4. Выбор принципиальной схемы маховичного накопителя

4.1. Выбор типа установки

Прежде всего необходимо рассмотреть варианты расположения оси накопителя:

· вертикальное;

· горизонтальное.

При вертикальном расположении оси накопителя отсутствуют изгибающие моменты, обусловленные массой маховика, а также радиальное биение и смещение валов, которые имеются при горизонтальном расположении оси. Это важно, так как маховик связан с корпусом через магнитные подвесы, а рассчитать и реализовать вертикальное вывешивание маховика значительно проще, чем горизонтальное.

Рассмотрим возможные варианты компоновки. Существует два основных варианта:

накопитель состоит из высокооборотного электродвигателя, супермаховика и электрогенератора (Рис.4.1.);

Рис.4.1.Схема МНС, позволяющая одновременно запасать и отбирать полезную мощность накопитель состоит из супермаховика и обратимого электродвигателя (Рис.4.2.).

Рис.4.2. Схема с обратимой машиной постоянного тока

Сравним достоинства и недостатки этих вариантов. Первый вариант обладает следующими достоинствами:

· гальваническая развязка цепи источника и цепи потребителя;

· раздельные системы управления электродвигателем и генератором;

· использование стандартных электродвигателя и электрогенератора;

· использование стандартных комплектующих позволит значительно снизить стоимость накопителя;

· возможность совмещения режима заряда-разряда, т.е. маховичный накопитель этого типа может одновременно подзаряжаться и одновременно питать потребителя;

· простота расчета накопителя;

· сглаживание пиков потребления во внешней сети за счет круглосуточного потребления постоянной по величине мощности;

· высокая эффективность использования в тандеме с микро ГЭС за счет полного аккумулирования всей произведенной микро ГЭС электрической энергии.

К недостаткам можно отнести только несколько большие габариты, чем у второго варианта.

Второй вариант следующими достоинствами:

· компактность системы за счет использования обратимой электромашины;

· одна система управления;

· подзарядка накопителя ночью, когда стоимость электроэнергии гораздо меньше, чем днем.

К недостаткам второго варианта можно отнести все достоинства первого варианта.

В результате, можно сделать вывод о том, что первый вариант накопителя более предпочтителен для широкого применения. Применение второго варианта будет обосновано только в том случае, когда требования к накопителю совпадают с достоинствами второго варианта либо для установок периодического действия.

Для передачи крутящего момента и регулирования потоков мощности от электродвигателя к маховику и от маховика к электрогенератору используются гидравлические либо пневматические муфты.