Hydraulisk energilagring forklaret: Hvordan akkumulatorer opbevarer og frigiver væskestrøm

Hvordan en akkumulator lagrer og frigiver hydraulisk energi

Inde i en akkumulator adskilles en gas såsom nitrogen fra hydraulisk væske af en blære, en membran eller et stempel. Når det hydrauliske tryk stiger, kommer væske ind i beholderen og komprimerer gassen. Når trykket falder, udvider gassen sig og skubber væske tilbage i kredsløbet. Den klassiske relation er Boyles lov, P1V1 = P2V2, hvilket betyder, at den brugbare energi afhænger af forladningstrykket og arbejdstrykområdet.

Forladning er gastrykket, når akkumulatoren ikke indeholder væske. En almindelig regel er at indstille forladning mellem 70 og 80 procent af det minimale systemtryk. Hvis forladningen er for lav, kan akkumulatoren ikke levere tilstrækkelig væske. Hvis forladningen er for høj, fyldes den aldrig helt. Korrekt dimensionering og forladning er de to vigtigste faktorer i hydraulisk energilagringsydelse.

For et mere præcist skøn kan den nødvendige effektive væskevolumen relateres til gasvolumen og trykniveauer. En forenklet formel for en isoterm proces er V_acc = V0 ganget med forskellen mellem (P0/P1) og (P0/P2), hvor P0 er forladning, P1 er det mindste arbejdstryk, og P2 er det maksimale arbejdstryk. I virkelige applikationer tilføjes en teknisk sikkerhedsfaktor på grund af hurtige cyklusser og temperaturvariationer.

Akkumulatorer stabiliserer også trykket. Opladede enheder absorberer stød og krusninger fra pumper og ventiler, hvilket beskytter sensorer og tætninger. Under et pumpesvigt kan den oplagrede væske drive en cylinder eller ventil til en sikker position, hvorfor akkumulatorer er kernekomponenter i nødstopsystemer.