TECHNISCHES PAPIER #22

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                          TECHNISCHES PAPIER #22
 
                         UNDERSTANDING ENERGIE
                            LAGERUNG METHODEN
 
                                  Durch
                            Clyde S. Bäche
 
                          Technische Rezensenten
                             Paul L. Hauck
                           LEGRAND MERRIMAN
                         Lester H. Smith, Jr.
 
                             Published Durch
 
                                 VITA
                   1600 Wilson Boulevard, Zimmerflucht 500,
                     ARLINGTON, VIRGNIA 22209 USA
                TEL:  703/276-1800. Fax: 703/243-1865
                     INTERNET: pr-info[at]vita.org
 
 
                 Understanding Energie-Lagerung-Methoden
                          ISBN: 0-86619-222-0
              [C]1985, Freiwillige in Technischer Hilfe,
 
 
                                PREFACE
 
Dieses Papier in einer einer Folge, die von Freiwilligen in Technisch veröffentlicht wird,
Hilfe, eine Einführung für bestimmte Staat-von-der-Kunst bereitzustellen
Technologien von Interesse zu Leuten in Entwicklungsländern.
Die Dokumente werden beabsichtigt, als Richtlinien benutzt zu werden, um zu helfen
Leute wählen Technologien, die zu ihren Situationen geeignet sind.
Sie werden nicht beabsichtigt, Konstruktion oder Implementierung bereitzustellen
Details. Leute werden gedrängt, VITA oder eine ähnliche Organisation zu verständigen
für weitere Informationen und technologische Hilfe, wenn sie finden,
daß eine besondere Technologie scheint, ihren Bedürfnissen zu entsprechen.
 
Die Dokumente in der Folge wurden geschrieben, wurden überprüft, und wurden illustriert
fast ganz von VITA Volunteer technische Experten auf ein rein
freiwillige Basis. Einige 500 Freiwillige wurden in die Produktion verwickelt
von den ersten 100 Titeln, die ausgestellt werden, und trägt ungefähr bei
5,000 Stunden ihrer Zeit. VITA Personal schloß Maria Giannuzzi ein
als Redakteur Julie Berman Behandlung-typesetting und Anordnung, und
Margaret Crouch als Projekt-Manager.
 
Der Autor dieses Papieres, Clyde S. Bäche, ist ein VITA Volunteer gewesen
für viel years.  hält Er einen B.S. in Chemie und hat gemacht
Absolvent-Arbeit an Herzog-Universität und Carnegie-Mellon Universität.
Gegenwärtig führen Bäche unabhängige Forschung-Beratschlagungen in auf
angewandte physikalische Chemie. Seine Erfahrung schließt Kohle-Chemikalie ein
das Verarbeiten, chemische Anregung von Öl-Wiederfinden, und Energie
Umwandlung-Prozesse. Die Rezensenten dieses Papieres sind auch VITA
Volunteers.  Paul J. Hauck ist ein mechanischer Ingenieur für gewesen
Westinghouse für die vergangenen 20 Jahre. Er entwirft Biese Systeme und
setzen Sie Gefäße unter Druck und operiert und behält Pumpen, Motoren, Hitze, bei
exchangers, Ventile, und so weiter LeGrand Merriman ist ein elektrischer Ingenieur
wer funktionierte 31 Jahre für Westinghouse. Seine Pflichten schlossen ein
die Installation lenkend, beginnen-auf und Dienst von
elektrischer equipment.  Lester H. Smith, Jr., ein elektrischer Ingenieur,
ist ein gründender Partner eines elektrischen Beratungsunternehmen
verantwortlich für verschieden medizinisch, institutionell, kommerziell, und
Wohn Projekte in den Vereinigten Staaten.
 
VITA ist ein Gefreiter, gemeinnützige Organisation, die Leute unterstützt,
das Arbeiten an technischen Problemen in Entwicklungsländern. VITA bietet an
Informationen und Hilfe richteten bei behilflichen Individuen und
Gruppen auszuwählen und Gerät-Technologien eignen zu an ihr
Situationen. VITA behält einen internationalen Anfrage-Dienst bei, ein
spezialisiertes Dokumentation-Zentrum, und ein computerisierter Dienstplan von
Freiwilliger technische Berater; leitet langfristige Feld-Projekte;
und veröffentlicht eine Vielfalt von technischen Handbüchern und Dokumenten.
 
