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Rotoren für mobile Schwungradspeicher

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Zusammenfassung

Um die Motivation und Vorgehensweise des Designs jener Rotoren, welche unter Abschn. 7.4 und 7.5 noch genau beschrieben werden besser zu verstehen sind im folgenden Abschnitt die wesentlichen mechanischen Grundlagen zusammengefasst. Unter Abschn. 7.2 wird der Stand der Technik erhoben bzw. analysiert. Es ist anzumerken, dass das Kapitel Rotor an dieser Stelle nur vom Gesichtspunkt der Energiedichte und dem maschinendynamischen Verhalten betrachtet wird. Rotorspezifische Berst- und Versagensszenarien werden im Kapitel Gehäuse (vergleiche Kap.  8) betrachtet.

Literatur

  1. 1.
    J. Feldhusen und K.-H. Grote (2007) Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 22. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg, DeutschlandGoogle Scholar
  2. 2.
    P Selke und B. Assmann (2006) Technische Mechanik – Band 2: Festigkeitslehre, 16. Auflage, 2006. Oldenburg Wissenschaftsverlag GmbH, München, Deutschland.Google Scholar
  3. 3.
    F. Strößenreuther (1996) Machbarkeitsstudie und Konzept einer stationären Schwungradanlage zur dezentralen, verbraucherorientierten Energiespeicherung (Diplomarbeit), Lehrstuhl für Dampf- und Gasturbinen, Aachen, Deutschland.Google Scholar
  4. 4.
    G. Genta (1985) Kinetic Energy Storage: Theory and Practice of Advanced Flywheel Systems. Butterworths, London, UK.Google Scholar
  5. 5.
    P. von Burg (1996) Schnelldrehendes Schwungrad aus Faserkunststoff, ETH Zürich, Schweiz.Google Scholar
  6. 6.
    S. Renner-Smith (1980) Energy Storage: Search for the Perfect Flywheel. Popular Science, Ausgabe Januar 1980.Google Scholar
  7. 7.
    O.J. Fiske und M.R. Ricc (2005) Third Generation Flywheels For High Power Electricity Storage. LaunchPoint Technologies, Goleta, California, USA.Google Scholar
  8. 8.
    A. Kubo, H. Kameno und R. Takahata (2003) Development of a Compact Flywheel Energy Storage System. Koyo Engineering Journal, Nr. English Edition No. 163E.Google Scholar
  9. 9.
    J. Carter (2014) The use of the Gyrodrive hybrid system in bus, truck and off highway vehicles. GKN Hybrid Power, Grove UK.Google Scholar
  10. 10.
    J. Arseneaux (2011) 20 MW Flywheel Energy Storage Plant. Beacon Power LLC, Wilmington, Massachusetts, USA.Google Scholar
  11. 11.
    T. Dever (2013) Development of a High Specific Energy Flywheel Module and Studies to Quantify Its Mission Applications and Benefits. NASA, USA.Google Scholar
  12. 12.
    A. J. Deakin (2014) High performance and low CO2 from a Flybrid® mechanical kinetic energy recovery system. Torotrak Group PLC. Preston, Lancashire, UK.Google Scholar
  13. 13.
    R.J. Hayes, J.P. Kajs, R.C. Thompson and J.H. Beno (1999) Design and Testing of a Flywheel Battery for a Transit Bus. SAE International Congress and Exposition, Detroit, Michigan, USA.Google Scholar
  14. 14.
    Robert Hebner, Joseph Beno and Alan Walls (2002) Flywheel Batteries Come Around Again. IEEE Spectrum, pp. 46-51, Ausgabe April 2002. https://spectrum.ieee.org/energy/the-smarter-grid/flywheel-batteries-come-around-again
  15. 15.
    M. A. Pichot, J. M. Kramer, R. C. Thompson, R. J. Hayes und J. H. Beno (1997) The Flywheel Battery Containment Problem. 1997 SAE International Congress and Exposition, Detroit, Michigan, USA.Google Scholar
  16. 16.
    NEXUS Projects SL (2012) Durability of Composites – Fatigue. Martorell, Barcelona, Spanien. http://nexusprojectes.com/durabilidad.aspx?lang=en. [Zugriff am 17. August 2016].
  17. 17.
    Anthony J. Colozza (2000) High Energy Flywheel Containment Evaluation. NASA, Brook Park, Ohio, USA.Google Scholar
  18. 18.
    S.K. Ha, K.K. Jin und Y Huang (2008) Micro Mechanics of Failure (MMF) for Continuous Fiber Reinforced Composites. Journal of Composite Materials, Bd. 42 (18) pp. 1873–1895 Ausgabe Juli 2008.Google Scholar
