Energiatárolás mozgási energiával - lendkerék

A lendkerék egy ősrégi találmány lehet. A gőzgépek idejében terjedt el, de a belsőégésű motoroknál is használt.

Tulajdonságai

A lendkerékben tárolt mozgási energia az [math]E = \frac{1}{2}m \cdot v^2[/math] képlet alapján kiszámítható, ha úgy számolunk, hogy

• m a középponttól adott sugárban található tömeg.
• v pedig az adott r sugáron található tömeg sebessége. Azaz [math]v = f \cdot 2r \cdot \pi = 2\pi f \cdot r[/math], ahol f a frekvencia (fordulat/másodperc).

1. függ a lendkerék tömegétől. Ráadásul a középponttól dupla távolságban levő ugyanakkora tömeg dupla energiával rendelkezik.
2. négyzetesen függ attól, mekkora frenvenciával forgatjuk a tengelyt.

Előnyös tulajdonságai

• mechanikus energiatárolás.
• Forma-1 KERS alapján 25 Wh/kg energiasűrüség érhető el, amit igen előnyös, hogy gyorsan képes felvenni, leadni.

Hátrányos tulajdonságai

• tág határok között változik a fordulatszám.
• motor/generátor és mellé kapcsolóüzemű tápegység szükséges.
• a generátor nagyfeszültséget termelhet nagy fordulaton. Ez ÉLETVESZÉLYES, jól el kell szigetelni.
• a mozgási energiaként tárolt energia ha „elszabadul” (például elreped a lendkerék), akkor igen komoly károkkal kell számolni.
• coriolis-erő erős hatása, amely a tengelyén gyorsan forgó tömeg esetén igen nagy tehetetlenséggel rendelkező tengelyt eredményez. Lásd: pörgettyű, giroszkóp.
• fékezéskor illetve gyorsításkor hatás-ellenhatás jelleggel a járműre a haladás irányát eltérítő erők hatnak. Ez a hatás kettő, ellentétesen pörgő lendkerékkel jelentősen lecsökkenthető.

Felhasználás

• Forgó mozgás során fellépő egyenetlen erőhatások hatásainak csökkentésére.
• Energiatárolásra (lendkerekes kisautó)
• KERS (Kinetic Energy Recovery System); Forma-1 kísérletek, fékezés során hirtelen felszabaduló mozgási energia tárolásra, majd gyorsításkor való visszaadására. A mozgási energia egyébként [math]E = \frac{1}{2}m \cdot v^2[/math], ahol m a tömeg, v a sebesség (méter/sec).