Pull to refresh

Comments 100

Тема интересная, но зачем же преподносить как рекламу? Было бы интересно послушать, как это работает, как борятся с силой трения, какие материалы используются, какие проблемы возникают, и т.д… А то что получилось — это фейл какой-то.
Не ругайте сильно, VenomBlood. Не ставилась задача делать рекламу, в этом проекте нет нужды в рекламе. Это была проба пера на Хабре. Теперь понимаю постепенно направленность публикаций и уж придётся делать большую статью с ответами на ваши вопросы. Завтра постараюсь выдать.
Да, тема очень интересная, но хотелось бы побольше технических подробностей.
Завтра сделаю, честное слово. А сейчас — пойду домой. Выгоняют с работы…
Минусы за этот прекрасный комментарий? О_о
Минусы? Не, не видел
Оперативно работаем, хабр ;)
Радует что хоть в чём то мы не отстаём )))
Вообще говоря такие маховики активно применялись на территории СССР. К примеру у нас на телецентре подобное оборудование сняли 2008 году.
В СССР был проект спутников с маховиками для питания боевых лазеров по проекту звездных войн. Маховики собирались из композитов.
p.s. Маховик с осью перпендикулярной поверхности земли (а вернее, оси вращения Земли) будет значительно терять энергию. Ось должна быть паралельна оси вращения земли.
Я видел этот маховик на одном из подмосковных предприятий. Стоит, доживает свой век в сарае.
Я бы усилил здесь эмфазу: может быть даже и опережаем…
UFO just landed and posted this here
Нурбей Владимирович жив-здоров, активно трудится, много пишет, в том числе художественные книжки. И все также занимается со штангой.
UFO just landed and posted this here
Да да. Эта. Я тоже ее читал. Там в том числе проблемы с супермаховиками описаны.
Значит мне попались какие-то другие его мемуары, совсем не подходящие для юношества
Замечательный преподаватель. Мы с удовольствием посещали его лекции по ДетМашу. Особенно нравилось слушать различные истории из его жизни. Например, одна из запомнившихся фраз по теме его экспериментов в молодости:
— Вот, вы знаете, как разрушается маховик? Нет? А я з-знаю!

Тогда то он и пришел к идее супермаховика.
Кинетические ИБП обладают очень малым временем собственной автономии. А значит — резервный источник энергии должен запуститься очень и очень быстро. Но чудес не бывает. Даже новейшие газовые микротурбины — и те запускаются в течении 15-30 секунд в лучшем случае, запуск дизель-генератора — и того дольше (что бы вам ни рассказывали производители и продавцы).

А значит, к цени и без того недешевого КИБП прибавляется необходимая модификация инфраструктуры для поддержания резервной линии в постоянном состоянии «боевой готовности». Плюс риски того, что резерв не запустится с первого раза (такое бывает и не является аварией на самом деле), а кинетика ИБП уже закончится.

