti. 

Projekt ene.field: více než 250 mikrokogeneračních jednotek ve zkušebním provozu

21.9.2015

Elektromechanický setrvačník Gyrodrive pro britské autobusy

19.9.2014 O elektromechanickém setrvačníku, jakožto netradičním zásobníku energie, vyvinutém britskou firmou GKN Hybrid Power (dříve Williams Hybrid Power), jsme na našem portále psali v lednu 2013. Touto technologií bude nyní vybaveno třináct patrových autobusů Volvo B5 britské dopravní společnosti Go North East. Na začátku září 2014 obdržela severoanglická města Newcastle a Sunderland od britské vlády dotaci pro spolufinancování tohoto projektu. 

Víte, jak funguje baterie?

8.3.2013 S bateriemi se setkáváme na každém kroku, v nejrůznějších velikostech a s nejrůznějším účelem použití – od pohonu náramkových hodinek po pohon elektromobilu nebo lodě. Právě v naší rubrice Elektromobilita se o nich často pojednává jako o zdrojích elektrické energie, vedle palivových článků, o nichž pojednávají „Zelené“ taháky pro středoškoláky (i dospělé) č. 2 v této rubrice. Bude proto užitečné si připomenout, jak baterie fungují, a stručně ukázat výhody a nevýhody některých typů, o nichž se často hovoří. 

Elektromechanický setrvačník: netradiční ukládání energie

Copyright © 2012 – 2023 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services