Český start-up vyvíjí cenově dostupnou setrvačníkovou baterii

Jan Horčík - 09 Březen 2017

Jan Plomer se stal před několika lety autorem mezinárodního patentu na originální hybridní pohon. Nyní vyvíjí cenově dostupnou setrvačníkovou baterii. auto jan-plomer-setrvacnikova-baterie-prototyp-plomer-engineering

Jan Plomer s prototypem setrvačníkové baterie
foto: Hybrid.cz

Během doktorského studia na Dopravní fakultě se Jan Plomer v období 2007-2015 zabýval hybridními pohony a akumulací energie v setrvačnících. Nasbíral postupně dostatek teoretických znalostí a velmi dobrý přehled o realizovaných vývojových projektech setrvačníkových baterií ve světě. "To, co mi ale doteď chybělo, byly vlastní praktické zkušenosti se stavbou setrvačníkové baterie," říká.

V říjnu 2016 se s nynějším kolegou Ing. Martinem Šolcem dohodl, že společně zkusí nějakou setrvačníkovou baterii postavit. V první fázi to nicméně oba brali spíš jen jako konstruktérské zpestření jiných činností, k získání základních praktických zkušeností a ověření nějakých teorií, to vše s velmi omezeným rozpočtem.

"Postupem času se ale z tohoto „hobby-projektu“ stal plnohodnotný vývojový projekt, do kterého nyní zapojujeme další odborníky a bereme tuto výzvu, postavit dostupnou, fungující a prakticky uplatnitelnou setrvačníkovou baterii, velmi zodpovědně," dodává Plomer. Založil proto firmu PLOMER Engineering s.r.o..

"Naší velkou výhodou je mimo jiné i to, že neztrácíme čas diskuzemi nad tím, proč něco nejde, a soustředíme se na to, jak dané technické či jiné výzvy vyřešit," vysvětluje. Téměř vždy lze totiž podle něj nalézt řešení, je to spíše jen otázka investovaného času a nákladů.

"Zároveň nemusíme přesvědčovat žádné nadřízené, že to, co děláme, má smysl. Jsme tedy mnohem rychlejší, pracujeme efektivněji, věříme naším teoretickým znalostem z minulosti a řídíme se při hledání optimální cesty i intuicí, místo svazujících nařízení a předpisů u mnoha korporátních společností, které často brání většímu rozvoji inovativního myšlení," vyjmenovává Plomer výhody tohoto způsobu práce.

Kolik lidí na projektu pracuje?

Jan Plomer (J.P.): Základní tým je dvoučlený, já a Martin Šolc. Jsme spoluautoři detailní konstrukce setrvačníkové baterie. Do projektu je ale ve skutečnosti zapojeno více lidí. Např. při stavbě prvního prototypu nám velmi pomohl Ing. Jiří First z Dopravní fakulty a snažíme se do tohoto projektu zapojovat i studenty z této fakulty v rámci diplomových a bakalářských prací.

Jako zcela zásadní pro tento projekt vnímám také úzkou spolupráci s pražskou firmou Advanced Engineering. Jednak mohu využívat optimalizační software solidThinking Inspire pro návrh mechanických dílů (tedy např. u rotoru optimalizovat tvar a pevnost na základě působení odstředivých sil při rotaci), velmi přínosná je pro mě ale i možnost konzultovat tuto problematiku optimálního dimenzování dílů s jejich odborníky. Mimochodem, mezi jejich zákazníky patřily v minulosti nebo stále patří i renomované automobilky jako Ferrari, Maserati nebo Porsche.

Zapojení dalších odborníků do projektu ve správný čas je nezbytné pro to, abychom byli úspěšní. Bylo by ode mě naivní, pokud bych si myslel, že zvládnu tento vývoj po odborné stránce sám. Je to tedy hodně i o samotné koordinaci projektu a efektivní spolupráci.

Máme ještě jednu výhodu – v letošním roce nejsme nikdo z nás existenčně závislí na výsledku tohoto vývoje a nutnosti rychlé návratnosti vložené investice. Díky tomu nejsme pod takovým tlakem a dává nám to potřebný prostor a optimální podmínky pro samotný vývoj.

V čem jsou hlavní výhody setrvačníkové baterie? Energetická hustota je například výrazně nižší než u jiných typů baterií.

J.P.: Při akumulaci energie je třeba nejdříve rozlišit tu část energie, kterou je třeba akumulovat dlouhodobě od té, kterou stačí akumulovat krátkodobě. Dále je důležitým parametrem počet vybíjecích cyklů během životnosti akumulátoru (pro konec životnosti Li-Ion akumulátoru se obvykle považuje 80 % původní kapacity), vliv klimatických podmínek, citlivost na působení vibrací, vnějších sil apod.