Плюс, чисто по информативности. «Специалисты заявили об успешном испытании»… Ну молодцы, да. А где цифры? Где результаты испытаний, какие показатели были достигнуты с точки зрения функциональных характеристик? В каких условиях проходили испытания? Ну и хотелось бы все же ссылку на офф. источники
4 МДж, 22 кВт генератор, получается немного меньше 200 секунд. Ну ладно, на потери всякие, 150 секунд у нас должно быть
Или я что-то путаю?
Всё правильно посчитали. У нас примерно 180 секунд рекуперация происходит на этой модели накопителя. Зависимость простая: время рекуперации прямо пропорционально запасённой энергии и обратно пропорционально мощности генератора.
Ну так 150 секунд не особо много. У нас ИБП на 8 часов расчитанны, на случай если ДГА не запустится и технику придется чтото в нем подкручивать.
Вы сейчас о каком количестве ИБП говорите?
Да, действительно, обычно ИБП в ЦОДы устанавливают на поддержание энергоснабжения основных систем минут на 10-20. Указанные iliar'ом 8 часов — кажутся малореальными. Это какая же площадь под химические аккумуляторы на этом объекте отведена? А может там потребитель всего один персональный компьютер? В таком случае можно и сутки продержать его энергоснабжение от аккумуляторов, пока их ДГУ заведётся.
Признаюсь я не подумал на тему нагрузки. Датацентр всяко нашего должен потреблять. Хотя я все равно пересчитал 4 мегадроуля в понятные киловатт*часы. И получил цифру всего в 1.1 киловатт*час. У нас батареи на 24 киловатт*часа используются.
Производители батарей хитрые. Обычно указывают полную запасённую энергию. А важен рабочий объем. Он меньше полного. На сколько — может показать только опыт. Ведь аккумуляторы химические нельзя полностью разряжать, поскольку ресурс резко снижается. А маховикам абсолютно безразлично, снимают всю энергию до полной остановки, или какую-то часть.
Одному мне после этого комментария показалось что вы, мягко говоря, не совсем разбираетесь в вопросе?
Не нашол, каких размеров и массы должна быть установка кинетического накопителя, чтобы получить желаемые нами скажем 25 мегаджоулей.
Умножить массу единичного агрегата на 6 и на коэффициент 0,8.
Тоесть я правильно понимаю, для нашего конкретного случая получится чтото около 3,5т. Или цифра в 750 кг была указанна для какой то другой системы?
750 кг — это масса НКЭ с накапливаемой энергией 4 МДж (см. фото в посте). А на 25 МДж, естественно, будет и накопитель побольше.
Гм. А есть разница 8 часов и 30 минут? В смысле, если дизель не стартанёт, то за 8 часов, конечно, можно много чего сделать, но не починить же его!
То есть надо запускать периодически дизель и смотреть за ним. А надеятся, что техник починит если что это как-то ненадёжно.
Ну и второй вопрос, а зачем дизель тогда? Неужели свет больше чем на 8 часов выключают?
За 8 часов можно успеть подвести кончившиеся топливо (и еще неспеша основательно настучать по шапке Дяде Федору, который должен был за уровнем топлива следить), заменить масло, охлаждающую жидкость и даже провести быстрый ремонт ДГУ с заменой каких-то расходников.
Я очень впечатлен, 20 лет будет крутиться без остановки, или я что-то не так понял?
20 лет будет работать как ИБП, всмысле как долговечность продукта.
Наработка до полного останова маховика много меньше ;)
Совершенно верно. А энергия не должна вечно храниться. Тогда её хранитель будет подобен Кащею, чахнущему над златом. Энергия должна работать на благо человека. И она должна не храниться, а пережидать временный небольшой перерыв в использовании.
Да, и в дата-центре то же самое. С кинетическими накопителями в функции ИБП реализовано несколько схем подключения, когда они могут одновременно работать и в качестве гальванической развязки от сети, и в качестве компенсатора бросков частоты и напряжения, и в качестве собственно ИБП. И всё это — на одном и том же агрегате.
А что там сложного. Там подшипник в вакууме, нет? У меня в компе куллеры по 6 лет без остановки крутятся. В условиях периодического появления пыли.
Да, меня удивила долговечность подшипников.
В принципе, агрегат по-большому счету не очень сложный. Но есть столько много «мелких» нюансов, без учета которых может и не заработать.
Не знаю про конкретные маховики, но у ультрацентрифуг — магнитный подвес + вакуум. Подшипников нет в принципе.
Тоже не знаю. Но маховикам вес важен, в отличие от центрифуг.
Как раз таки нет. Маховикам важна удельная прочность.
Сталь хуже титана. Титан хуже стекловолокна. Стекловолокно хуже карбона. В настоящее время самым прочным промышленным материалом является Zylon. В маховик из него теоретически можно впихнуть до 3,6 МДж/кг, что, учитывая КПД цикла Карно, всего лишь в 5 раз хуже бензина.
Да, если учесть массу потребного воздуха на 1 кг бензина, теоретически такой маховик и вовсе в 3 раза лучше бензина.
3,6 МДж/кг

