Một trong những ưu điểm của xe điện và xe hybrid là năng lượng không bị lãng phí hoàn toàn khi bạn sử dụng phanh. Bằng cách sử dụng động cơ điện làm máy phát điện, bạn có thể làm xe chạy chậm lại và đưa một phần động năng đó vào trở lại pin để có thể sử dụng lại.
Chắc chắn, có những tổn thất chuyển đổi khi nạp lại vào pin và quay trở lại bánh xe, vì vậy hiệu suất thực sự chỉ đạt khoảng 50%, nhưng như vậy vẫn tốt hơn các hệ thống phanh truyền thống, biến tất cả năng lượng đó thành nhiệt và tỏa ra môi trường.
Xe đạp, máy điện và các phương tiện di chuyển khác cũng có thể trang bị phanh tái tạo. Điều này rất tốt để tái sử dụng năng lượng và tăng quãng đường di chuyển giống như trên ô tô.
Nhưng liệu điều này có thể thực hiện được nếu không có pin và động cơ điện? Bạn có thể tích trữ năng lượng để sử dụng sau này không? Thực tế là có thể, và anh chàng này đã chế tạo ra một chiếc xe đạp làm được điều đó.
Những gì anh ấy xây dựng thường được gọi là Hệ thống phục hồi năng lượng động học, hoặc KERS, và nếu bạn đã quen thuộc với môn đua xe Công thức 1, bạn có thể đã nghe nói về điều này.
Thay vì sử dụng năng lượng cơ học, chuyển đổi nó thành năng lượng điện và sau đó sử dụng năng lượng đó để sạc pin, các loại hệ thống KERS này sử dụng một bánh đà để lưu trữ động năng. Hầu hết các động cơ đốt trong đã sử dụng hệ thống này để ổn định động năng của động cơ bằng cách tích trữ năng lượng trong một bánh đà giúp piston có thể nén hỗn hợp nhiên liệu.
Bằng cách sử dụng các ổ trục ma sát thấp và làm cho bánh đà quay ở tốc độ hơn 60.000 vòng / phút, hệ thống KERS trên ô tô có thể giữ năng lượng trong một thời gian và cho phép sử dụng nó sau đó để tạo ra năng lượng nhanh chóng. Nếu được sử dụng trên đường phố, một chiếc xe có thể sử dụng công nghệ này để tiết kiệm nhiên liệu giống như cách làm của một chiếc hybrid.
Tại sao chúng ta không thấy điều này được sử dụng trong các phương tiện giao thông đường phố?
Mặc dù vậy, các hệ thống cơ khí như thế này vẫn chưa được triển khai rộng rãi. Ngoài các dự án nghiên cứu của các công ty ô tô, chỉ có một số xe buýt của Anh đã thực sự sử dụng hệ thống này trên đường phố. Tại sao? Bởi vì nó đắt tiền, thêm các bộ phận cơ khí và nếu xảy ra sự cố với một thứ gì đó quay ở tốc độ hơn 60.000 vòng/phút, nó có thể giống như một quả lựu đạn nổ tung. Vì những lý do này nên các hãng xe ưu tiên sử dụng pin để lưu trữ năng lượng thay vì sử dụng bánh đà là hoàn toàn hợp lý.
Tuy nhiên, đối với một thứ nhỏ như xe đạp, bạn có thể yên tâm về khả năng an toàn của nó. Năng lượng lưu trữ là rất thấp và việc sử dụng xe đạp không gây ô nhiễm như phương tiện sử dụng động cơ đốt trong. Nhận thêm một chút sức mạnh khi tăng tốc hoặc leo dốc sẽ rất tốt cho những chiếc xe đạp không có động cơ điện, phải không?
Nó không thực sự hoạt động tốt với xe đạp
Ý tưởng là rất tốt. Anh ta có một số bánh răng để thể lấy lực từ bánh sau và sử dụng nó để quay một đĩa thép (bánh đà), và sử dụng phanh xe đạp để hoạt động như một ly hợp để truyền năng lượng. Khi anh ta muốn dừng lại, anh ta có thể bóp phanh giống như thông thường, hệ thống sẽ bắt đầu truyền năng lượng vào đĩa. Khi muốn sử dụng động năng của bánh đà, anh ta có thể kết nối lại đĩa với bánh răng bằng phanh / ly hợp và nó sẽ bắt đầu đẩy xe về phía trước.
Vấn đề là tốc độ có vẻ không đủ để có được khả năng lưu trữ năng lượng tốt. khả năng lưu trữ của bánh đà trong trường hợp này là thấp, nó không đủ để làm giảm tốc độ nhiều cũng như cung cấp lại tốt độ sau đó.
Nhưng đây là một cách tốt để mọi người dễ dàng hình dung hệ thống lưu trữ năng lượng này hoạt động như thế nào.
Vẫn có tiềm năng tốt để lưu trữ năng lượng cơ học mà không cần pin
Một bánh đà cơ học không quan tâm đến loại năng lượng nào khiến nó quay. Bạn có thể sử dụng tên lửa theo cách Adam Savage đã làm với dự án Panjandrum của mình. Bạn có thể sử dụng động năng của một chiếc xe đang chuyển động để quay một bánh đà. Bạn cũng có thể sử dụng động cơ điện để quay bánh đà.
Đây là thứ mà Adam Savage cũng đã thử nghiệm:
Để kiểm tra các bánh đà, nhóm của Adam đã sử dụng một động cơ điện 72 vôn để quay chúng. Bởi vì chúng nặng 450 pound mỗi chiếc, những bánh đà khổng lồ này cuối cùng có thể tích trữ rất nhiều năng lượng ngay cả ở tốc độ 300 RPM, khoảng một phần ba tốc độ mục tiêu của chúng.
Cũng chính một chàng trai đã chế tạo ra chiếc xe đạp bánh đà đã quyết định xem liệu anh ta có thể sử dụng bánh đà thay cho pin để dự trữ năng lượng hay không và anh ta đã có một ý tưởng tuyệt vời để giảm ma sát.
Bằng cách sử dụng lực từ trường, tổn thất ma sát là rất thấp, và anh ta đã thiết lập một máy phát điện được hỗ trợ bằng bánh đà với các ổ trục từ trường.
Đối với lưu trữ cố định, một số công ty cũng như NASA đang nghiên cứu thương mại hóa công nghệ này vì nó có những lợi thế quan trọng so với pin. Nó không chỉ có tuổi thọ cao hơn so với pin lithium mà còn ít gặp vấn đề về ô nhiễm và rác thải vào cuối vòng đời. Vì những lý do đó, việc thử nghiệm với bánh đà rất có ý nghĩa.
Mặt khác, sự cố cơ học của một hệ thống như vậy, giả sử nó đủ lớn để cung cấp năng lượng cho một thứ giống như ngôi nhà của bạn, có thể là một thảm họa. Một hệ thống dựa trên nguyên lý này có thể tích trữ đủ năng lượng giống như một quả lựu đạn cầm tay nếu nó bị lỗi.
Một hệ thống gia đình được thiết kế để quay máy phát điện và cung cấp năng lượng cho mọi thứ trong nhà suốt đêm có thể giống như một quả bom nổ tung khi gặp sự cố. Vì lý do này, cần phải có một số che chắn khá kiên cố xung quanh một bánh đà tích trữ năng lượng, hoặc nó cần được lắp đặt dưới lòng đất, nơi nó sẽ không làm tổn thương bất kỳ ai nếu nó sảy ra sự cố.
Nguồn: cleantechnica