                        ENERGIE LAGERUNG METHODEN
 
                   Von VITA Freiwilliger Clyde S. Brooks
 
I.  INTRODUCTION
 
Energie-Lagerung-Fähigkeit ist wesentlich wenn das Maximum wirtschaftlich
Vorteil wird von kleinen Kraftwerken gewonnen werden. Außer wenn das
Kraftwerk wird bei voller Last auf einer dauernden Basis dort operiert
werden Sie Perioden sein, wenn es eine niedrigere Last-Forderung auf der Pflanze gibt.
Als ein Ergebnis dieser niedrigeren Forderung wird Überschuß-Energie erzeugt werden
neben der Pflanze. Die Verwendung eines Energie-Lagerung-Systems wird für erlauben
das ergreifen Sie wieder von dieser überzähligen Energie und seiner späteren Verwendung während
Perioden hoher Forderung.
 
Dieses Papier präsentiert einen kritischen Rückblick der technischen Merkmale,
Staat von Entwicklung, und Wirtschaftswissenschaft verschiedener Energie-Lagerung
Systeme und ihre Verträglichkeit mit kleiner Macht plants.  Das
kleine Kraftwerke, die hier untersucht werden, haben Generation-Kapazitäten innerhalb
eine Auswahl von 1 bis 50 Kilowatt (kW) und besteht aus Systemen solch
als Windmühlen und kleinangelegte Wasserkraft.
 
Energie-Lagerung-Systeme potentiell vereinbar mit kleiner Macht
Pflanzen schließen ein, Batterien, Schwungräder, pumpten Wasser, und presste zusammen
Luft. (* )  In, der ein Energie-Lagerung-System für kleine Macht auswählt,
Pflanzen in Entwicklungsländern, die wichtigsten Faktoren zu
betrachten Sie, ist Speicherkapazität, die erfordert wird,; Kapital kostet; das Operieren
Preise; Natur von storage/generation-Pflicht kreist; System-Kompliziertheit
in Hinsicht auf wie das System leicht gebaut werden kann, operierte, und
behielt bei; Hardware-Erhältlichkeit; Form von Energie wiedergewinnbar
von Lagerung; Umwandlung-Tüchtigkeit; und die Strömung des Landes
Staat technischer Entwicklung in verwandten Feldern.
 
In dieser Prüfung von Energie-Lagerung-Systemen wird Betonung sein
setzte auf die gesamten technischen Merkmale der Systeme und ihr
vergleichende Aufführung und Tüchtigkeit. Die Merkmale von
die verschiedenen Energie-Lagerung-Technologien werden hinunter betrachtet
verglich individuell und dann mit einander. Basierte auf diesem
Vergleich, Empfehlungen als zur vielversprechendsten Lagerung
Systeme für Verwendung in Kombination mit kleinangelegter Wasserkraft und
winden Sie, Energie-Generatoren werden gemacht. Es sollte bemerkt werden, daß das
Diskussion wirtschaftlicher Faktoren (z.B., das Operieren von Preisen) wird gegründet
auf Fakten, die am größtenteils von großen Kraftwerken in erhalten werden,
sehr industrialisierte Länder wie die Vereinigten Staaten.
 
-------- -------- ------
(*) Andere anspruchsvollere Energie-Lagerung-Technologien sind darüber hinaus das
Umfang dieses Papieres.
 
Ein Wort von Vorsicht: Es ist jenseits des Umfanges dieses Papieres zu
stellen Sie einen detailed  Maschinenbau oder wirtschaftliche Analyse von Energie bereit
Lagerung-Systeme. Ein Durchführbarkeit-Studium wird aufgeführt zu werden haben
für irgendeinen gegebenen site.  Nevertheless wird dieses Papier in unterstützen das
Auswahl von vielversprechendem Energie-Lagerung-System, das mehr verdient,
detailliertes Studium.
 
IIE. SYSTEM-ALTERNATIVE
 
Mehrere Energie-Lagerung-Systeme werden in diesem Teil untersucht werden:
Batterien, Preßluft, gepumptes Wasser, und Schwungräder.
 
BATTERIEN
 
Batterien werden im allgemeinen benutzt, um die Elektrizität zu lagern, die durch erzeugt wird,
Wind-Maschinen und kleinangelegte Wasserkraft-Pflanzen. Ein typisches System
Ehepaare der Antrieb-Stiel der Macht-Quelle zu einem Gleichstrom
(DC) Generator. Der sich drehende Stiel produziert mechanische Energie,
welcher wird zu Elektrizität vom Generator konvertiert. Überschuß-Elektrizität
kann dann in Banken von Batterien gelagert werden.
 