  19. 19.
    J. Koyanagi (2011) Durability of filament-wound composite flywheel rotors. Mechanics of Time-Dependent Materials, Bd. 16, Nr. 1, pp. 71–83.Google Scholar
  20. 20.
    H. P. Luckett (1979) PS/What’s News. Popular Mechanics, p. 75, Ausgabe Oktober 1979.Google Scholar
  21. 21.
    B. Nearing (2011) Flywheels fail at energy project. TimesUnion, Ausgabe 19. 10. 2011.Google Scholar
  22. 22.
    Universal Science (2012) Thermal Conductivity of Materials. http://www.universal-science.com/wp-content/uploads/2012/08/Thermal-conductivity-table.pdf. [Zugriff am 08. Januar 2016].
  23. 23.
    Böhler (2012) Werkzeugstähle Schnellarbeitsstähle. Lieferprorgamm BÖHLER – Stahl für die Besten der Welt, Nr. Ausgabe Mai 2012 pp. 10–74.Google Scholar
  24. 24.
    T. Tian (2011) Anisotropic Thermal Property Measurement of Carbon-fiber/Epoxy Composite Materials. University of Nebraska, Lincoln, Nebraska, USA.Google Scholar
  25. 25.
    A. Dasgupta und R. K. Agarwal (1992) Orthotropic thermal conductivity of plain-weave fabric composites using a homogenization technique. Journal of Composite Materials, Nr. Edition 26, pp. 2736–2758.Google Scholar
  26. 26.
    R. D. Sweeting (2004) Measurement of thermal conductivity for fibre-reinforced composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, pp. 933–938.Google Scholar
  27. 27.
    R. C. Wetherhold und J. Wang (1994) Difficulties in the theories for predicting transverse thermal conductivity of continuous fiber composites. Journal of Composite Materials, pp. 1491–1498.Google Scholar
  28. 28.
    A. Storer (2015) What is the maximum temperature stability of carbon fiber composite and glass fiber composite? https://www.quora.com/What-is-the-maximum-temperature-stability-of-carbon-fiber-composite-and-glass-fiber-composite. [Zugriff am 08. Januar 2016].
  29. 29.
    P.E. Mason, K. Atallah und D. Howe (1999) Hard and Soft Magnetic Composites in High Speed Flywheels, ICCM-12 Paris, Frankreich.Google Scholar
  30. 30.
    GKN Hybrid Power (2014) Gyrodrive by GKN Hybrid Power – Driving Efficient Transport,“ Unit 1 Pentagon South, Abingdon Science Park, Barton Lane, Abingdon, Oxford OX14 3PZ, UK.Google Scholar
  31. 31.
    L.A. Bisby (2003) Fire behaviour of fibre-reinforced polymer (FRP) reinforced or confined concrete,“ (Dissertation), Queen’s University, Kingston, Ontario, Kanada.Google Scholar
  32. 32.
    Clean Motion Offensive (2011) Projektinhalt. Clusterland Oberösterreich GmbH, Hafenstraße 47-51, 4020 Linz, Österreich. http://www.cleanmotion.at/index.php?id=19. [Zugriff am 20. Februar 2016].
  33. 33.
    Klima- und Energiefonds (2011) CMO – Clean Motion Offensive. Klima- und Energiefonds, Gumpendorferstr. 5/22, 1060 Wien, Österreich. https://www.klimafonds.gv.at/unsere-themen/e-mobilitaet/leuchttuerme/cmo-clean-motion-offensive/. [Zugriff am 20. Februar 2016]
  34. 34.
    VAC – Vacuumschmelze (2013) Weichmagnetische Kobalt-Eisen-Legierungen (Datenblatt VACOFLUX und VACODUR). Vacuumschmelre, Hanau, Deutschland.Google Scholar
  35. 35.
    E. Lindsley (1973) Hybrid Car: Part-Time Engine + Part-Time Flywheel = Full-Time Transportation. Popular Science, Ausgabe. August 1973.Google Scholar
  36. 36.
    A. P. Armagnac (1974) Flywheel Brakes Store New Train’s Energy for Electricity-Saving Starts. Popular Science, pp. 70–72, Ausgabe Februar 1974.Google Scholar
  37. 37.
    D. Scott (1980) Hydrobus, gyrobus use brake-generated energy. Popular Science, pp. 76–77, 1980.Google Scholar
  38. 38.
    D. Scott (1961) Fith Wheel Runs Bus… Stops it Too! Popular Science, pp. 98–102, Ausgabe Mai 1961.Google Scholar
  39. 39.
    R. C. Clerk, J. Adams und J. A. Howell (1970) Flywheel aided power surge. Commercial Motor Archive, 30 Oktober 1970.Google Scholar