ну да… важна удельная прочность… при одинаковом весе.
UFO just landed and posted this here
Скорость нельзя бесконечно наращивать, из-за прочности
UFO just landed and posted this here
У таких центрифуг роторы по 20 и больше кг, 100 тысяч оборотов в минуту, так что вес всем важен :)
WellWisher правильно пояснил ваш вопрос — 20 лет это ресурс агрегата, срок службы.
Как у таких вещей обстоят дела с КПД? Сопоставимы ли затраты на трение и прочие потери в механизме с затратами на постоянную компенсацию саморазряда современных аккумуляторов сравнимой ёмкости? Какие скорости вращения маховиков используются? Насколько хорошо работает генератор при сильном изменении скорости вращения маховика (начало и конец «разряда» соответственно)? Что произойдёт при внезапном разрушении маховика?
КПД достаточно привлекателен. Косвенное тому подтверждение — взрывообразный рост интереса к применению ИБП НКЭ в ЦОДах во всем мире. Кроме того, при сравнении маховичных и химических аккумуляторов следует учитывать не только внутренние потери агрегатов, но и внешние затраты. Например, для химических батарей требуется круглогодичная поддержка заданного уровня температуры и влажности в помещении, что весьма затратно, а маховичные ИБП могут стоять даже в сарае, другими словами они неприхотливы к внешним условиям. Соответственно, существенно менее затратны в эксплуатации.
Маховики мы применили не высокооборотные.
Поддержание номинального режима выдачи энергии генератором обеспечивается блоком ИБП.
Разрушение разрушению рознь. Может выйти из строя подшипник. При превышении предельных скоростной вращения может разрушиться и маховик. Но у нас в системе предусмотрено несколько эшелонов защиты от наступления такого инцидента. Но если рассматривать самый крайний случай с раз делением маховика на осколки, то они будут задержаны защитной оболочкой, которая на это рассчитана.
А можно то же самое, но с цифрами и ссылками?
У Schneider Electric есть довольно развернутый отчет-сравнение по этому поводу. Как раз с цифрами и графиками.
смотреть вот тут
Я так понимаю, те ИБП, что в этом топике, в документе именуются static flywheel UPS, а по ним там вообще практически ничего нет.
Вот тут про энергоносители для static UPS (Batteries, Flywheels, and Ultracapacitors). В том отчете у них и правда как-то молчок про маховики
А вообще на какую электрическую мощность бывают такие ИБП? Есть ли какие-либо варианты не для большого ЦОД, а для серверной на пару стоек? И как у них дело обстоит с массогабаритными характеристиками?
Электромашины (мотор-генераторы) в нашей конструкции могут быть применены в довольно широком диапазоне мощностей. Можно установить на 5 кВт, а можно применить машины до 1 МВт.
Масса зависит от основных узлов: от блока маховиков и от электромашины. У представленного на фото агрегата масса порядка 750 кг. Площадь основания порядка 1 м2.
Правильно ли я понимаю, что под такую массу должен быть приспособлен пол, на который это дело надо ставить? Или эта система ставится только на какую-то подготовленную и разровненную площадку?
Технология достаточно проста. Одинакова для любых видов массивного оборудования, в т.ч. и для химических аккумуляторов.
Определяется нагрузка агрегата на единицу площади. Исходя из неё определяется необходимость или отсутствие необходимости усиления пола.
Но, в чём преимущество НКЭ ИБП перед химическими аккумуляторами, они могут устанавливаться, например, в стандартных металлических контейнерах на улице, а не в здании ЦОДа. Как это часто делается с ДГУ.
Но те же самые ДГУ часто ставят как в самом ЦОДе, так и на его крыше (бывает и такое). А ДГУ будут потяжелее кинетических накопителей…
КПД аккамулятора на маховиках выше чем у аккамулятора. Там есть другие проблемы. Во первых это габариты и вес, во вторых пока запасаемая мощность довольно низкая по сравнению с аккамуляторами. Ну и наличие движущихся частей.
Напротив, масса и габариты являются преимуществом маховичных ИБП перед аккумуляторными. В среднем габариты при одной и той же мощности и рабочей энергии меньше на 35-50% (можно посмотреть материалы компаний Piller, Hitech и др. по этому поводу). Масса — то же самое, меньше чем у соответствующего набора аккумуляторов. Но разве для стационарно размещённого ИБП масса может являться проблемой? Он же стоит на том месте, на которое его поставили в начале эксплуатации. Это для химических аккумуляторов проблема — их периодически необходимо заменять, т.е. вытаскивать из помещения раз в несколько лет и заменять на новые.
Что произойдёт при внезапном разрушении маховика?

А ничего. Систему заклинит и все. Времена когда маховик представлял из себя монолит уже давно прошли. Какая сейчас структура маховика не скажу, но на момент когда я интересовался этой темой супермаховик представлял из себя пакет лент.
Интересно, как (вкратце) реализуется съём стабильных параметров при снижении частоты вращения.
Пропускать всё через инвертор как в Online UPS, как вариант.
Да, это один из базовых вариантов решения проблемы.
Как альтернатива буферным накопителям (вместо ионистров) в солнечной энергетике не прокатит?
Прокатит. Возобновляемая энергетика — это ещё один из сегментов использования маховичных накопителей энергии.
Где в солнечной энергетике выгодно применять ионисторы?
Про выгоду применения ионисторов в солнечной энергетике ничего сказать не могу.
Какой разлив электролита? Что за фигня?