Vor dem Wählen irgendeines Erzeugen und Lagerung-System, Sie müssen
bestimmen Sie, wieviel Macht Sie brauchen werden. Tische 1 durch 3 Show
durchschnittliche jährliche Macht-Verwendung für elektrisch nach Hause Heizung und Vorrichtungen
in der Auswahl von 5,000-8,000 Kilowatt-Stunden pro Jahr
(kWh/yr). Ein kleines Wind-Macht-System von 5 kW, wie ein gegenwärtig
von einer amerikanischen Gesellschaft verkauft, wird vom Hersteller geschätzt
um ungefähr 1,0000 kWh/yr unter durchschnittlichen Wind-Zuständen bereitzustellen.
So ein System wäre mehr als adäquat zu treffen das
Energie-Anforderungen eines individuellen Haushaltes in ein industrialisierte sehr
Land wie die Vereinigten Staaten. (Kein Versuch wird gemacht
hier, die Wind-Zustände-wichtige Sache für vorzuschreiben das wirtschaftlich
Bedienung von Windmühlen. Aber es wird ziemlich gut geschafft, daß wenn
die Wind-Geschwindigkeit erreicht nicht oder übersteigt 12 Meilen pro Stunde
für das meiste des Jahres, das Legen von sogar einer kleinen Wind-Maschine
wären Sie wirtschaftlich unpraktisch.) Basierte auf dieser Schätzung sogar
ein Haushalt mit vielen Vorrichtungen könnte genügenden Überschuß erzeugen
treiben Sie an, um den Preis von Batterie-Lagerung zu rechtfertigen.
 
Um den Preis einer Kombination-Generation zu bestimmen und
Batterie-Lagerung-System, die Kapazität und die Anzahl von Winden oder Wasserkraft
Generatoren hätten geschafft zu werden, sowie ein
geeignete Bank von Lagerung-Batterien.
 
Richtiges Design von Batterie-Speicherkapazität muß auf gegründet werden, erwartete
Überschuß-Macht für Lagerung und empfahl Batterie-Gebühr
und Begleichung-Raten.
 
 
 Table 1. Durchschnittliche Jährliche Energie-Anforderungen von 110 Volt Elektrischen Vorrichtungen
 
                             Average Power           Estimated
                             Required per          Jährliche Energie
                              Vorrichtung              Verbrauch
                               (Watt)                  (kwh)
* Essen-Vorbereitung
  Mixer                         385                       15
  Grill                       1,436                      100
  Tranchiermesser                    92                        8
  Kaffee Hersteller                    894                     106
  Tiefes Brathühnchen                    1,448                       83
  Geschirrspülmaschine                    1,201                      383
  Ei Herd                      516                       14
  Frying Pfanne                    1,196                      185
  Heißer Teller                     1,257                       90
  Mixer                           127                       13
  Backofen (microwave)             1,450                      190
  Range
   mit Backofen                   12,200                    1,175
   selbstreinigender oven         12,200                    1,205
  Bratofen                       1,333                      205
  Sandwich Grill                1,161                       33
  Toaster                       1,146                       39
  Trash Compactor                400                       50
  Waffeleisen                   1,116                       22
  Waste Disposer                  445                       30
 
* Essen-Bewahrung
  Gefriermaschine (15 cu-ft)             341                    1,195
  Gefriermaschine (2 cu ft
   FROSTLESS)                     440                    1,761
  Kühlschrank (12 cu-ft)        241                      728
  Kühlschrank (12 cu ft
   FROSTLESS)                     321                    1,217
  REFRIGERATOR/FREEZER
   (14 cu ft)                     326                    1,137
   (14 cu ft frostless)          615                    1,829
  Niedriges Energie-Modell
   1973, 21 cu ft frostless
   , der                    2,480 beginnt,
   , der                       320                    1,200 startet,
* Gesundheit & Schönheit
  Germicidal lamp                 20                      141
  Fön                      381                       14
  Heat Lampe (infrared)           250                       13
  Barbier                           14                       18
  Sonntag Lampe                        279                       16
  Zahn Bürste                       7                      0.5
  Vibrator                         40                        2
* Heimat-Unterhaltung
  Radio                            71                       86
  RADIO/RECORD PLAYER            109                       109
  Television
   schwarz & weißer Rohr-type       160                       350
    fester staatlicher                    55                       120
  färben
   Rohr Art                      300                       660
   fester staatlicher                    200                       440
* Housewares
  Clock                             2                        17
  Boden Schleifer                  305                        15
  Sewing Maschine                   75                        11
  Staubsauger                  630                        46
* Lichter
  75 Watt Zwiebeln (8 each)         600                       864
* Wäsche
  Clothes Trockner                 4,856                       993
  Iron (Hand)                   1,008                       144
  Waschmaschine
   (automatisch)                    512                       103
  Waschmaschine
   (nicht-automatic)               286                       75
  Water Heizung                  2,475                    4,219
   (schneller recovery)            4,474                     4,811
* Bequemlichkeit Konditionieren
  Air Raumpfleger                      50                       216
  Air Haarkur (room)       1,565                     1,889
  Bett, das                   177                       147 deckt,
  DEHUMIDIFIER                    257                       377
  Fan (Dachboden)                     370                       281
  Fan (circulating)               83                        43
  Fan (rollaway)                  171                      138
  Fan (Fenster)                    200                       170
  Heizung (portable)            1,322                       178
  Heating Block                      65                        10
  Luftbefeuchter                      177                      163
* Werkzeuge
  1/4 " DRILL                     250                         2
  Säbel sah                       325                         1
  Fähigkeit sah                     1,000                         5
  Schreibmaschine                       40                        7
  Water Pumpe (1/3 HP)            420                       150
  3 " Abschleifgerät, Belt                770                        10
* Elektrisch das Heizen Nach Hause [ein]
  Measured Lebendes Gebiet
   1,000 SQ. Fuß               17,000                    16,300
   1,500 SQ. Fuß               21,500                    20,800
   2,000 SQ. Fuß               26,000                    25,500
 
