«Маховик — это старая технология, но отчасти это делает ее такой разумной», — говорит Мертини. «По сути, это действительно простая технология. У нас уже есть все, что нам нужно».Эти двое недавно подсчитали, что использование технологии маховика для облегчения транзита легкорельсового транспорта в Эдмонтоне, Альберта, приведет к экономии энергии на 31 процент и экономии средств на 11 процентов. Их выводы опубликованы в июльском выпуске журнала Energy за 2016 год («Анализ маховиковой системы хранения для легкорельсового транспорта»).
Маховик — это именно то, на что он похож: диск, также известный как ротор, вращается и увеличивает свою скорость вращения по мере того, как на него подается электричество. Эта энергия вращения может быть затем превращена обратно в электрическую энергию, когда это необходимо.
В каком-то смысле это механический аккумулятор. Система теряет очень мало энергии на нагрев или трение, потому что она работает в вакууме и может даже использовать магнитные подшипники для левитации ротора.Хотя мы мало что слышим о технологии маховика, она используется для «высококлассных» приложений, таких как Международная космическая станция или гоночные автомобили, построенные Audi и Porsche. В Северной Америке маховики большой емкости также используются в районах с высокой плотностью населения, таких как Нью-Йорк, Массачусетс и Пенсильвания, для буферизации электричества и предотвращения перебоев в подаче электроэнергии.
Секанелл и Мертини изучили возможность использования технологии маховика для хранения энергии, вырабатываемой при замедлении и остановке городских поездов LRT. Поезда, такие как LRT, спроектированы с так называемым динамическим торможением с использованием тяговых двигателей на колесах поезда для плавной остановки.
Но при замедлении генерируется энергия, которой нужно куда-то уходить.«Электромобили и автомобили на топливных элементах уже используют рекуперативное торможение для хранения энергии, производимой во время торможения, для запуска, так почему же поезда не могут этого сделать?» — говорит Секанелл, чьи исследования также посвящены автомобильным технологиям на топливных элементах.В настоящее время это электричество считается «грязным» электричеством, потому что оно непостоянное и поэтому его трудно использовать. Обычные системы просто отправляют тормозную электрическую мощность на резисторы в поезде, которые преобразуют электрическую энергию в тепло, которое затем выделяется в воздух.
Система с маховиком будет забирать электрическую энергию и хранить ее в виде механической энергии. Эта механическая энергия затем может быть преобразована обратно в электрическую, когда поезд снова будет готов покинуть станцию.«Для этой цели сложно использовать обычную батарею», — объясняет Мертини. «Вам нужно очень быстро заряжать и разряжать много энергии. Батареи в таких условиях не работают долго».
Мертини и Секанелл предсказывают, что использование маховика для сбора электроэнергии, вырабатываемой при замедлении поезда, и его применение для ускорения приведет к экономии энергии в размере 31% и экономии затрат в размере 11% в системе Edmonton LRT. Система с маховиком может привести к значительной экономии энергии и затрат для города.«Город Ганновер в Германии уже тестирует технологию маховика именно для этой цели», — говорит Мертини. «У них есть ряды маховиков на каждой станции, чтобы улавливать и повторно использовать электроэнергию, вырабатываемую, когда их поезда прибывают на станцию».Сохранение маховиков на каждой станции означало, что поезда Ганновера не нуждались в модернизации для развития.
Секанелл и Мертини участвуют в панканадской сети накопления энергии, исследуя способы оптимизации накопления энергии с помощью маховика и стоимости. Мертини также в настоящее время работает с Landmark Homes of Edmonton через Школу строительной науки и инженерии Нассери при Университете Австралии над разработкой прототипа маховика для хранения солнечной энергии для домашнего использования.