Ví dụ năng lượng được lưu trữ trong bánh đà Bánh_đà

Đối tượngHệ số k (thay đổi theo hình dạng)Khối lượngĐường kínhVận tốc gócNăng lượng dự trữ, [J]Năng lượng dự trữ, [Wh]
Pin bánh đà nhỏ1/2100 kg600 mm20000 rpm9,8 MJ2,7 kWh
Bánh đà tái tạo năng lượng phanh cho xe lửa1/23000 kg500 mm8000 rpm33 MJ9,1 kWh
Bánh đà điện dự phòng 1/2600 kg500 mm30000 rpm92 MJ26 kWh

[4][5][6][7]

Vật liệu năng lượng cao

Đối với một thiết kế bánh đà, động năng là tỷ lệ thuận với tỷ lệ của hoop stress mật độ vật chất và với khối lượng:

  • E k ∝ σ t ρ m {\displaystyle E_{k}\varpropto {\frac {\sigma _{t}}{\rho }}m}

σ t ρ {\displaystyle {\frac {\sigma _{t}}{\rho }}} có thể được gọi là sức mạnh cường độ riêng. Vật liệu bánh đà với độ bền kéo cao nhất cụ thể sẽ mang lại lưu trữ năng lượng cao nhất cho mỗi đơn vị khối lượng. Đây là một trong những lý do tại sao sợi carbon là một vật liệu được quan tâm.

Đối với một thiết kế đã cho năng lượng lưu trữ là tỷ lệ thuận với hoop stress và khối lượng:

  • E k ∝ σ t V {\displaystyle E_{k}\varpropto \sigma _{t}V}

Vành bánh đà

Một vành bánh đà có một vành, một trung tâm, và nan hoa [cần dẫn nguồn] cấu trúc của bánh đà gọng là phức tạp, do đó, nó có thể khó khăn để tính toán mô-men quán tính chính xác của nó [cần dẫn nguồn] Một bánh đà vành có thể được phân tích dễ dàng hơn bằng cách áp dụng sự đơn giản hóa khác nhau. Ví dụ:

  • Giả sử các nan hoa, trục và trung tâm không có những mô-men quán tính, và mô-men quán tính của bánh đà là do một mình vành.

Những mô-men quán tính gộp của trung tâm, nan hoa và trục có thể được ước tính như là một tỷ lệ phần trăm mô-men quán tính này của bánh đà, với phần còn lại do vành, để I r i m = K I f l y w e e l l {\displaystyle I_{rim}=KI_{flyweell}}

Ví dụ, nếu những mô-men quán tính của trung tâm, nan hoa và trục được coi là không đáng kể, và độ dày của vành là rất nhỏ so với bán kính trung bình của nó ( R {\displaystyle R} ), bán kính quay của vành bằng bán kính trung bình của nó và do đó:

  • I r i m = M r i m R 2 {\displaystyle I_{rim}=M_{rim}R^{2}}