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在没有日照时维持电力供应

一种利用旋转运动生产绿色能源的解决方案

可再生能源代表着未来的能源趋势。然而,虽然传统发电厂利用涡轮机来平衡电力供需的任何波动,但大多数可再生能源并不具备这一特性。飞轮技术则可以提供解决之道, 并且该飞轮可以在 Busch 普旭真空泵产生的真空环境下运行。
惯性。这是一个重要的物理概念,它使我们在停止蹬车时自行车仍能保持平衡而不倒,也让汽车在我们松开油门时还能继续前行。同样的原理也可以应用于发电厂中, 例如:在煤电厂,煤炭燃烧使水汽化, 由此产生的蒸汽用于驱动涡轮机以每分钟数百转的速度持续旋转,且每台涡轮都保持完全相同的旋转频率(即它们所供电网的频率)。传统发电厂的设计和规模都是为了产生恒定的电能,而这些涡轮机意味着它们能够平滑能源需求的波动。这样才能确保我们的电网保持稳定,我们的灯才能一直亮着。

可再生能源问题

每当从电网中获取电力时,哪怕只打开一盏灯,都会导致电网的频率下降。电网必须能够补偿这种频率变化,否则可能会导致灯光闪烁以及设备无法正常运行。在家里,这种情况可能只是令人略感烦恼;但在医院等其他场合,频率下降则可能会危及生命。

然而,可再生能源本质上具有波动性。太阳被云层遮蔽、风力减弱、潮汐涨落,有些时期降雨较少。由于大部分可再生能源方式都无法驱动涡轮机来稳定供电,因此这些绿色能源会给电网带来问题。

无摩擦解决方案

可再生能源(如太阳能电池板)产生的是直流电, 而电网使用的是交流电。因此,可再生能源所产生的电流首先需要通过交流换流器转换成适合电网的交流电。然而,它们的可变性问题仍然存在。稳定可再生能源输入的方法之一是使用一个又大又重的轮子,即“飞轮”。产生的电力用于维持这个飞轮持续旋转,就像蒸汽驱动涡轮机一样。为确保飞轮平稳运转,并将摩擦造成的动能损失降至最低,飞轮被置于 真空环境中。

如果电力需求增加,或可再生能源的发电量下降,电网就会从飞轮上汲取能量。飞轮的惯性使得能量能够在短时间内以相同的频率传输——这个时间足够其他电源对电力不足做出反应并弥补缺口,从而确保电网保持稳定。
光伏面板

大多数可再生能源都会受到自然条件的影响。如果没有风,风力涡轮机就不会转动。一段时期内降雨量少,水力发电厂的发电量也会减少。但是,在某些情况下,光伏面板即使在夜幕降临后也能继续发电。

如何发电呢?答案很简单:感谢月亮。

月光只是反射的阳光。因此,在月光的照耀下,光伏面板可以继续发电。但是,这里有一个限制因素。即使是满月且没有云层遮挡的情况下,光伏面板产生的电量仍然大约只有阳光直射时的 0.3%。由于这种电量微乎其微,大多数光伏发电系统甚至无法将其转换为可用的电能。但也许有一天,随着光伏面板技术的发展,我们有可能利用月光为家庭供电。