Setrvačníky proti blackoutům
Výpadek elektřiny není nepříjemný jen pro domácnosti, které to odnesou např. rozmraženou a vyteklou ledničku, ale především pro firmy, kde hrozí doslova fatální následky. K nejohroženějším patří datová centra či serverovny pracující s citlivou elektronikou, kterou může náhlé přerušení přívodu energie poškodit, ale i s neméně citlivými daty, jejichž poškození může být podstatně větší komplikací, než hmotné ztráty.
Standardním vybavením podniků nebo nemocnic je dnes zdroj záložní energie pro případ nečekaného výpadku. Tyto zdroje mají řadu podob – od akumulátorů s rychlým nástupem avšak omezenou kapacitou, přes pomalé, ale dlouhodobě spolehlivé dieselové agregáty. K nim patří i setrvačníky, které v sobě částečně kombinují to nejlepší z obou metod – mohou ukládat poměrně velké množství energie (v řádu desítek až stovek kWh) a mají téměř okamžitý nástup. Podobně jako akumulátory energii nevyrábí, ale pouze ukládají, ovšem diametrálně odlišným způsobem. Zatímco akumulátory mění při nabíjení elektrickou energii na chemickou a naopak, setrvačníky pracují obdobným způsobem s mechanickou energií.
Vakuová inovace ve službách energetiky
Srdcem setrvačníku je rotor roztočený po přivedení napětí elektromagnetem, který jej obklopuje. Zařízení tak při nabíjení funguje jako elektrický motor, který pohání stále rychleji rotující rotor, jenž tím získává pořád větší a větší energii. Při odpojení vnějšího napájení pak zařízení slouží jako elektrický generátor poháněný pohybem rotoru. Aby bylo množství energie, kterou tímto způsobem zařízení schraňuje, co nejvyšší, je potřeba, aby byl rotor co nejtěžší a dosahoval co největších otáček. U moderních setrvačníků se tak i mnoho set kg těžké rotory otáčejí těžko uvěřitelnou rychlostí několika desítek tisíc otáček za minutu. S tím ale také bohužel souvisí pravděpodobně hlavní nevýhoda setrvačníků – kvůli technologické náročnosti představují poměrně velkou investici a vyžadují častou a pravidelnou údržbu. Tyto nedostatky by však mohl v budoucnu zmírnit nový typ setrvačníku, který vyvíjí konstruktéři firmy Siemens.
Inovovaný setrvačník má 260 kg těžký ocelový rotor, který se pohybuje ve vakuové komoře a je nadnášen magnety, což výrazně snižuje servisní náročnost. Nad rotorem je umístěn elektromotor z klasické sériové výroby, nejde tedy o žádnou speciální a nákladnou součástku. Protože motor pracuje v běžném atmosférickém tlaku, vývojáři museli vymyslet způsob spárování činnosti motoru s rotorem pohybujícím se ve vakuu. Na rotoru i na hřídeli elektromotoru je proto přidělán spojkový disk. Pro zpětné zužitkování energie rotoru pak stačí roztočit motor na otáčky rotoru a aktivováním elektromagnetu vytvořit potřebnou trakci mezi oběma disky. Motor se tím přemění na generátor poskytující potřebné množství energie. Samotná vakuová komora rotoru je od okolí oddělena deskou z magneticky neutrální keramiky, která proces výměny energie nijak nenarušuje.
Levnější a rychlejší záloha i pomocný zdroj energie
Systém představuje velmi rychlý záložní zdroj energie - na plné otáčky, tedy 9000 ot.min-1, se generátor zvládne roztočit během 150 ms. Zařízení tak může v případě výpadku dodávky elektrické energie sloužit k překlenutí doby mezi výpadkem a naskočením záložního agregátu, které je časově nesrovnatelně náročnější.
Díky nižším pořizovacím nákladům a snazší údržbě by měl inovovaný setrvačník najít uplatnění nejen jako záložní zdroj, ale i jako pomocný zdroj energie v průmyslu či výzkumu. Nahromaděnou energii totiž dokáže uvolnit během krátkého a energeticky velmi intenzivního pulzu, což je ideální např. pro pohon jeřábů, které potřebují po relativně krátkou dobu velké množství energie. Mohl by konkurovat i výkonným superkondenzátorům, které rovněž dokážou uvolňovat uloženou energii ve velmi krátkém okamžiku, oproti setrvačníku však mají podstatně kratší životnost.
408
