תכנון חדשני של מערכת אחסון אנרגיה של פצעים מפיברגלס מופרזת מקרוב על גבי גלגל תנופה?
The global energy transition is accelerating and driving a surge in energy storage demand. Lithium batteries are limited by resource scarcity and environmental risks, and physical energy storage technology has become an important supplement. Flywheel energy storage achieves kinetic energy-electric energy conversion through high-speed rotating flywheels. The core challenge is to balance material performance and economy. Although traditional carbon fiber flywheels have high energy storage density (>חוזק מתיחה של 4000MPA), העלות גבוהה עד 200 יורו\/קוט"ש, שקשה לענות על צרכיהם של תרחישים ביתיים ותעשייתיים ומסחריים.
חברת Energiesterro הצרפתית הציעה פיתרון חדשני עם בטון כמטריקס וסִיבֵי זְכוּכִיתכחומר החיזוק. זה פורץ את מגבלות החומרים באמצעות טכנולוגיית סלילה מופרזת ומספק נתיב חדש לאחסון אנרגיה גלגל תנופה בעלות נמוכה. מוצרים של VOSS של החברה ("גלגל תנופה לאחסון אנרגיה סולארית"), כולל גלגלי תנופה מורכבים של סיבי בטון\/מזכוכית, נועדו להיקבר במיכלי בטון בחצרות מגורים או תאגידים המצוידים בפאנלים סולאריים, ויש להם נמלי גישה על הקרקע לתחזוקה. המערכת נועדה להיות חיי שירות של 30 שנה.
מבחינת בחירת החומרים, מערכות אחסון אנרגיה מוקדמות של גלגל תנופה השתמשו בתכנון מתכת, ובהמשך הופיעה גרסה מורכבת חדשה ויעילה יותר של סיבי פחמן. גרסה זו משתמשת במשקל הקל יותר של סיבי הפחמן ובחוזק מתיחה גבוה יותר מאשר פלדה כדי לגרום לו להסתובב מהר יותר, ובכך לאחסן יותר אנרגיה באותה מסה. עם זאת, גלגלי תנופה מורכבים של סיבי פחמן הם יקרים, ולכן Energiestro פיתח פיתרון אלטרנטיבי המבוסס עלסִיבֵי זְכוּכִיתמרוכבים ובטון ליצירת גלגל תנופה בעלות נמוכה ועמידה יותר.
פיתרון זה משתמש בשילוב שלסִיבֵי זְכוּכִית+ בטון, עם חוזק מתיחה של גלגל תנופה של כ 1000 ~ 1500MPa ועלות של 20 יורו\/קוט"ש בלבד, שהיא עשירית העלות של גלגל תנופה של סיבי פחמן, ויש לה יתרון יעיל משמעותי. כדי להשיג פרישה יעילה, אנרג'ייסטרו ומרכיבים אוטומטיים פיתחו מערכת מתפתלת אנכית וטכנולוגיית בקרת מתח: לאור גבול המשקל של גלגל תנופה בטון {6}} טון, מאומץ פריסת סלילה אנכית, בשילוב עם הובלה בעזרת מנוף כדי לפתור את הבעיה שהציוד הפורי מסורתי אינו יכול להשיג את העומס; 10 קבוצות של מערכות הרים עצמאיות משמשות להגברת בהדרגה של מתח הסיבים כדי להימנעסִיבֵי זְכוּכִיתשבר כתוצאה ממתח גבוה מיידי, תוך התאמת שינוי מודולוס הסיבים (הרחבת אורך עם מתח גובר) כדי להבטיח אחידות מפותלת; שרף אפוקסי מרוסס בזמן אמת במהלך תהליך המתפתל, ואחרי ריפוי, נוצרת שכבת חומר מורכבת צפופה בעובי של כ -2 ס"מ (50 שכבות), תוך התחשבות בחוזק קל וגם מבני.
מבחינת צפיפות אחסון האנרגיה, צפיפות אחסון האנרגיה שלסִיבֵי זְכוּכִיתגלגל תנופה של Concrete מגיע ל- 8WH\/kg, שהוא 3 0 0% גבוה יותר מתמיסת הבטון המלאה, אך עדיין 32% מגלגל התנופה של סיבי הפחמן (25Wh\/kg). ובסביבת ואקום, היעילות הכוללת של המערכת היא 85%, זהה לגלגל התנופה של סיבי הפחמן. מחיר סיבי הזכוכית הוא בערך 1\/10 מזה של סיבי פחמן, ועלות מטריצת הבטון זניחה; מערכת המתפתלת המותאמת אישית מבינה ייצור אוטומטי, מחזור הייצור של גלגל תנופה יחיד ניתן לשליטה, והעלות השולית מופחתת עוד יותר לאחר קנה המידה; מנקודת המבט של עלות מחזור החיים המלאה של המוצר, חיי העיצוב {9}} השנה הם ארוכים בהרבה מזו של סוללות ליתיום (בדרך כלל 5-10 שנים), ובעצם אין צורך בתחזוקה או החלפה. עלות החשמל של היחידה במחזור ההפעלה 30- שנה היא 0.05 יורו\/קוט"ש, הנמוך מזה של סוללות ליתיום (0.12 יורו\/קוט"ש). מערכת ה- VOSS של Energiestro ממוקמת בתרחישים של אחסון אנרגיה ותעשייה ותעשייה. העיצוב הקבור מפחית את עיסוק החלל ומשולב ישירות עם פאנלים סולאריים. ללקוחות היעד שלה יש ביקוש ברור ל"עלות נמוכה וחיים ארוכים ", ולעלות האפקטיביות שלסִיבֵי זְכוּכִיתחומרים מורכבים מתאימים באופן מושלם לפער השוק הזה.
הצוות ייצר סוף סוף בהצלחה בטון מופרז\/סִיבֵי זְכוּכִיתגלגל תנופה מורכב שיכול לאחסן כרגע עד 10 קוט"ש של חשמל בפאנל סולארי בעת הפעלה במערכת אחסון אנרגיה. Energiestro מתכננת לפתח עוד יותר מערכות בקנה מידה גדול יותר כדי להגדיל את קיבולת אחסון האנרגיה ל 50 קוט"ש.
החל מתחילת 2025, Energiesterdro התקין שתי מערכות בדיקת בטא למערכות פאנל סולארי מסחרי ותעשייתי, ומתכננת להתקין 10 נוספים השנה. המערכות מיוצרות כולן במפעל הפיילוט של החברה בצרפת. "אנו מגייסים כעת כספים לבניית מפעל גדול יותר כדי שנוכל להשיג ייצור בקנה מידה גדול", אמר המייסד Gennesseaux. החברה מקווה להתחיל בייצור מסחרי בשנת 2027.