Quellen: Elektrischer Energie-Verband, 90 Park-Avenue, New York, New York; Henry
         Clews, " Elektrische Macht vom Wind, " Unternehmen-Woche, März,
         24, 1973.
 
Notiz: Der geschätzte jährliche Kilowatt-Stunde-Verbrauch der elektrischen Vorrichtungen
in diesem Tisch aufgezählt, wird auf normaler Verwendung gegründet. Als das Benutzen dieser Zahlen für,
Vorsprunge, solche Faktoren als die Größe der bestimmten Vorrichtung, das
geographisches Gebiet von Verwendung, und individuelle Verwendung sollte in genommen werden
Überlegung. Bitte bemerken Sie, daß die Wattleistungen seit allen Einheiten nicht zusätzlich sind,
ist normal in Bedienung zur gleichen Zeit nicht.
 
[ein] basierte auf Zahlen, die von örtlichen Nutzen für elektrisch geheizte Heimaten veröffentlicht werden.
 
                      Tisch 2. Typische Heimat-Macht-Verwendung
 
 
                                  Average Macht            Tägliche Energie
                                  Required pro             Consumption
Art von Vorrichtung-               -Vorrichtung (Watt)         (KWh) [ein]
 
Kühlschrank:
  14 CU. Fuß frostless              615                        5.00
1/2 HP Öl Brenner                    400                        3.21
Lichter (100-Watt Zwiebel)               100 x Nummer von Lichtern     5.60
FERNSEHER Farbe Rohr                        300                        1.80
Kaffee-Hersteller                         900                        0.60
Toaster                            1,146                        0.40
Das Braten von Pfanne                         1,196                        0.60
Uhren (3)                             2                        0.14
Heißer Teller                          1,257                        0.42
Staubsauger                       630                        0.63
DISHWASHER                        1,201                        0.80
Kleider Wäscher                       512                        0.25
Kleider-Trockner                      4,856                        2.41
 
Totaler                                                         21.86
 
 
Quelle: Grumman Äußere Erdatmosphäre Firma, beim Leben mit Wind-Macht,
(Bethpage, New York, 1975), p. 4.
 
[ein] 21.86 x 30 = 655.80 KWh pro Monat; 655.80 x 12 = 7,869 KWh
pro Jahr.
 
                         Tisch 3. Geplante Heimat-Verwendung
 
 
                                  Average Power              Tägliche Energie
                                  Required pro                Consumption
Art von Vorrichtung-               -Vorrichtung (Watt)            (KWh) [ein]
 
Kühlschrank: 21 cu. Fuß
  FROSTLESS PHILCO FORD             320                           2.56
1/2 HP Öl Brenner                    400                           3.21
Lichter (40-Watt Zwiebel)                 40 x Nummer von Lichtern        2.24
FERNSEHER Farbe fester staatlicher                 200                           1.20
Kaffee-maker                        900                           0.60
Toaster                            1,146                           0.40
Das Braten von Pfanne                         1,196                           0.60
Uhren (3)                             2                           0.14
Heißer Teller                          1,257                           0.42
Staubsauger                       630                           0.63
Geschirrspülmaschine                         1,201                           0.80
Kleider-Waschmaschine                       512                          0.25
Kleider-Trockner                      4,856                           2.41
 
Totaler                                                            15.46
 
 
 
Source:  Grumman Äußere Erdatmosphäre Firma, beim Leben mit Wind-Macht,
(Bethpage, New York, 1975), p. 4.
 
