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现用惯性气动马达替代传统气动马达,风能用来制取压缩空气而非发电。其风能利用率是什么情况呢?我们还是假设以100KW风轮轴功率输入,计算的结果是:输出功率为59%(风能直接制取压缩空气的摩擦损耗计15.7%,压缩空气通过惯性气动马达转换动力的损耗计30%,气体的管道输送损耗很小不计)。如果再将惯性气动马达的动力用来发电,其输出功率为53KW(机械功转换成电能损耗计10%)。我们看到以这种方式利用风能的利用率是很高的。而风能直接发电的输出功率也只有52.3KW,就是说通过风能制取压缩空气后发电与风能直接发的结果相差很小。但是如果风能最终是被用在机械做功上那就亏大了,风—气—机械动力方案功率为59kw,而风—电—机械动力的方案为47.1kw。如设备本身就是使用压缩空气,结果是:风—气方案为84.3kw,而风—电—气方案为38.8kw,结果显示利用率前者为后者的2.14倍。其原因是:风能—压缩空气—设备动力是机械能之间的转换,而风能—电能—设备动力是不同类型的能量转换,机械能之间的能量转换是明显要高于不同类型能量转换的效率。在实际生活中我们需要更多的用电来加热、照明、办公、弱电利用及设备特殊部位的电机使用,采用风—气—电方案也不吃亏。我们还可以期待惯性空气马达的能效进一步提高,而风能发电效能按52.3%已经是很高了。随着惯性动力马达能效利用率的提高已经到了要改变风能发电模式的时候了。
空气动力飞轮:是一台独立集成的液氮发动机(或液空发动机),液氮发动机是目前国外很多大学课题组研究的项目,美国、日本都有液氮汽车研究进展的报道,但都还远离实用市场。这台液氮发动机是包含了惯性气动马达的高效能气动特质,在惯性气动马达的惯性转动体上再加装有液氮罐和热交换器及低温泵等部件,它较好的解决了热交换器结霜的问题和压缩气体能效利用率低下及动力稳定输出的问题,使液氮汽化后的膨胀能得到很好的利用。液氮发动机是液氮汽车的核心部件,高性能的液氮发动机决定了液氮汽车的生命力。现正在试制中的液氮发动机样机的0.7Mpa汽缸组运行显现了高效利用压缩气体膨胀能量的特征。如果液氮发动机整机到达预计的效果,就会使液氮汽车部分的替代然油汽车成为可能,尽管液氮发动机的整机较大,但装置在汽车上对于人们出行代步乘用驾驭是没有问题的。世界到2010年汽车保有量将突破10亿辆,燃油汽车中交通用车在7~8亿辆以上,如热带和亚热带国家和地区有50%的燃油交通用车改用液氮做动力,那仍将会带来一次汽车使用的重大变革。
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