А вот вы мне лучше скажите, если не будет специально оборудованного помещения, и кто-нибудь на погрузчике заденет такую штуку, персонал хоронить в закрытых гробах или сразу кремировать? 22МДж кинетической энергии, летающей по ДЦ, это покруче турбины на Саяно-Шушенской ГЭС.
А ко всяким вибрациям, тряске и прочим сейсмическим воздействиям какая устойчивость. Вот на хабре недавно про плавучие ЦОДы рассказывали, можно будет в такой запихнуть?
Гироскоп в плавучую конструкцию. Особенно горизонтальный. После первого шторма гироскоп останется на месте, а дата-центр по волнам наклонится. Будет смешно.
Вот вам и генерация энергии! :)
А так, думаю, ничто не мешает устанавливать его на свободном подвесе.
Устойчивы в соответствии с по требованиями, предъявляемыми к ДГУ.
А плавучие ЦОДы плавучи достаточно условно. Баржи. на которых они располагаются (также как и «плавучие электростанции») стоят стационарно у берега, соединены с береговой инфраструктурой, защищены с воды заграждающими конструкциями, которые не пропустят недопустимые волны.
Можно будет и на них установить. В каждом конкретном случае согласовывать нужно будет с генпорядчиком и заказчиком объекта, т.е. как положено делать.
На случай большого волнения воды их можно будет и останавливать. Тогда они будут просто как обычный балласт. Но, я думаю, что и сервера при таком шторме будут как обычный балласт.
Если кто-то на погрузчике въедет в электрощиток, тоже будет мало приятного.
Выше автор говорил, что на случай разрушения маховика спасает специальная оболочка, которая просто его затормозит. При том маховики используются низкооборотистые.
22 мегаджоуля затормозит? Не верю.
И что такого? Разрушиться (разлететься на куски) маховик не может из-за конструкции, значит торможение будет растянуто во времени, например, на несколько секунд. И вся эта энергия просто уйдёт в тепло. Можно даже температуру вычислить, зная массу девайса и время торможения.
Ну запахнет палёным, заревёт страшно, не более того.
В корень смотрит ploop. В экстренных случаях предусмотрено ускоренное торможение маховика. Просто мотор-генератор начинает работать в режиме генерации на полную мощность. А выделяемая электроэнергия сбрасывается на резисторы. Вот и весь несложный механизм экстренного торможения.
Что произойдёт при механическом разрушении корпуса?
Если маховик неподвижен, а кто-то начнёт снаружи разрушать корпус и ему это удастся, то этот злоумышленник увидит в образовавшуюся дырку маховик.
А если серьёзно, то пожалуйста, amarao, уточните свой вопрос. В каком месте корпуса хотите увидеть разрушение, чем оно вызвано, при каком режиме работы накопителя? Если описывать все возможные и абстрактно возможные варианты «механического разрушения корпуса», то просто времени не хватит.
Я описал типовой сценарий — в него въезжает погрузчик. Откуда там погрузчик? Коллегу (такую же штуку) привезли.

Задний ход, не оглянулся, и…
Нет, такого не может быть. Маховик запускают только тогда, когда в помещении всё стационарное оборудование установлено и помещение сдано под спецконтроль.
ЭЭ… Понятно.

Значит, никогда не видели, как оборудование меняют «на живую».

Чтобы правильно осознать ситуацию, когда в ДЦ ломается одна такая штука, остальные останавливают, меняют сломавшуюся, потом запускают?

А если в этот момент свет отключат или у дизелей там жизнь не сложится?
В нашей конструкции все возможные для поломки комплектующие меняются на остановленном агрегате (другие, рядом стоящие останавливать не нужно, принцип резервироания не нарушается). Делается замена на месте. Весь агрегат снимать с рабочего места и вывозить не нужно.
То есть мы возвращаемся к предыдущему сценарию: два кинетика работают, третий остановлен для замены. Подъезжает погрузчик с третьим кинетиком, неловкое движение рукой, погрузчик вилой (задом, погруженным на вилы кинетиком — не важно) задевает и пробивает (просто коробит и гнёт) корпус работающего кинетика.

Что куда отлетать будет и на какое расстояние?