[ein] 15.46 x 30 = 463.80 KWh pro Monat; 463.80 x 12 = 5,565.5 KWh
pro Jahr.
 
Bestimmte Fragen, die im Entwerfen betrachtet werden müssen, so ein
System ist:
 
 
     1. Die Arten elektrischer Lasten, die vom System gedient werden sollten.
        Ob Gleichstrom (DC) Macht wird nur erfordert oder
       , ob inverters eingeschlossen werden müssen, um die Umwandlung zu vervollständigen,
        gelagerter DC Elektrizität zu Wechselstrom
        (WECHSELSTROM). Wenn die Lasten, die gedient werden sollten, zum größten Teil glühend sind,
       , der beleuchtet und heizt, die Ausgabe des Batterie-Systems,
        bleibt vielleicht Gleichstrom seit glühenden Lampen und
        die meiste Hitze, die Ausrüstung produziert, (Raum-Heizungen, Toaster,
        bügelt) operieren Sie erfolgreich auf DC oder WECHSELSTROM. Wenn die Lasten sind,
        Motoren (Pumpe-Antriebe, Fächer) von 1/2 Pferdestärke und größer
        oder ist Kommunikation-Ausrüstung (Radio und Fernsehen
        Sender), inverters werden als ein Teil von erfordert werden
        das Lagerung-System.
 
     2. Ob eine mehrfache Macht-Generation und mehrfacher Benutzer
        System wird erfordert. In den meisten Anwendungen, eine einzelne Blütezeit
        Antragsteller (Windmühle, Turbine) wird erfordert werden. Aber, wenn
       , den mehrfache Generatoren beschäftigt werden, zusätzliche Ausrüstung,
        muß zum System hinzugefügt werden, um paralleling von zu ermöglichen
        elektrische Ausgabe. Mehrfache Batterie-Installationen begleiten
        mehrfache Generatoren als eine allgemeine Regel. Für am meisten
        Anwendungen, ein einzelner erst Antragsteller, Generator, und Batterie
        sind Kunde, wird wegen der Einfachheit von vorgezogen werden
        installation, Bedienung, und Aufrechterhaltung. Wo sich ausgestreckt hat
        Systeme, mehr Lasten zu dienen werden gewünscht, eine Zunahme in
        Kapazität des einzelnen Systems ist der vorgezogene Ansatz.
 
     3. Ob kommerzielle Hardware mit feststehender Aufführung
         Merkmale sind verfügbar. Während es zu möglich ist,
        setzen zusammen und stellen ein System von unverbundenen Bestandteilen her,
        die Chancen für erfolgreiche Bedienung werden verbessert werden
        durch das Benutzen von Fabrik-zusammengesetzten Systemen, die gewesen sind,
        entwarf, um einander zusammenzupassen. Ein Kompromiß in Entwicklung
        des Systems wäre, zu kaufen und Wettkampf-Gruppen
        kommerzieller Ausrüstung. Zum Beispiel, ein erst Antragsteller und
        Generator könnte gekauft werden und könnte zu einer Batterie zusammengepaßt werden
        Bank, Ladegerät, und inverter.
 
     4. Energie-Quelle-Merkmale, bei Tag und Jahreszeit. Wenn
        Wind ist die Quelle von Energie, seine Erhältlichkeit muß sein
        bestimmte, auf Durchschnitt, jeden Tag jeder Jahreszeit. Sein
        Geschwindigkeit muß auch geschätzt werden. Wenn Wasser die Quelle ist,
       , den die gleichen Entschlossenheiten gemacht werden müssen. Ob die Energie
        Quelle ist Wind oder bewässert, diese Entschlossenheiten müssen sein
        machte im voraus vom Entwerfen des Lagerung-Systems. Für
        Beispiel, Winde variieren normalerweise in Geschwindigkeit ganz und gar das
        Tag; während Perioden von niedrig oder kein Wind, das Batterie-System,
        muß vom Erfinden der elektrischen Energie fähig sein das
        Generator kann nicht während jener Perioden produzieren. Ähnlich,
       , der die Länge und die Zeit von Ereignis starken Windes weiß,
        Geschwindigkeit wird einem Entwerfer ermöglichen, zu schätzen wie groß ein
        Batterie Bank kann nachgeladen werden.
 
