Рекуперация энергии (16.03.2021 г.)

Для работы производственных установок, включенных в технологические процессы, требуется энергия, которая тратится полностью по их окончанию. Сохранить значительную часть энергии позволяет рекуперация – целенаправленное возвращение энергии для ее повторного применения.

Принцип рекуперации энергии используют в системах торможения и вентиляции, в производстве и обработке сырья. Рекуперация способствует не только экономии средств на производственные процессы, но и позволяет создавать индивидуальные схемы для работы агрегатов и механизмов.

Торможение рекуперативным способом

Наибольшее распространение метод рекуперации нашел в транспортной сфере. Он применяется в работе двигателей, которые используются для движения городского транспорта, функционирующего за счет электроэнергии.

Применение рекуперации во время торможения дает возможность превратить двигатель транспортного средства в генератор. Электроэнергия, используемая для движения трамваев, троллейбусов, поездов метро, не исчезает безвозвратно, а передается обратно в общую электросеть.

Однако конструировать систему торможения, основываясь исключительно на рекуперации, не представляется возможным. Стояночный тормоз не работает по принципу рекуперации, полную остановку транспортной единицы невозможно осуществить. Показатель нижней границы скорости во время рекуперативного торможения составляет приблизительно 2 км/ч, затем в работу должен быть включен механический тормоз.

Недостатки превращаются в достоинства при организации движения транспорта под уклоном: для обеспечения силового спуска.

Железнодорожные составы и метро

Тяговые моторы локомотивов при рекуперации переходят в режим функционирования генератора, энергия вновь поступает в электросеть. Использование ШИМ-контроллера, который обеспечивает импульсную подачу энергии, дает возможность возвратить энергию постоянного или переменного тока. Прибор в режиме передвижения выпрямляет ток, в режиме торможения отдает энергию.

В метрополитене рекуперативная технология позволяет четко налаживать график движения составов. Чередование разгонов и торможений поездов можно упорядочивать на различных направлениях, при этом максимально используя электрическую энергию.

Рекуперативная методика в системах вентиляции

Вентиляция: еще одна широкая область, в которой применяется технология рекуперации. Она основана на перемещении части тепла при замене воздушных потоков в помещении. Сохраняется высокая энергоэффективность вентиляционных систем при небольшом КПД теплообмена. Важно, что воздушные потоки при этом не смешиваются.

Главной задачей рекуперации является не только перемещение тепла, но и его удержание, тепло, не покидая пределы помещения, нагревает воздух в нем.

Электрический транспорт

Конструкторы транспорта нового поколения: электромобилей, возлагают большие надежды на эту технологию. Возвращенная энергия заряжает электрическую батарею электрокара.

В конструкции каждого вида электрического транспорта присутствуют нюансы. К примеру, у электрических велосипедов, работающих с применением рекуперации, низкий КПД. Электрический привод велосипеда потребляет энергию во время передвижения, режим торможения кратковременный, часть возвращённого электричества маленькая. Поэтому удается только лишь немного увеличить пробег на одной зарядке батареи.

Формула-1 и рекуперация

Несколько лет назад некоторые машины из автомобильного парка Формулы-1 перевели на турбо двигатели с системой двойной рекуперации ERS. Подразумевается использование кинетической энергии, вырабатывающейся во время процесса торможения, и тепловой энергии, образующейся из-за выхлопа.