Setrvačníková baterie, kterou mimochodem využívaly už v polovině 20. století tzv. gyrobusy ve Švýcarsku, by právě mohla najít uplatnění tam, kde jsou vyžadovány velké počty vybíjecích cyklů, vysoký měrný výkon a tam, kde nevadí nízká energetická hustota.

Jako rozhodující pro případné uplatnění na trhu tedy s velkou pravděpodobností budou samotné výrobní náklady setrvačníkové baterie. Od začátku se toto snažíme zohledňovat, vč. např. možnosti ovlivnit v jedné setrvačníkové baterii (v jednom modulu) nezávisle výkon a kapacitu.

Požadované celkové parametry se pak dosáhnou vhodnou sestavou několika malých setrvačníkových baterií. To má pozitivní vliv i na bezpečnost, v případě destrukce jedné setrvačníkové baterie v ní není uloženo tolik energie.

Jak je to s bezpečností setrvačníkové baterie?

J.P.: Největším rizikem je vysokootáčkový rotor, který musí být odpovídajícím způsobem pevnostně dimenzován vč. jeho uložení. A dále tzv. gyroskopický moment, který je nebezpečný v případě, že se nejedná o stacionární aplikaci. Naštěstí existují způsoby, jak tento gyroskopický moment v sestavě několika menších setrvačníkových baterií eliminovat.

V jaké fázi je momentálně vývoj tvé setrvačníkové baterie a co plánujete na letošní rok?

J.P.: Máme postavený 1. prototyp a aktuálně optimalizujeme konstrukci 2. vývojové varianty setrvačníkové baterie v 3D softwaru, která se už bude více blížit k tomu, co by mohlo být v budoucnu uplatnitelné na trhu.

Velké změny budou na rotoru, který bude mít nejen vyšší měrný moment setrvačnosti vůči vlastní hmotnosti, ale zároveň bude pevnostně optimalizovaný pro vyšší maximální otáčky. Dále potřebujeme mimo jiné vyřešit snížení vnitřních ztrát a tedy zvýšení účinnosti setrvačníkové baterie.

Výzvou je i eliminace gyroskopického momentu, nezbytnou pro aplikace v mobilitě, kde by např. u elektromobilů kromě krátkodobé akumulace rekuperované energie ve městech mohla setrvačníková baterie najít uplatnění i při stabilizaci toku energie a omezení proudových špiček u trakčních akumulátorů, které jsou určené pro dlouhodobou akumulaci energie. Do konce roku 2017 plánujeme uskutečnit potřebné dlouhodobější testy a odladit „dětské nemoci“.

Máte už vytipované nějaké zájemce o tuto technologii?

J.P.: Samozřejmě o tom přemýšlíme, ale zatím nemáme nic konkrétního. Na podzim 2014 jsem v rámci Dne Inovací Škoda Auto, pořádaného společně s Česko-německou obchodní a průmyslovou komorou, prezentoval patent hybridního pohonu a představil i koncept krátkodobé akumulace energie v setrvačníku. To byla ale jen čistá teorie, a pokud chceme být úspěšní, musíme mít nejdřív funkční prototyp. Předpokládám, že jednání s případnými investory začne být aktuální až v druhé polovině roku 2017.

Jan Plomer prezentuje svou setrvačníkovou baterii na Škoda Innovation Days

Jan Plomer prezentuje svou setrvačníkovou baterii na Škoda Innovation Days
foto: Škoda

Je možné setrvačníkové baterie využít i jako úložiště v energetice?

J.P.: Možností uplatnění setrvačníkových baterií je rozhodně víc a není to jen oblast dopravy. Obecně je to všude, kde je výhodné krátkodobě (v řádu desítek vteřin až několika minut) akumulovat energii. Mohou to být třeba i tzv. chytré domácnosti, záložní krátkodobý zdroj energie, stabilizace napětí elektrické sítě apod.

Máte nějaké další dlouhodobější plány kromě vývoje setrvačníkové baterie?

J.P.: Chtěl bych postupně vytvořit zázemí a vhodné prostředí pro další inovativní vývojové projekty a umožnit tím realizaci nápadů dalších autorů, které mají potenciál a které člověk nedokáže realizovat sám. Oproti velkým korporátním společnostem je vývoj v takovém prostředí mnohem rychlejší a levnější, od samotného začátku až k funkčnímu prototypu.