     5. Elektrische Last-Forderung-Merkmale, bei Tag und durch
        würzen.   Die täglichen, wöchentlichen, und saisonbedingten Merkmale
        der elektrischen Last-Forderung muß in bestimmt werden
        schreiten von Design des Systems fort. Um elektrisch zu machen
        Energie verfügbar im Moment es wird gebraucht, erfordert ein
       , von dem genaue Schätzung von wieviel bei welchen Stunden gebraucht wird,
        which Tage während des Jahres. Zum Beispiel, wenn Wasser zu ist,
        würde für Bewässerung gepumpt, es wird wahrscheinlich sein ein ununterbrochen
        beladen überall in bestimmte Jahreszeiten. Das Beleuchten von Lasten wird
        erscheinen nur am frühen Morgen, Abende, und früh
        hours der Nacht, aber diese Lasten werden jeden Tag erscheinen
        des Jahres, obwohl die Anzahl von Stunden variieren wird,
        jeder Tag. Wenn Raum-Heizung bereitgestellt werden wird, wird es
        wahrscheinlich erscheinen Sie nur als eine Last auf dem System während ein
        bestimmte Jahreszeit.
 
Die Preise eines gegebenen Systems werden geschätzt zu werden haben, der auf gegründet wird,
Diskussionen mit bestimmtem Hardware Lieferanten Betreffen:
 
     *   Aufführung genauen Angabe für das System;
     *   Kapital Preise;
     *  , der Preise versendet,;
     *   Macht Verbrauch und Tüchtigkeit von Bedienung;
     *   wirtschaftliches Engagement erforderte für System-Bedienung; und
     *   erwartete Leben von Hardware-Bestandteilen.
 
Diese Anforderungen für anfängliches System-Design angegeben habend und
auszeichnend, es ist klar, daß ein erfahrener elektrischer Ingenieur
sollte ausgewählt werden, System-Installation zu planen und zu beaufsichtigen. Einmal
ein System ist zusammengesetzt worden, Sattelschlepper-geschickte Arbeiter könnten werden
Vermittlungen, aber es sollte genug Aufsicht durch jemanden geben
trainierte in der Bestandteil-Hardware, total notwendig zu führen
routinemäßige Aufrechterhaltung.
 
Kein Versuch wird hier gemacht, um Hardware vorzuschreiben, die gemacht werden muß,
vom elektrischen Ingenieur, der für System-Design, in Zusammenarbeit, ausgewählt wird,
mit bestimmten Hardware-Lieferanten.
 
Es gibt viele Arten von Lagerung-Batterien. Viele von diesen, in
verschiedene Phasen von Entwicklung, haben Sie Aufführung-Merkmale
der Blei-Säure-Batterie überlegen. Aber, in Hinsicht auf insgesamt
Aufführung demonstriert, kosten Sie, nützliches Leben, und kommerziell
Erhältlichkeit, die Blei-Säure-Batterie ist die konservativste und
ökonomische Auswahl (sehen Sie Tisch 4). Industrielle Blei-ätzende Batterien
mit Macht-Klassen zu 225 Ampere-Stunden und Erneuerung-Leben
Zyklen zu ungefähr 1,800 sind kommerziell verfügbar.
 
              Tisch 4.  Vergleich von heutigen Lagerung-Batterien
 
 
                                          Battery Dichte Durch: [b]
 
                    Cost [a]        -Gewicht         Volumen        Life[c]
Batterie Type     (Dollars/kWh)        (Wh/kg)    (kWh/cu.meter)    (Zyklen)
 
Silber-Zinc          900                120        310.8           100/300
Nickel-cadmium       600                 40         127.1           300/2,000
Nickel-iron          400                 33          49.4               3,000
Last-acid:            50                 22          91.8         1,500/2,000
 
 
 
SOURCE:  D.L. Douglas, " Batterien für Energie-Lagerung, " Symposium
         auf Energie-Lagerung, 168 Nationale Versammlung, amerikanische Chemikalie,
         Society, Vorabdruck-Brennstoff-Teilung, Vol. 19, nein. 4
         (Washington, GLEICHSTROM,: WECHSELSTROM, 1974), PP. 135-154.
 
[al   Cost zum Benutzer.
[b]   Battery, den Kapazität umgekehrt erzählt wird, um von Begleichung einzuschätzen.
     , den Die Werte, die gezeigt werden, für die 6-Stunde-Rate sind.
[c]   Cycle, den Leben von einer Anzahl von Faktoren, einschließlich Tiefe, abhängt,
      von Begleichung, Rate von Gebühr und lischt, Temperatur, und
      belaufen sich von, berechnen Sie zuviel. Auswahl, die gezeigt wird, ist von strengsten zu
      bescheidene Pflicht.
 
