Editar: ver nuevo material agregado al final de mi respuesta .
Debido a que un volante capaz de almacenar una cantidad útil de energía, se utilizará durante el día para alimentar un hogar.
- muy grande (no es barato para la casa, los metros cuadrados de un edificio cuestan dinero)
- muy pesado (no es barato de instalar, incluso el precio del metal que conforma el dispositivo no sería económico)
- muy rápido (lo que significa
- requiere un equilibrio súper preciso para no estar tan desequilibrado que podría generar fuerzas que lo liberen de sus montajes, cuyo equilibrio no es económico.
- tiene que operarlo al vacío para no tener un arrastre atmosférico parasitario (estructura de la cámara hermética al aire y sistema de vacío … no es barato)
- tienen que tener rodamientos robustos, pero también los que pueden tolerar altas velocidades, por largos períodos de tiempo, y soportar MUCHO peso, lo que significa, lo más probable, es que esté viendo rodamientos de diario como los utilizados en una planta de energía eléctrica para soportar el Turbina de vapor rotativa y ejes generadores. Lo que significa que está buscando un sistema de aceite lubricante para inyectar aceite a alta presión en el rodamiento para sostener el eje del volante sobre una película de aceite, lo que significa que necesita bombas de aceite lubricante (incluida la bomba de emergencia de reserva), refrigeradores de aceite lubricante y sistemas de limpieza de aceite lubricante. Una de las otras publicaciones menciona cojinetes magnéticos. Creo que esto sería útil para sistemas de volante PEQUEÑOS como los utilizados para ayudar en la aceleración de un autobús, que luego se recargan al frenar al final de un bloque. Pero para algo que es lo suficientemente grande, lo suficientemente pesado como para funcionar durante 12 horas seguidas mientras se alimenta un generador para suministrar cargas de una casa … Bueno, esos serían algunos imanes MASIVOS. Como en, imanes muy caros. Las compañías de servicios públicos no usan imanes para soportar sus componentes de hilatura pesada … no creo que tampoco lo haga en este caso.
El enorme tamaño, peso y velocidad de tal volante lo haría MUY PELIGROSO si alguna vez se liberara de sus monturas … podría destruir no solo su hogar, sino también el de varios de sus vecinos …
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- así que querrá algún tipo de sistema de frenado masivo para detener esto rápidamente en caso de emergencia: pérdida de aceite lubricante, altas temperaturas en los rodamientos, etc. Oh, sí, debe pagar por un sistema de monitoreo que monitoreará todas las cosas críticas, tales como: temperatura del aceite, presión del aceite, temperatura de los cojinetes, velocidad (no quiero que se acelere demasiado al agregar energía al volante), vibración y, de hecho, actividad sísmica) y detener automáticamente el volante cuando los límites son altos alcanzado. Y, por cierto, no viviría en una ciudad de California u otra área propensa a terremotos donde se instaló una de las cosas, sin un análisis cuidadoso de la ubicación, el tamaño, las velocidades y las rutas de destrucción más probables del volante si / cuando se libera durante un terremoto versus donde yo y mi familia, vivimos, trabajamos y viajamos. De hecho, es probable que tengas que hacer que los ingenieros realicen una evaluación de idoneidad del sitio, permisos especiales y paguen muchos sobornos a los funcionarios de la ciudad para poder poner una de estas cosas en tu hogar.
Estoy pensando que esto costaría más de $ 1,000,000, cuando sumas todos los costos de componentes, costos de ingeniería, etc. Y eso es solo la instalación inicial. Habría muchos gastos continuos. Esa energía nocturna barata ( ¿ y qué es “energía nocturna”, por cierto? Supongo que es electricidad de tarifa reducida entregada en las horas de menor actividad) NO PUEDE ser mucho menos costosa que la energía suministrada por la red pública que este dispositivo haría económico sentido. Incluso si la energía nocturna fuera gratis, la mayoría de los hogares no pasan por un millón de dólares de energía eléctrica en la vida.
Editar: Aparentemente, el uso de dispositivos de almacenamiento de energía del volante es una cosa, a escala industrial: ver Sistema de energía de almacenamiento del volante – Wikipedia. Un artículo muy interesante sobre un desarrollo relativamente nuevo en las operaciones de la red eléctrica del que no estaba al tanto.
Aparentemente (no … estaba claramente) equivocado al descartar el uso de cojinetes magnéticos en esta aplicación. Vives y aprendes.