  40. 40.
    W. Novy (2008) Start-Stopp – aber mit Schwung! Kietische Energiespeicher als Alternative zu Akkumulatoren und Kondensatoren. AUTOMOTIVE, pp. 64–66, Ausgabe 11 2008.Google Scholar
  41. 41.
    P. Dietrich (1999) Gesamtenergetische Bewertung verschiedener Betriebsarten eines Parallel-Hybridantriebes mit Schwungradkomponente und stufenlosem Weitbereichsgetriebe für einen Personenwagen (Dissertation).p. 86. ETH Zürich, Schweiz.Google Scholar
  42. 42.
    Parry People Movers Ltd. (2009) PPM Technology. Parry People Movers Ltd, Overend Road, Cradley Heath, West Midlands, B64 7DD, UK. http://www.parrypeoplemovers.com/technology.htm. [Zugriff am 20. August 2016].
  43. 43.
    H. Schreck (1977) Konzeptuntersuchung Realisierung und Vergleich eines Hybrid-Antriebes mit Schwungrad mit einem konventionellen Antrieb. Fakultät für Maschinenwesen der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule, Aachen, Deutschland.Google Scholar
  44. 44.
    N. N. Gulia, (1986) Der Energiekonserve auf der Spur. Verlag Harri Deutsch, Thun, Deutschland.Google Scholar
  45. 45.
    Compact Dynamics (2008) KERS – Energy Recovery System (Version 08). Compact Dynamics, Moosstrasse 9, D-82319 Starnberg, Deutschland.Google Scholar
  46. 46.
    B. Schweighofer, M. Recheis, P. Fulmek und H. Wegleiter (2013) Rotor Losses in a Switched Reluctance Motor – Analysis and Reduction Methods. EPJ Web of Conferences, Volume 40, 2013. JEMS 2012 – Joint European Magnetic Symposia. https://doi.org/10.1051/epjconf/20134017008
  47. 47.
    E. Chiao (2012) Amber Kinetics DOE Peer Review. U.S. Department of Energy, Washington D.C., USA.Google Scholar
  48. 48.
    Grosschädl Stahl (2016) Lager-Preisliste, Stabstahl 42CrMo4 + QT. Graz, Österreich.Google Scholar
  49. 49.
    Edelstahl Service Schulz (2016) Übersicht über die verarbeiteten Werkstoffe – Nichtrostende Stähle (austenitisch) – Sonderstähle. Edelstahl Service Schulz, Augustenstr. 10 a, 70178 Stuttgart, Deutschland.Google Scholar
  50. 50.
    D. Breslavsky (2011) European steel and alloy grades and numbers. National Technical University, KhPI, 21 Frunze Str., Kharkov 61002,Ukraine. http://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu.php?name_id=335. [Zugriff am 22. Juli 2016].
  51. 51.
    BI-WAT GmbH. – Bad Ischler Wassertechnik und Edelstahldesign (2013) Edelstahl-Information | Chemische Beständigkeit. Marie-Luisenstraße 1A, 4820 Bad Ischl, Österreich.Google Scholar
  52. 52.
    Thyssen Krupp Materials International (2008) Werkstoffblatt TK 34CrMo(S)4 bis 42CrMo(S)4, p.3. Thyssenkrupp AG, Essen, Deutschland.Google Scholar
  53. 53.
    A. Buchroithner, I. Andrasec und M. Bader (2012) Optimal system design and ideal application of flywheel energy storage systems for vehicles. 2012 IEEE International Energy Conference and Exhibition (ENERGYCON). Florenz, Italien. DOI: 10.1109/EnergyCon.2012.6348295Google Scholar
  54. 54.
    P. M. Rudeloff (1909) Der Einfluß erhöhter Temperaturen auf die mechanischen Eigenschaften der Metalle. Polytechnisches Journal, Berlin, Deutschland. http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj324/ar324182
  55. 55.
    C. Brummer (2013) Licht hilft beim Formen anspruchsvoller Materialien – Laserunterstütztes Metalldrücken verbessert Formänderungsverhalten hochfester Werkstoffe. Industrieanzeiger Future Trends, Ausgabe 22. April 2013. Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH, Leinfelden-Echterdingen, Deutschland.Google Scholar
  56. 56.
    Grosschädl Stahl (2016) Lager-Preisliste, Stabstahl 42CrMo4 + QT. Grosschädl Stahl Graz, Südbahnstraße 10, A-8020 Graz, Österreich.Google Scholar

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© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Graz University of TechnologyGrazÖsterreich

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