Skladování energie v setrvačníku
Princip setrvačníku pro skladování energie je znám a využíván již dlouho. Energie je uložena v otáčivém pohybu setrvačníku, který má v našem exponátu podobu pozlacené mince s logem Akademie věd ČR. Aby se otáčení mince nezastavilo mechanickým třením, které vzniká v běžných kluzných nebo kuličkových ložiscích, je setrvačník (mince) uložen na magnetickém závěsu. Magnet je jak uvnitř mince, tak v krytu nad ní. V praxi je navíc prostor okolo setrvačníku zbaven vzduchu, protože i třením o vzduch by se setrvačník zpomaloval.
Jak se elektrická energie přeměňuje na energii otáčení setrvačníku
Elektrickou energii lze pomocí vestavěného elektrického stroje přeměňovat na energii otáčejícího setrvačníku a naopak. Tento princip se využívá k dočasnému uskladnění elektrické energie v době jejího přebytku v elektrické síti a k jejímu vrácení do elektrické sítě v době jejího nedostatku.
Jak se stabilizuje levitace (vznášení)
Magnetické ložisko je však přirozeně nestabilní. Všichni jsme si jako děti hráli se dvěma magnety, které se navzájem odpuzují. Udržet jeden magnet nad druhým je prakticky nemožné. Pokud by tedy ložisko nebylo stabilizováno, setrvačník by měl tendenci ze setrvačníku "vyskočit". Protože v praxi má setrvačník hmotnost i několik tun a otáčí se rychlostí několik tisíc otáček za minutu, mohlo by to skončit tragicky. Proto se musí pohyb setrvačníku neustále stabilizovat. Současné technologie využívají ke stabilizaci supravodivé magnety, které ale vyžadují technicky složité a energeticky náročné chlazení na teploty kolem -200 °C. Tím se ztrácí značná část energie. Technologie vyvinutá v Ústavu termomechaniky AV ČR tento problém odstraňuje. Namísto drahých supravodivých materiálů a složitého chlazení tekutým dusíkem jsou použity obyčejné trvalé magnety, jejichž magnetické pole je snímáno soustavou Hallových snímačů a řízeno elektronikou. Výsledný pohyb je dále stabilizován elektrodynamickým tlumením. Výsledkem je stabilní setrvačník, který se otáčí kolem své osy se zanedbatelnými ztrátami energie.
Jak se vyráběla mince
Uvnitř mince z hliníku je ukrytý neodymový magnet ve tvaru kotouče. Ten je pečlivě vyvážen pomocí stavěcích mechanizmů a malých závaží, aby se mince otáčela stabilně. Hliníková mince byla nejprve opracována na soustruhu, poté na ni bylo počítačově řízenou vysokorychlostní frézou vyfrézováno logo Akademie věd ČR. Výsledný povrch byl třikrát broušen, třikrát leštěn kotoučem a nakonec byly ručně doleštěny všechny kouty a záhyby podél obrysu loga.
To byl však jen začátek dlouhé cesty, na jejímž konci je povrch z ryzího zlata. Zlato totiž nelze nanést přímo na hliník. Nejprve musí být naneseno několik vrstev různých kovů, které musí být pečlivě vyleštěny, než může být vytvořena ta poslední a nejkrásnější – zlatá!
První vrstva je zinková a byla vytvořena chemickým zinkováním. Po jejím vyleštění byla chemickým niklováním vytvořena druhá vrstva. Následovalo leštění a další vrstva niklu, tentokráte vytvořená galvanickým niklováním. Po nezbytném leštění přichází vrstva mědi nanesená galvanicky. Dalším krokem procesu bylo leštění kotoučem a ruční leštění ve všech záhybech. Pátou vrstvu tvoří nikl nanesený galvanicky. Opět následuje leštění kotoučem a ruční leštění.
No a teď to nejlepší. Po pečlivé kontrole povrchu mince byla nanesena poslední, šestá vrstva tvořená ryzím, 24karátovým zlatem. Vrstvička zlata má tloušťku jen 3 tisíciny milimetru a váží 20 gramů! Na trhu lze toto množství zlata koupit asi za 1100 amerických dolarů (4000 dirhamů). Kdybyste ze zlata na minci udělali kuličku, měla by průměr 1,2 cm.
Po přečtení těchto řádků se tedy nebudete divit, že cena zlata tvoří jen zlomek ceny mince.
Na úplný závěr byl na obvod mince vytištěn modrý nápis s anglickým názvem Akademie věd ČR.
