Odpověď na téma: 42 – kraj KHK – obor 10

[Jack Lenihan]

Dobrý den,

1.
K vypočítání příkonu, výkonu a celkové účinnosti jsem pomocí multimetru změřil elektrický proud, napětí a čas zvedání závaží. To samé jsem změřil pro pád závaží.
Výkon jsem vypočítal pomocí vzorce P = I * V; kde I je naměřený elektrický proud a V je naměřené napětí.
Účinnost jsem nepočítal na základě dodané energie, ale pomocí potenciálního výkonu.
Účinnost jsem tedy vypočítal jako η = P / Ppotenciální; kde P je výkon pádu závaží a Ppotenciální je potenciální výkon vypočítaný vzorcem Ppotenciální = Epotenciální / t = m * g * h / t; (m – hmotnost závaží, g – gravitační zrychlení, h – výška závaží, t – čas pádu závaží).
Pokud bychom chtěli k výpočtu účinnosti použít dodanou energii, zjistili bychom dodanou energii potřebnou ke zdvihu závaží (Ezdvih = I * V * t) a energii získanou z pádu závaží (Epád = I * V * t). Účinnost by pak byla η = Epád / Ezdvih.

2.
Vítr by celý systém Energy Vault samozřejmě ovlivnil. Teoreticky by mohlo dojít ke čtyřem případům podle směru větru:
a) Vítr směřující přímo svisle nahoru – úhel 90° s povrchem země (v praxi nemožné) by působil jako hnací motor a usnadňoval zvedání závaží, ale zpomaloval by spouštění závaží dolů.
b) Vítr směřující přímo kolmo dolů – úhel 90° s povrchem země (v praxi také nemožné) by působil jako brzda zvedání závaží, ale urychloval by spouštění závaží dolů.
c) Vítr směřující vodorovně, kolmo k jeřábu – úhel 180° s povrchem země, by pohyb závaží nahoru nebo dolů neovlivnil.
d) Vítr směřující šikmo (jakýkoliv úhel větší než 0°s povrchem země) bychom mohli rozdělit do dvou vektorů, z nichž jeden by směřoval vodorovně a jeden svisle (buď nahoru nebo dolů). Svislá složka by pak usnadnila nebo zpomalila zvedání nebo pád závaží.
Z toho plyne závěr, že jakýkoliv vítr působící na jeřáb pod úhlem větším než 0° a menším než 180°, ovlivní činnost jeřábu. V těchto případech dojde ke zvětšení nebo zmenšení tíhy závaží, a tím ke zpomalení, respektive zrychlení zdvihu závaží.
Podle mého názoru by k úplnému zamezení vlivu větru teoreticky mohlo dojít, kdybychom celý systém uzavřeli do svislého válce, a eliminovali tak veškeré vnější síly. Vítr by pak jeřáb neovlivnil. Jelikož takové opatření by bylo komplikované a nákladné, v praxi to Energy Vault vyřešil tak, že používá závaží o obrovské hmotnosti. Jednotlivé bloky váží 35 tun, proto je jeřáb velice stabilní a vliv větru na celý systém je pouze minimální.

Jack Lenihan