Энергия, запасённая в движении
Маховик — это тяжёлый ротор, который раскручивают электродвигателем. Пока он вращается, энергия хранится в его движении: чем быстрее вращение и больше масса, тем больше запас. В отличие от аккумулятора, здесь энергия не запасена в химических веществах — она заключена в механическом движении деталей.
Почему важны вакуум и магнитная опора
Даже без нагрузки раскрученный ротор постепенно теряет скорость. Воздух вокруг него создаёт сопротивление — примерно как ветер мешает велосипедисту. Вакуум внутри корпуса резко уменьшает это торможение, поэтому маховик может дольше сохранять запас энергии.
Обычная опора тоже трётся о вращающийся вал. Магнитные подшипники удерживают ротор магнитными силами, не давая ему касаться опоры. Это сокращает износ и потери на трение. Однако система всё равно не становится полностью без потерь: энергия уходит на остаточное сопротивление, работу управляющей электроники и другие процессы.
Как вращение превращается в электричество
Когда энергии нужно выдать, подключённая к ротору электрическая машина работает как генератор. Она преобразует механическое вращение в электрический ток, а ротор при этом замедляется. Чтобы снова накопить энергию, машину переключают в режим двигателя и раскручивают маховик.
Такой накопитель может быстро принять или отдать мощность, но его запас постепенно уменьшается, пока энергия не используется. Поэтому маховик особенно полезен там, где важны быстрый отклик и частые циклы зарядки и разрядки: энергию здесь можно буквально увидеть как вращение, которое ускоряют или тормозят по требованию.