Aunque ese artículo habla principalmente sobre el manejo de variaciones a corto plazo en la red eléctrica utilizando volantes, otro artículo de Wikipedia discute la economía del uso de dispositivos de almacenamiento de energía para aprovechar las diferencias en el precio de la electricidad durante el día frente a la noche. Almacenamiento de energía de red – Wikipedia
No he encontrado el costo de los dispositivos individuales de almacenamiento de energía del volante que se instalan en estos proyectos de tamaño de utilidad. Sin embargo, recordando las economías de escala, voy a suponer (aparentemente no haber aprendido mi lección) que no sería económico para los propietarios de viviendas individuales.
EDIT 2: Más información mientras sigo mirando esto:
Aquí hay un artículo sobre un dispositivo de almacenamiento de volante que se destruyó a sí mismo:
Un contratiempo en la planta de volante de frecuencia de baliza
Tenga en cuenta el tamaño de la cubierta de hormigón que se desplazó mientras el volante giraba. Imagina lo que esa cosa le habría hecho a la sala de recreación en tu sótano. (por supuesto, sería mejor si lo colocas en una bóveda subterránea dedicada como lo hizo la compañía de servicios públicos, para ayudar a contener un volante suelto.
Desde el enlace a la búsqueda que Steve Blumenkranz proporcionó en su respuesta, encontré esta hoja informativa: https://energy.gov/sites/prod/fi…. La hoja informativa dice que la planta de Beacon Power era una instalación de $ 52.4 millones de dólares, con doscientos dispositivos de almacenamiento de energía en el volante. Eso resulta ser un poco más de un cuarto de millón de dólares cada uno, NO los $ 1 + millón que estaba imaginando. Por supuesto, la instalación de la planta de servicios públicos. Por supuesto, una instalación a gran escala distribuye algunos de los costos que estaba imaginando en muchas unidades (monitoreo, evaluación del sitio, permisos, etc.). Las instalaciones individuales no se beneficiarían de ninguna economía de escala.
Ahora, curiosamente, considere: la hoja informativa también dice que cada uno de los dispositivos de almacenamiento de energía del volante Beacon Power almacena 25 kWh de energía. En 2015, el consumo medio anual de electricidad para un cliente de servicios residenciales de EE. UU. Fue de 10.812 kilovatios-hora (kWh) (consulte: ¿Cuánta electricidad utiliza un hogar estadounidense?) Entonces … dividiendo entre 365 días por año … eso es 30 kwh por día. Hmmmm … 25? 30? Suena más o menos igual. Y realmente, solo estás tratando de almacenar, ¿qué? 1/2 a 3/4 de energía de un día de 24 horas durante la noche …
Entonces … tal vez no sea tan loco después de todo. Espero que, sin el beneficio de la compra por volumen, su dispositivo solo cueste $ 500,000. Pero di que no. Digamos que usted forma un grupo de compra en el vecindario, y ustedes compran 200 de estos, y pueden comprarlos por $ 262,000, el mismo precio por unidad que Beacon Power.
Ahora, imagine que en lugar de que las 9.5 horas de un día de 24 horas estén en la tarifa nocturna, tiene las 24 horas en la tarifa nocturna. Y, dado que probablemente el 80% de su consumo de energía está fuera de las 9.5 horas que PG&E cobra por noche (veo que vive en el área de la Bahía de San Francisco, entonces probablemente use electricidad de Pacific Gas and Electric) … simplifiquemos esto y digamos que por el 80% de su electricidad, ahorra pagar $ 0.212 por kWh en lugar de $ 0.263 por kWh. Si usted es un consumidor promedio y usa 30 kWh / día … luego el 80% de eso (24 kWh), ahorrará $ 0.051 por kWh. (es decir, aproximadamente 5 centavos por kWh) En otras palabras, ahorrará … 24 x $ .051 = $ 1.224
¡Ahorrará $ 1.224 por día!
SOLO le tomará 214,052 días recuperar el precio de su volante ($ 262,000) a $ 1.224 / día.
Eso es … 586.44 años hasta que ahorre suficiente dinero en la diferencia entre la tarifa máxima y la tarifa nocturna para igualar la cantidad que pagó por el volante.
Como dije … no es probable que te paguen en tu vida. Sin mencionar, citando la hoja informativa de Beacon Power, “Los volantes están diseñados para durar 20 años o más”. No es lo mismo que 586.44 años o más ”
Y ES por eso que las personas NO usan el almacenamiento de energía del volante para mantener la energía nocturna barata y usarla durante el día