Чисто по математике: 22МДж, тонна веса — 209м/с2 (e=mv2/2). Тонна мусора, разлетающаяся со скоростью 755 км/ч по сторонам…
Про то, что самолеты могут врезаться в небоскребы тоже никто не предполагал. И про Фукусиму. Однако же оно иногда происходит.

Вам правильно пишут — тут все очень серьезно с объемом энергии, которая при аварии никуда не денется. Частичное разрушение ротора на таких скоростях ведет к разбалансировке и полному разрушению. А это взрывное высвобождение энергии. К слову 1 кг тротила — это энергия взрыва в 4 мегаджоуля. То есть у вас тут вполне такие тротиловые шашки стоят, если образно выражаться.
gleb_kudr, в соответствии с принципами коммуникации на Habrahabr нужно строго соблюдать правила русского языка. Не могли бы Вы повнимательнее относиться к ним и, когда пишете про «тротиловые шашки» иносказательно в отношении объектов, не являющихся тротиловыми шашками, то заключайте пожалуйста это словосочетание в кавычки.
А если уже по содержанию говорить, то, чтобы у нас уже по поводу проезжающего мимо шального погрузчика не было никаких не основанных на предмете недомолвок, я рекомендую Вам посмотреть это видео, размещенное по ссылке здесь.
Там есть картинка помещения с установленным в ДЦ компании «Крок» на Волочаевской улице динамическим ИБП с дизель-генератором. Если Вы мне покажете и докажете, что там в каком-нибудь месте этого помещения может проноситься лихач-погрузчик, тогда я признаю своё поражение в споре. Замечу по-секрету, что снимавшая камера стояла у двери помещения. таких ДИБП у них в этом ЦОДе, кажется, три, у каждого свой отдельный кабинет.
Proton764, а можете вкратце рассказать что за резисторы используются?
Действительно, интересно. Ведь быстро рассеять такое количество энергии тоже нетривиальная задача.
Насколько быстро, кстати?
Он статью обещал. Давайте не будем мешать человеку, пусть всё опишет как следует :)
Зависимость проста. Если рабочий объём запасённой энергии = 4 МДж, а мощность генератора 22 кВт, то время выдачи энергии t=E/P = 4000000/22000 = 181,8 сек.
Резисторы используются стандартно выпускаемые отечественной промышленностью. Подбирается сопротивление под мощность генератора. Чтобы охлаждались или пассивно за это время, или можно вентилятор приделать.
По правилам устройства ЦОДов оборудование ИБП размещается на на дороге, по которой гоняют быстроходные погрузчики, а в помещениях со специальным допуском. в который каждый не то что не заедет на транспортном средстве. а и пешком не зайдёт. Это также обусловлено ещё и тем, что ИБП относятся к классу электрического оборудования низкого напряжения (до 1000 В) и имеют большую мощность. И всякий технический директор или главный инженер такого объекта как ЦОД должен установить и строго контролировать такого рода помещения со спецдопуском.
Если может произойти такое событие, как выше описано (автогонки на погрузчиках в помещениях), то его наверняка сразу уволят.
Кстати говоря, помещения с ДГУ, в которых располагаются ИБП НКЭ, не приспособлены для разъездов погрузчиков. Там погрузчики просто не поместятся по габаритам. Так что такое предположение — можно понять лишь как обсуждение абстрактных возможностей.
Я в курсе, где в ЦОДах установлены ИБП. Их обычно устанавливают либо в отдельном помещении, либо в серверной (где готовая инфраструктура), а батарейки — отдельно.

Но товарищ в посте писал, мол, «а вот с нашим механическим», цитата:
В сравнении с аккумуляторными решениями, маховичные ИБП обладают рядом весомых преимуществ. Для них не требуется специальное помещение с жёстко поддерживаемым там микроклиматом.

Вот я и возмутился «не требуется специальное помещение».
Имелось в виду, что для маховиков не требуется помещение, где специально поддерживается круглый год одинаковая температура, что необходимо для обеспечения работоспособности и ресурса химических аккумуляторов.
А мы сейчас поставили и испытали ИБП с литий-ионными батареями 2х300кВтч на резерв собственных нужд двух подстанций, питающих олимпийские объекты Сочи 2014…
Молодцы! А цену на них публике наберётесь смелости сообщить? А то мне как-то не с руки это делать, неудобно.
коммерческая тайна, но дорого… :(
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.