Qu'est-ce qu'un volant?

Un volant est une simple roue rotative utilisée pour stocker l'énergie ou stabiliser quelque chose.L'énergie qu'il stocke est égale à son moment d'inertie - un terme physique qui signifie essentiellement que la masse de l'objet fois le carré de sa distance par rapport à l'axe de rotation - fois le carré de sa vitesse angulaire divisée par 2. Les roues de vol aidentStabiliser les arbres d'entraînement soumis à des pressions alternées, telles que les moteurs à piston ou les pompes à piston.L'effet de stabilisation provient des changements résistants au volant dans sa vitesse de rotation.

Les volants de vol sont utilisés comme dispositifs de stockage de puissance pour des expériences scientifiques de haute puissance qui produiraient une pointe de puissance inacceptable si vous supprimant la puissance du réseau électrique.Ces batteries sur le volant peuvent fonctionner sous vide, pour éviter la perte d'énergie due à la friction de l'air, et seront à nouveau accélérées périodiquement pour compenser la vitesse de rotation perdue en raison de la dissipation d'énergie de la chaleur et des vibrations.De bonnes conceptions de volants se dissiperont le moins de chaleur et de vibrations que possible, en conservant l'énergie pour l'application cible.

Un volant stocke différentes quantités d'énergie en fonction de sa masse et de sa vitesse de rotation.Par exemple, une roue à vélo a une masse d'environ 1 kg (2,2 lb), un diamètre d'environ 70 cm (28 pouces) et une vitesse de rotation d'environ 150 tr / min (rotations par minute).Cela s'ajoute à une énergie stockée de 15 J (Joules).Ensuite, considérez une roue sur un train se déplaçant à 60 km / h (37 mph), avec une masse de 942 kg (2 076 lb), un diamètre de 1 m (3,3 pi) et une vitesse de rotation de 318 tr / min.Ce volant aurait une énergie de rotation d'environ 64 kJ (kilojoules), soit environ 43 000 fois supérieure à la roue à vélo.

Les batteries du volant dédiées au stockage d'énergie ont des énergies beaucoup plus grandes que ces deux exemples précédents, principalement en raison de vitesses de rotation extrêmes.Un exemple fait par une entreprise de volant à Ottawa possède une masse de 100 kg (220 lb), un diamètre de 60 cm (27 pouces) et une vitesse de rotation de 20 000 tr / min.Cette batterie du volant peut stocker environ 10 MJ (mégajoules), suffisamment pour allumer 100 ampoules de 100 watts pendant 1 000 secondes.Cette conception de la batterie du volant n'est pas beaucoup plus grande qu'un réfrigérateur.Un volant encore plus grand, du type utilisé comme sauvegarde électrique, peut contenir 100 MJ de puissance.Ces types de volants peuvent être utilisés par les casinos, les hôpitaux, les centres de données ou dans l'industrie pour maintenir le pouvoir en cas de défaillance ou de fluctuations de contribution.