PREßLUFT
 
Die Antrieb-Stiele von Wind-Macht-Systemen oder kleinangelegter Wasserkraft
Pflanzen können mit konventionellen Gas-Kompressoren verbunden werden und gebraucht zu
Laden-Luft bei Drucken auf der Reihenfolge von 600 Pfund quadratischem Zoll
(psi). Die Preßluft kann infolgedessen depressurized sein
durch konventionelle Turbinen Elektrizität zu erzeugen, oder es kann
würde durch Getriebe für Verwendung der gelagerten Energie zusammengefügt, um anzutreiben
irgendeine mechanische Maschinerie, die von einem sich drehende Stiel oder einem Antrieb gefahren wird,
Gürtel. Tüchtigkeiten von 75 Prozent können für Verwendung erlangt werden
von der gelagerten Energie.
Das zusammengepresste Gas kann entweder sein, lüften Sie oder Brennstoff-Gase (z.B., natürlich
Gas oder Wasserstoff) .  However, für Zwecke dieses Papieres, die Diskussion
werden Sie nur zu Preßluft erzählen.
 
Die Wirtschaftswissenschaften von Lagerung werden höchst günstig sein, wenn sie existiert,
unterirdische Speicherkapazität wie aufgebrauchte Öl-Felder, Kohle
Bergwerke, oder aquifers können benutzt werden.   Underground Lagerung von natürlich
Gas ist eine überall gebrauchte und ökonomische Technologie.   Wenn unterirdisch
Lagerung-Container werden benutzt, Preise werden minimiert, aber ein bestimmt
Menge von unrecoverable restlicher Gas-Verlust (20 Prozent oder mehr)
werden Sie als eine Strafe angenommen zu werden haben.   High Druck-Gas kann auch
würde in Stahl-Containern gelagert.   However, wenn neue Container sein müssen,
gekauft, kostet das Kapital für ein großes Kraftwerk, ist vielleicht
sehr increased.  Für kleine Pflanzen, Stahl-Tanks sind ein praktisch
Alternative.
 
GEPUMPTES WASSER
 
Gepumptes Wasser, lagerte über Boden oder unterirdisch, kann auch sein
benutzte entweder als eine Energie-Speichereinheit in Kombination mit
kleinangelegt Hydro oder Wind-Energie-Generatoren.   Pumped Wasser als ein
unterstützen Sie in Höhepunkt, der für elektrische Wasserkraft-Generation planiert, ist gewesen
benutzte in den Vereinigten Staaten seit den frühen 1930s.   Die Möglichkeiten für
Energie-Wiedergewinnung ist vielleicht zu Preßluft mit ganz ähnlich
5-15 percent' weniger gesamte Tüchtigkeit, als das von erhielt,
zusammengepresster air.  Underground Lagerung in verschiedenen Arten von brauchte auf
Bergwerke oder aquifers bietet einige Preis-Vorteile über Oberfläche-Lagerung an,
seit den Preisen von Reservoir-Konstruktion kann sehr zunehmen
der totale Preis von Kraftwerk-Konstruktion.
 
Gepumpte Wasser-Lagerung in einem besonderen Reservoir kann bereitgestellt werden
während hoher Fluß-Strömung-Perioden.   Während Frühling-Tauwetter oder regnerisch
Jahreszeiten, die die Fluß-Strömung vielleicht fähig ist, Macht mehr zu entwickeln, als das
elektrisches System kann konsumieren.  , den Das gelagerte Wasser vielleicht dann ist,
befreite für Macht-Generation während künftiger Höhepunkt-Last-Perioden oder
trockener seasons.  Extensive, den Gebiete von Land überschwemmt werden müssen, um bereitzustellen,
genügende Lagerung oder pondage für einen hydroplant.   Losses wegen
Verdampfung, Bewässerung, und Infiltration in die Erde sind schwierig
um zu schätzen und variiert vielleicht bisweilen.   Wenn Verdampfung
Raten sind hoch, ein seichter Teich mit einem großen Oberfläche-Gebiet ist
nachteilig.
 
Die verfügbaren Daten auf Preisen für gepumpte Wasser-Lagerung-Systeme sind
leitete ganz von Megawatt-Größe-Kraftwerken her.   Für kleine Macht
Pflanzen, anwendbare Preis-Daten werden für keine kalkuliert zu werden haben
gegebene Stelle betrachtete.
 
SCHWUNGRÄDER
 
Das Schwungrad ist ein Gerät, in dem Lagerung von Energie erlaubt, das
Form von einem sich drehende wheel.  Mechanical Energie wie das von das
sich drehende Stiel von einer Wind-Energie oder einem Wasserkraft-System kann sein
konvertierte zur Bewegungsenergie eines niedrig-Reibung-Schwungrades für
storage.  Surplus Energie von einem Wind oder Wasserkraft-System lagerte
im sich drehende Schwungrad kann infolgedessen als das Drehen wiedergefunden werden
Stiel mechanische Energie oder konvertierte möglicherweise zu elektrisch
Energie über einen Generator, Höhepunkt-Forderungen zufriedenzustellen.
 
