شرح تخزين الطاقة الهيدروليكية: كيف تقوم المراكم بتخزين طاقة السوائل وإطلاقها

كيف يقوم المُراكم بتخزين وإطلاق الطاقة الهيدروليكية

داخل المركم، يتم فصل غاز مثل النيتروجين عن السائل الهيدروليكي بواسطة المثانة، أو الحجاب الحاجز، أو المكبس. مع زيادة الضغط الهيدروليكي، يدخل السائل إلى الوعاء ويضغط الغاز. عندما ينخفض ​​الضغط، يتوسع الغاز ويدفع السائل مرة أخرى إلى الدائرة. العلاقة الكلاسيكية هي قانون بويل، P1V1 = P2V2، مما يعني أن الطاقة القابلة للاستخدام تعتمد على ضغط الشحن المسبق ونطاق ضغط التشغيل.

الشحن المسبق هو ضغط الغاز عندما لا يحتوي المركم على سائل. القاعدة الشائعة هي ضبط الشحن المسبق بين 70 و80 بالمائة من الحد الأدنى لضغط النظام. إذا كان الشحن المسبق منخفضًا جدًا، فلن يتمكن المركم من توفير كمية كافية من السوائل. إذا كان الشحن المسبق مرتفعًا جدًا، فلن يتم ملؤه بالكامل أبدًا. يعد الحجم الصحيح والشحن المسبق من أهم العوامل في أداء تخزين الطاقة الهيدروليكية.

للحصول على تقدير أكثر دقة، يمكن ربط حجم السائل الفعال المطلوب بحجم الغاز ومستويات الضغط. الصيغة المبسطة للعملية متساوية الحرارة هي V_acc = V0 مضروبة في الفرق بين (P0/P1) و (P0/P2)، حيث P0 هو الشحن المسبق، P1 هو الحد الأدنى لضغط العمل، و P2 هو الحد الأقصى لضغط العمل. في التطبيقات الحقيقية، يتم إضافة عامل الأمان الهندسي بسبب التدوير السريع والتغيرات في درجات الحرارة.

تعمل البطاريات أيضًا على تثبيت الضغط. تمتص الوحدات المشحونة الصدمات والتموجات الصادرة عن المضخات والصمامات، مما يحمي أجهزة الاستشعار والأختام. أثناء تعطل المضخة، يمكن للسائل المخزن دفع الأسطوانة أو الصمام إلى وضع آمن، ولهذا السبب تعتبر المركمات مكونات أساسية في أنظمة إيقاف التشغيل في حالات الطوارئ.