คุณสามารถเก็บพลังงานไว้ในตัวเหนี่ยวนำและใช้มันในภายหลังได้หรือไม่?

บริษัท ของฉันใช้ supercaps เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์หากไฟฟ้าถูกตัด ฉันสงสัยว่าคุณสามารถทำสิ่งเดียวกันกับตัวเหนี่ยวนำได้หรือไม่ ถ้าคุณทำไม่ได้ทำไมล่ะ

สนามแม่เหล็กที่เก็บพลังงานเป็นหน้าที่ของกระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำ: ไม่มีกระแสไม่มีสนามไม่มีพลังงาน คุณจะต้องมีวงจรที่ใช้งานเพื่อให้การไหลของกระแสนั้นเมื่อคุณตัดกระแสไฟฟ้าตัวเหนี่ยวนำจะปล่อยพลังงานของสนามแม่เหล็กเป็นกระแสไฟฟ้าและตัวเหนี่ยวนำจะกลายเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า (ในขณะที่ตัวเก็บประจุคู่เป็นตัวเก็บประจุแรงดันไฟฟ้า) .

แง่มุมของตัวเก็บประจุคู่ตัวเหนี่ยวนำในแง่การจัดเก็บพลังงาน:

$$\begin{array}{ll} \mbox{Capacitor} & \mbox{Inductor} \\ \mbox{* stores energy in electric field} & \mbox{* stores energy in magnetic field} \\ \mbox{* must be open loop (infinite resistance) } & \mbox{* must be closed loop (zero resistance)} \\ \mbox{* loses energy through parallel resistance} & \mbox{* loses energy through series resistance} \end{array}$$

superconductorสามารถรักษาสนามแม่เหล็กในต้านทานศูนย์ห่วงในปัจจุบันอย่างไร

น่าเสียดายที่คุณจะเห็นควันของไอน้ำที่เกิดจากไนโตรเจนเหลวในภาพเช่นนี้ซึ่งหมายถึงอุณหภูมิต่ำกว่า -183 ° C

ปัญหาคือพลังงานในตัวเหนี่ยวนำเกิดจากกระแสไฟฟ้าและตัวนำที่ใช้งานได้จริงส่วนใหญ่จะมีความต้านทานบ้าง นี่หมายความว่าพลังงานจะถูกระบายอย่างต่อเนื่องในการทำความร้อนให้กับตัวเองแม้ว่า I ^ 2R จะสูญเสียไป สิ่งนี้สามารถเอาชนะได้โดยการใช้ตัวนำยิ่งยวดซึ่งไม่มีความต้านทานเลย แต่ปัญหาที่เกิดขึ้นคือตัวนำยิ่งยวดที่รู้จักกันในปัจจุบันทั้งหมดต้องถูกทำให้เย็นลงถึงอุณหภูมิที่อุณหภูมิต่ำ ยิ่งไปกว่านั้นแม้ว่าตัวนำยิ่งยวดในอุดมคติจะยังคงเป็นตัวนำยิ่งยวดที่กระแสไฟฟ้าใด ๆ ก็ตามผู้รู้ยิ่งยวด (afaik) ทุกคนมีขีด จำกัด บนกับความหนาแน่นกระแสที่พวกเขาสามารถรองรับได้ก่อนที่ปรากฏการณ์จะทรุดตัวลง

$\begin{array}{lcl} \textbf{Capacitive Storage} & & \textbf{Inductive Storage} \\ \mbox{Must have infinite internal resistance} & | & \mbox{Must have zero internal resistance} \\ \mbox{Voltage must stay in it forever} & | & \mbox{Current must flow through it forever} \\ \mbox{You deal with voltage} & | & \mbox{You deal with current} \\ \mbox{Self discharge may take years} & | & \mbox{Self discharges in very short time} \\ \mbox{Electric field doesn't leak outside much} & | & \mbox{Magnetic field may interfere other components} \\ \mbox{Lighter} & | & \mbox{Very heavy (iron, copper, etc)} \\ \mbox{May be cheaper} & | & \mbox{Fe and Cu may be very expensive in some countries} \\ \end{array}$

ใช่ผู้คนสามารถและเก็บพลังงานไว้ในตัวเหนี่ยวนำและใช้มันในภายหลัง

ผู้คนได้สร้างหน่วยเก็บพลังงานแม่เหล็กยิ่งยวดเพียงไม่กี่หน่วยที่เก็บพลังงาน megajoule ไว้ประมาณหนึ่งวันด้วยประสิทธิภาพสูงในตัวเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นจาก "ลวด" ยิ่งยวด ฉันได้รับแจ้งว่าระบบไฟฟ้าหลายแห่งซื้อหน่วยดังกล่าวมาไม่กี่คันและใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า

คนส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกามีตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าสลับหลายสิบตัว ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าสลับส่วนใหญ่จะค่อยๆเก็บพลังงานไว้ที่แรงดันหนึ่งตัวในตัวเหนี่ยวนำหรือหม้อแปลงไฟฟ้าจากนั้น "ภายหลัง" จะค่อยๆดึงพลังงานนั้นออกจากตัวเหนี่ยวนำหรือหม้อแปลงไฟฟ้าที่แรงดันที่ต้องการมากกว่าซ้ำไปซ้ำมา ที่สอง

หลายคนนิยมซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้คุณสามารถจัดเรียงตัวเหนี่ยวนำโดยพวกเขาคิวปัจจัย ปัจจัย Q ให้คะแนนว่าตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุเก็บพลังงานได้ดีเพียงใด ในการเปลี่ยนอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าและแอพเก็บพลังงานอื่น ๆ Q ที่ใหญ่กว่านั้นดีกว่า

ตัวเหนี่ยวนำที่ดีที่สุด (ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดทั้งหมด) ที่ซัพพลายเออร์ยอดนิยมมีตัวประกอบ Q ที่ 150 @ 25KHz ตัวเก็บประจุส่วนใหญ่มีลำดับการจัดเก็บพลังงานที่ดีกว่า (Q สูงกว่า)

ผู้คนสามารถและเก็บพลังงานไว้ในตัวเหนี่ยวนำเพื่อใช้ในภายหลัง แต่ในเกือบทุกสถานการณ์ที่เก็บพลังงานเราใช้อย่างอื่นเพราะอย่างอื่น (a) มีค่าใช้จ่ายล่วงหน้าต่ำกว่าหรือ (b) มีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือ (c) ต้องใช้พื้นที่น้อยกว่าหรือ (d) การรวมกันด้านบน .