Die Energie, die im Schwungrad gelagert wird, wird von der Formel gegeben
W = 1/2 [Iw.sup.2] wo " W " die gelagerte Energie ist, bin ich " der Moment von
Trägheit des Schwungrades, und " w " ist die eckige Geschwindigkeit in radians
pro Sekunde vom flywheel.  Eine der attraktiven Merkmale
vom Schwungrad ist seine Anpassungsfähigkeit zu einer breiten Auswahl von Energie
Anforderungen für kleine Kraftwerke im 1-50 kW range.  Das
Masse vom Schwungrad und seiner eckigen Geschwindigkeit kann zu variiert werden
erhalten Sie diese Auswahl von Speicherkapazitäten.   Efficiencies sind potentiell
hoch und Energie-Dichten von 66 watts/kilogram können erlangt werden
für Macht, die den Höhepunkt Drehung-Geschwindigkeiten von 1,800 bis 3,600 Revolutionen erreicht,
pro Minute (rpm) durch Getriebe zum sich drehende Stiel von
kleine Macht-Generatoren, ob Wind oder Hydro.
 
Erfolgreiche Aufführung erfordert vorsichtiges Design und hoch-Stärke
materials.  Steel ist jahrelang benutzt worden, aber moderne Korbblütler,
wie Metall-Legierungen, Glas Faser, und polymer/carbon-Faser, stellen Sie bereit
die Stärke erforderte für Verständlichkeit während ausgestreckter Pflicht
Zyklen, katastrophalen Mißerfolg des Schwungrades bei hoch zu verhindern
Drehung, die speeds.  Actually, Holz und Bambus preisgünstig sind, hoch-Stärke,
Schwungrad-Materialien, die wirtschaftlich wettbewerbsfähig sind,
mit den synthetischen zusammengesetzten Materialien, die oben zitiert werden.
 
Das Schwungrad ist mit alternativer Energie-Lagerung ganz wettbewerbsfähig
Systeme für kleine Kraftwerke in Hinsicht auf Tüchtigkeit, Lagerung
Energie-Dichte, und cost.  Small Schwungräder, die 30-1,000 bereitstellen,
Watt-Stunden (Wh) von Energie-Lagerung für um $50-100/kW
ist entwickelt worden (sehen Sie Zahl 1).

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Schwungräder sind klein, aber sind hohes Technologie Geräte Erfordern
gebildete Maschinenbau Sachkenntnis auf dem Teil von jenen, die werden,
wählen Sie die Hardware aus und entwerfen Sie den Wettkampf zum Wind oder der Wasserkraft
installation.  Once installierte, Sattelschlepper-geschickte Vermittlungen können
behalten Sie diese Installationen unter der Aufsicht eines Ingenieurs bei.
 
III.  COMPARISIONS UND EMPFEHLUNGEN
 
Tische, die 5 und 6 Vergleichen der Energie-Dichten, Umwandlung, geben,

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Tüchtigkeiten, Staat technischer Entwicklung, kosteten Fakten, und
potentielle Anwendungen von den verschiedenen Arten von Energie-Lagerung
systems. , den Diese Vergleiche aber auf Fakten gegründet wurden, die erhalten werden,
von großen Kraftwerken, und muß deshalb für klein eingestellt werden
Kraftwerke.
 
Die wesentlichen Kriterien für das Auswählen eines Energie-Lagerung-Systems
are:  (1) die Technologie sollte hohe Umwandlung-Tüchtigkeit bereitstellen;
(2)  kommerzielle Hardware sollte gegenwärtig verfügbar sein; und
(3)  Preise sollten verglichen zu alternativen Möglichkeiten günstig sein.
 
Basierte auf den oben erwähnten Kriterien, die Energie-Lagerung-Systeme am meisten
wahrscheinlich ist beide technisch durchführbar und ökonomisch zu sein:
 
     1.   Conversion zu Elektrizität über Generatoren und Lagerung in
         Blei-Säure Batterien.
 
     2.   Storage als mechanische Energie in einem Schwungrad mit Wiederfinden
         als mechanische Energie.
 
     3.   Preßluft Lagerung, die mit einem turbogenerator kombiniert wird,
         für Wiederfinden gelagerter Energie als Elektrizität oder als mechanisch
         Energie.
 
     4.   Pumped Wasser kombinierte mit einem turbogenerator für Wiederfinden
         gelagerter Energie als Elektrizität oder als mechanische Energie.
 
                  BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED LEKTÜRE LISTE
 
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