Пожалуйста, предположим следующее:
Космический корабль в далеком будущем.
Результат: Корабельные системы имеют высокий базовый спрос на энергию, и иногда вам требуется экстремальное количество энергии за очень короткий период времени.
Исходные данные: Усовершенствованный термоядерный реактор используется для обеспечения базовой мощности. Существует ряд «инъекций» в систему, некоторые из них внезапные, экстремальные энергетические пики, некоторые незначительные и плавно возрастающие/падающие.
Как лучше всего хранить энергию и обеспечивать необходимую гибкость?
Как всегда: предположим, будущие технологии, я приму правдоподобные махи руками, но, пожалуйста, старайтесь, чтобы они были как можно меньше.
Представляем новейший продукт от Nikola Industries, блок питания WhoNeedsOil. Это компактное решение для хранения энергии с малой массой, совместимое со всеми термоядерными реакторами Mark 9, использует сверхпроводящий провод, охлажденный до переохлаждения 0,1 К, для хранения энергии в магнитном поле для дополнительного небольшого повышения мощности.
Не бойтесь, если вам нужно что-то более долгосрочное, WhoNeedsOil может хранить энергию практически бесконечно*. При КПД до 95% эта технология лидирует на рынке*, поэтому свяжитесь с Nikola Industries сегодня, чтобы узнать цену, или посетите наш заводской демонстрационный зал, 48°51′29,6″ с. ш., 2°17′40,2″ в. д. Alpha_Centauri_Bc.
*Принять условия. Производительность оценивается по сравнению с решениями для хранения энергии маховика 3-го поколения в сопоставимом ценовом диапазоне при установке техническим специалистом с рейтингом Nikola. Неправильная установка или техническое обслуживание могут привести к незначительным потерям жизни.
Суперконденсаторы - мой ответ вам. Суперконденсатор — это, по сути, большая батарея, которая разряжает (или, по крайней мере, может разряжать) много энергии за короткий промежуток времени. Они используются для краткосрочного хранения энергии или доставки массивных всплесков энергии.
Примером пакетного режима является KERS на гоночных автомобилях. Вы можете использовать суперконденсаторы для накопления энергии при торможении и сохранения указанной энергии для следующего момента, если вам нужно увеличить скорость.
Абсолютное хранилище энергии, которое можно получить в рамках известных нам законов физики, находится в форме антиматерии. Это основано на полном преобразовании материи в энергию и с гигантской постоянной c в
это создает очень эффективный механизм накопления энергии. Однако использование антиматерии приводит к некоторым сложным проблемам создания и сдерживания, которые, возможно, были решены. Одна из основных проблем заключается в том, как абсолютно гарантировать, что антиматерия никогда не соприкоснется с обычной материей, пока вы этого не захотите? Если вы не решите эту задачу, у вас останется быстро расширяющееся облако перегретого газа, которое раньше было вашим кораблем. Вам придется решить, достаточно ли развита ваша технология, чтобы справиться с этими проблемами.
Это более правдоподобный подход, поскольку мы можем сделать что-то подобное в ближайшие 50 лет. Сверхпроводники делают странные вещи с электричеством и магнетизмом при очень низких температурах, главным из которых является очень низкое сопротивление току. Вам понадобятся эти сверхнизкие значения сопротивления, когда вы разряжаете конденсатор с максимальной скоростью разряда.
Вам понадобятся следующие передовые технологии, чтобы сделать эти суперконденсаторы:
Следите за тем, чтобы ваша диалектика не становилась сверхпроводником при низких температурах. Это было бы плохо.
Они могут накапливать энергию с помощью энергии вращения в устройстве хранения энергии маховика .
Они накапливают энергию, используя двигатель для раскручивания маховика в вакуумной герметичной коробке, при этом маховик подвешен на магнитных подшипниках. Чтобы зарядить его, мощность передается на двигатель, раскручивающий маховик. Когда приходит время питать ваши дорогие корабельные системы (сверхсветовой привод, гигантский рельсотрон и т. д.), вы подключаете двигатель в качестве генератора переменного тока или динамо-машины и поглощаете энергию из углового момента.
Их плюс в том, что они являются современными технологиями. Для вашей базовой модели не требуется никаких взмахов руками! Они также хорошо взаимодействуют с рукотворными чудо-материалами, обладающими более высокой прочностью на растяжение, что позволило бы хранить больше энергии.
Для большего удовольствия используйте сверхпроводящие подшипники, чтобы еще больше уменьшить трение и повысить эффективность!
Не храните его; шунтировать его . Пока вы это делаете, идите по-крупному или идите домой.
Хранить энергию опасно: когда-нибудь видели «Звездный путь»? Было бы лучше, если бы его шунтировали, когда он не нужен. Увеличьте размер своего реактора, чтобы обеспечить достаточную мощность для выполнения любой мыслимой задачи. Тогда дайте ему четырехкратный запас прочности. Тогда возникает вопрос, как вы шунтируете 1,21 гигаватт, когда «выбросить все наверх» ( Quora ) невозможно?