Stejně tak lze mnohem rychleji vyhodnotit, zda má daný nápad či koncept šanci na uplatnění nebo ne. Díky inovativním materiálům, optimalizačním softwarům a např. i aditivní výrobě 3D tiskem kovů a kompozitů se otevírají nové možnosti i v oblasti strojírenství a mechanické konstrukci.

vlastní
Zpět na HybridPřidat komentář
Obrázek uživatele Cayman

Tak treba kdo ma studnu, tak si muze vytvorit i gravitacni 'baterii' - bude elektromotorem vytahovat zavazi ze studny - tim se naakumuluje energie a az ji bude potrebovat, tak zavazi bude spoustet dolu a elektromotor zase premeni 'gravitaci' na elektrickou energii.
Zpusobu je dost :)

---

EV nováček - huráá už máme několik tisíc e-km za sebou
2009 Fiat Fiorino (Micro-Vett) 31 kWh www.evalbum.com/5247

Obrázek uživatele Kuk

Stejně jako čtecí lampa poháněná ručním zvedáním závaží. Akorát asi nebude úplně bezhlučná. :)

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá - Leave the oil in the soil and the coal in the hole. - Sekám a vysávám na baterky. // ‪#‎BasuraChallenge‬ ‪#‎trashtag‬

No připadá mi to, že objevují Ameriku. Nemyslím, že je zde prostor ke zlepšení. Z toho PhD titul nekouká.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

jeden zotrvacnik tu uz bezi, obeh mesiaca, staci na to masivna cast vzduvania

ta naviac sposobuje pre mesiac trenie, koli tomu sa od zeme neustale vzdaluje.

Obrázek uživatele Josef

Ještě více energie bude v rotaci Země. Tuto energii, kdybychom dokázali využít, jsme za vodou.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

A postupem času by se rotace Země zastavila...

Obrázek uživatele ozana

A vzdálené generace budou bez rotace?

---

Jezdím na proud, najeto 95 tisíc km. G-E STROMOS 8+ let a 98 tisíc km.

Obrázek uživatele Josef

Té energie je tolik, že i kdybychom pokryli veškerou spotřebu naší civilizace, tak zpomalení za 1000 let by činilo asi desetinu sekundy.

Obrázek uživatele Kuk

Ty ses úplně pomát, té strašně moc!

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá - Leave the oil in the soil and the coal in the hole. - Sekám a vysávám na baterky. // ‪#‎BasuraChallenge‬ ‪#‎trashtag‬

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Tak po pevném bodu ve vesmíru už tady jeden vědátor kdysi toužil, ale ani současní vědátoři s tím ještě nepohli:-)))

Obrázek uživatele Anonym123

o trolejbusoch so zotrvačníkom ako rokmi overenej dopravy vo švajčiarsku som sa učil na strednej (1965). technicky zvládnuté, jediná "premenná" bol dojazd od zástavky po zástavku v konkrétnom mieste. na zástavkách sa pripájali na trolej a "nabíjali".
ps - myslím si, že namiesto slova batéria" by mal byť použitý výraz akumulátor.

Obrázek uživatele Kuk

Setrvačníkový autíčko testovalo Porše už v roce 2010 pro svůj Le Mans speciál. Takže cestička už je prošláplá. :D

http://www.popularmechanics.com/cars/hybrid-electric/a6266/porsche-911-gt3r-hybrid-flywheel/

http://press.porsche.com/media/gallery2/v/photos/models/911/2007-2011/911_GT3_R_Hybrid/911+GT3+R+Hybrid+flywheel.jpg.html#gallery

http://jalopnik.com/5728504/how-the-porsche-918-rsrs-amazing-hybrid-works/

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá - Leave the oil in the soil and the coal in the hole. - Sekám a vysávám na baterky. // ‪#‎BasuraChallenge‬ ‪#‎trashtag‬

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Roztočím v autě káču a jedu...

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Neviem ci je to az taka novinka. Kedysi ma to tiez napadlo, ale po malom patrani-google som zistil ze taketo nieco uz davno funguje... tak patentovat patentovane...

My sme stavali precerpavacie elektrarne na vyrovnanie spiciek(v noci precerpavame cez den vyrabame-ucinnost 75%), amerika skusila Flywheel Energy Storage System
pr.:
beaconpower.com/proven-success/

Takze to co potrebuje pan Plomer vyspickovat je toto:

magneticke loziska
vaakum, vaakum, vaakum!
rotor, software
Tymto sa dostali spickove firmy na straky 1% ZA HODINU

youtube.com/watch?v=ay_NiGu7mis

Ked som ich ziadal o 10kwh jednotku tak mi odpisali ze sa vyrobou tak malych systemov nezaoberaju.

Je to pochopitelne, pretoze TOTO je schopne polozit na lopatky energetiku ako taku. Pri spotrebe (mojej) domacnosti 20kwh za den su straty systemu ako som spominal 24%, co pri dnesnej cene solarnych panelov viem v POHODE dotovat.
Takze ak to pan Plomer dotiahne do konca a bude to mat priatelnu cenu, tak kupujem!
Na zaver(kedze som nad tym kedysi uvazoval) treba nezabudnut dotiahnut do konca obnovu vaakua resp ako by to prebiehalo v uz instalovanom systeme pr. v dome
S pozdravom

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Hornet:
Tohle je spíš studie, nikoliv zařízení pro reálné využití.


veletrh e-SalonAutonabíjení.cz - vše pro Váš elektromobilNabíječky elektromobilů Circontrol
O ČEM SE PRÁVĚ DISKUTUJE?