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Caracterización Experimental de Pérdidas de Descarga Pasiva a Baja Velocidad de un Sistema de Almacenamiento de Energía en Volante de Inercia

Autores: Skinner, Miles; Mertiny, Pierre

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Caracterización Experimental de Pérdidas de Descarga Pasiva a Baja Velocidad de un Sistema de Almacenamiento de Energía en Volante de Inercia


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Volante de inercia
Almacenamiento de energía
Descarga pasiva
Máquina eléctrica
Resistencia aerodinámica
Pérdidas por rodamientos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El almacenamiento de energía en volantes de inercia tiene una amplia gama de aplicaciones en redes de energía y transporte. La adopción de componentes de alto rendimiento ha hecho que esta tecnología sea una alternativa viable para sustituir o complementar otros dispositivos de almacenamiento. Los sistemas de almacenamiento de energía en volantes de inercia están sujetos a una descarga pasiva atribuida principalmente a las pérdidas de la máquina eléctrica, la fricción por rodamiento de los rodamientos y la resistencia aerodinámica del rotor del volante. En el presente estudio, se presentan mediciones para experimentos de descarga completa utilizando un sistema de volante que cuenta con un recinto de vacío. Se aplicaron ecuaciones de mejor ajuste a los datos de prueba y se compararon con modelos analíticos. El análisis de las ecuaciones de mejor ajuste indica que pueden servir como modelos empíricos para aproximar la descarga pasiva bajo ciertas condiciones. Las pérdidas por rodamientos, que variaron linealmente con la velocidad pero que no se vieron afectadas en el transcurso de los experimentos, fueron mayores que la resistencia aerodinámica a bajas presiones de aire y bajas velocidades. La resistencia aerodinámica se volvió significativa a medida que la velocidad superó aproximadamente 3400 rpm. Se encontró que la máquina eléctrica era la fuente más significativa de descarga pasiva a todas las velocidades y presiones. Basado en estos hallazgos, se recomienda mantener un ambiente de baja presión en el recinto del volante y desacoplar la máquina eléctrica del rotor siempre que sea posible para eliminar las pérdidas asociadas.

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