Все хорошие военные корабли способны производить требуемую мощность по требованию . Настолько, что они могут снабжать аварийным электроснабжением небольшие города, если захотят: «USS Lexington обеспечивает электричеством Такому» - historylink.org
Выбранный ответ действительно, реально, лучший. Сверхпроводящие соленоидные батареи обеспечивают максимально плотное теоретически возможное хранение энергии для электроэнергии, ограниченное только химической силой связывания атомов, чтобы предотвратить ее разлет от сил Лоренца. С чем-то вроде агрегатных алмазных наностержней вы можете легко достичь плотности энергии 20 МДж/кг. И хотя это выглядит не так впечатляюще по сравнению, скажем, с бензином (на самом деле, одним из самых энергоемких видов топлива), помните, что бензин + кислород не так впечатляет, что вы можете извлечь его так быстро, как захотите. вам не нужен громоздкий двигатель для извлечения указанной энергии, и этот громоздкий двигатель в любом случае будет в лучшем случае эффективен на 50%.
Высокотемпературные мощные сверхпроводники — это не такая большая махина руки, и даже не комнатная температура, на самом деле, для технологий будущего, если вы не хотите возиться с криогенным оборудованием.
Кроме того, он превратит всю свою накопленную энергию в тепло (т.е. сильно взорвется), если будет поврежден, слишком сильно нагрет или перегружен, что всегда хорошо для технологии SF. Кроме того, вы также можете назвать его суперсоленоидом, что создает приятную техническую болтовню.
Но этого недостаточно! (В конце концов, этого никогда не бывает.) Мы говорим о технологиях далекого будущего! Мы не хотим быть ограниченными слабыми атомными связями!
Если вы в порядке с большей рукой и хотите мощности моара! в хранилище, вы можете пойти на ядерные изомеры . Ядерный изомер — это стабильное в других отношениях ядро атома, находящееся в возбужденном состоянии. В какой-то момент он распадется, но в отличие от таких вещей, как бета-распад, он будет испускать только гамма-лучи, и этот процесс (теоретически) обратим. А возбужденный ядерный изомер содержит много энергии. Вроде больше миллиона МДж/кг. Просто поместите свои гамма-гальванические элементы далекого будущего, чтобы превратить эти гамма-лучи в электричество, и все в порядке.
Проблема в том, что изомеры делятся на две категории: «едва существующие», которые восстанавливаются за наносекунды, и «почти стабильные» с непрактично долгим периодом полураспада. Стабилизация первого, вероятно, невозможна, но было бы неплохо, если бы мы могли заставить последний вернуться и испустить этот сладкий, сладкий высокоэнергетический фотон?
Некоторые парни притворялись, что им это удалось с изомерами гафния, облучая их рентгеновскими лучами. Увы, с тех пор это было дискредитировано. С тех пор гафниевые батареи прошли путь привода Дина, водяного двигателя и EMDrive. Вздох.
Но подождите, не вся надежда потеряна! В отличие от них, гафниевая батарея не была отвергнута кем-либо, кто хоть немного разбирался в физике, потому что она могла работать ! Это означает, что могут быть и другие методы, помимо современных технологий, которые действительно работают. Может быть, с какой-нибудь экзотической частицей, для которой нужен совершенно новый тип ускорителя частиц.
Дело в том, что, хотя сегодня гафниевые аккумуляторы являются двухъярусными, они все еще кажутся технологиями далекого будущего.
Существует также вопрос о производстве этих изомеров гафния, но если вы можете вызвать девозбуждение, вы также должны знать, как вызвать возбуждение.
Изомеры гафния имеют период полураспада 31 год, что хорошо для краткосрочного хранения энергии. Если вам нужен гораздо более длительный срок, вы можете вместо этого использовать изомеры тантала . Имея 40 000 МДж/кг вместо миллиона, они и близко не такие плотные (хотя все же намного лучше, чем суперсоленоидные батареи), но их период полураспада намного, намного больше, чем возраст Вселенной.
Эти таблицы могут быть полезны для сравнения плотности хранения, что здесь является одним из основных критериев.
Сжатый газ.
https://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_energy_storage
Хранилище энергии со сжатым воздухом (CAES) — это способ хранения энергии, вырабатываемой в один момент времени, для использования в другое время с использованием сжатого воздуха. В масштабах коммунальных предприятий энергия, вырабатываемая в периоды низкого энергопотребления (непиковые периоды), может быть высвобождена для удовлетворения периодов повышенного спроса (пиковой нагрузки).[1] Это особенно важно в эпоху, когда прерывистые возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, становятся все более важными источниками энергии. Системы CAES могут оказать жизненно важное влияние на обеспечение потребностей в электроэнергии в часы пик.
Конечно, вы можете сжимать водород вместо воздуха. Даже в космосе водород хочет быть газом. Водород может быть полезен и по другим причинам.
Зеленый
пользователь6415
мехалинкс
пользователь6415
мехалинкс
мехалинкс