نظام تخزين الطاقة في دولاب الموازنة: ما هو وكيف يمكن مقارنته بأنظمة تخزين البطاريات؟

ما هو نظام تخزين الطاقة في دولاب الموازنة؟

نظام تخزين الطاقة في دولاب الموازنة هو جهاز ميكانيكي يستخدم لتخزين الطاقة من خلال الحركة الدورانية. عندما تتوفر الكهرباء الزائدة، يتم استخدامها لتسريع دولاب الموازنة إلى سرعة عالية جداً. تُخزَّن الطاقة كطاقة حركية ويمكن استرجاعها عن طريق إبطاء دولاب الموازنة وتحويل الحركة مرة أخرى إلى كهرباء.

كيف يعمل نظام تخزين الطاقة في دولاب الموازنة؟

لفهم كيفية عمل نظام تخزين الطاقة في دولاب الموازنة تخيل متزلج على الجليد يقوم بالدوران. عندما يقوم المتزلج بسحب ذراعيه إلى الداخل، فإنه يدور بسرعة أكبر، مما يؤدي إلى تخزين الطاقة الدورانية. وعندما يبسط ذراعيه، يتباطأ الدوران. يشبه جسم المتزلج دولاب الموازنة، وتمثل حركة دورانه الطاقة المخزنة.

في نظام تخزين الطاقة في دولاب الموازنة تُستخدم الطاقة الكهربائية لتدوير دولاب الموازنة بسرعات عالية للغاية. تُخزّن الحذافة، المصنوعة من مواد متينة مثل ألياف الكربون المركبة، الطاقة في شكل طاقة حركية دورانية. وفيما يلي شرح تفصيلي للعملية:

• امتصاص الطاقة: عندما يكون هناك فائض في الطاقة الكهربائية، كما هو الحال عندما تكون الشبكة الكهربائية مفرطة في إنتاج الطاقة، يستخدم النظام هذه الطاقة الزائدة لتسريع دولاب الموازنة. تُخزَّن هذه الطاقة كطاقة حركية، مثل الطريقة التي يسرّع بها المتزلج على الجليد دورانه عن طريق سحب ذراعيه.
• تخزين الطاقة: تستمر دولاب الموازنة في الدوران بسرعة عالية، محتفظةً بالطاقة طالما أن الاحتكاك والمقاومة في أدنى مستوياتها. وكلما طالت مدة دورانها، زادت الطاقة التي تحتفظ بها، على غرار احتفاظ المتزلج بالطاقة الدورانية مع استمراره في الدوران.
• إطلاق الطاقة: عندما يحتاج النظام إلى الطاقة - مثل أثناء ذروة الطلب أو تذبذب الشبكة - يتم إبطاء دوران دولاب الموازنة. وتؤدي عملية إبطاء دولاب الموازنة إلى تحويل الطاقة الحركية المخزنة إلى كهرباء، والتي يمكن تغذيتها إلى الشبكة أو استخدامها من قبل أجهزة أخرى. تعمل هذه العملية بشكل يشبه إلى حد كبير قيام المتزلج على الجليد بتحرير ذراعيه لإبطاء سرعة دورانه، وتحويل تلك الطاقة إلى حركة جديدة.

في الأساس، تقوم دولاب الموازنة بتخزين الطاقة وإطلاقها تماماً مثل المتزلج على الجليد الذي يسخّر الطاقة ويتحكم في قوة دفعه الدوارة ويوفر تخزيناً سريعاً وفعالاً وطويل الأمد للطاقة.

مكونات نظام تخزين الطاقة في الحذافة

• دولاب الموازنة: يدور قلب النظام، المصنوع عادةً من مواد مركبة، بسرعات عالية جدًا.
• المحرك/المولد: يقوم هذا المكوّن بتشغيل دولاب الموازنة ويقوم أيضاً بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
• المحامل: تساعد المحامل المتطورة على تقليل الاحتكاك، مما يسمح لدولاب الموازنة بالحفاظ على سرعته.
• إلكترونيات الطاقة: وهي تنظم تدفق الكهرباء داخل النظام وخارجه.