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
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
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.
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.