Маховик вместо аккумулятора: вторая попытка

Новый Kickstarter-проект Velkess обещает высокоэффективную дешевую технологию хранения энергии, которая во многих сферах может заменить литий-ионные аккумуляторы.

Автор проекта Velkess (Very Large Kinetic Energy Storage System) – изобретатель Билл Грей, который недавно уже собирался вывести на рынок недорогой маховик, изготовленный из композита на основе углеволокна. Предыдущий проект не увенчался успехом, поскольку углепластиковый маховик требовал точного изготовления и стоил недешево.

В новом проекте Грей собирается делать маховик из более дешевого стекловолокна, а проблему точности изготовления планируется решить за счет пластичности материала. Проще говоря, стекловолоконный маховик будет деформироваться в ответ на дестабилизирующие силы и тем самым легко переносить меняющееся ускорение. Углеволоконный композит прочнее стекловолокна в 6-8 раз, что позволяет разогнать его до больших скоростей, однако в пересчете на доллар, стекловолоконный маховик будет хранить в 10-20 раз больше энергии.

Нынешний прототип Velkess имеет ротор весом 11,3 кг и использует магнитный подшипниковый узел, который позволяет выдавать 2 кВт мощности и хранить 0,5 кВт*ч энергии. Как ожидается, готовый прототип серийного устройства будет иметь ротор весом 340 кг, емкость около 15 кВт*ч и выдавать напряжение 48 В. Для сравнения, емкость батареи электромобиля Nissan Leaf составляет 24 кВт*ч при весе около 300 кг.

Надо отметить, что маховик в качестве аккумулятора очень привлекателен: сначала дешевый ротор раскручивается мотором, а потом постепенно отдает энергию, вращая электрогенератор. Velkess он может накапливать избыточную энергию солнечных панелей днем и отдавать ее в электросеть ночью.

Однако есть у проекта Velkess и возможные проблемы. Прежде всего, увеличение размера ротора потребует новых высокоэффективных подшипников, способных выдержать огромную скорость вращения. Например, в текущем прототипе скорость 9000 оборотов в минуту – это, так сказать, "разогрев", который обеспечивает лишь минимальную мощность. Более крупные прототипы потребуют более мощных подшипников с громоздкими тяжелыми магнитами, либо механических подшипников, сравнимых по качеству с аналогичными деталями реактивных двигателей. Понятно, что такие механические подшипники будут выделять тепло и стоить очень дорого, что «съест» всю экономию на замене аккумулятора маховиком.