पुनर्जनक आरोधन

रीजेनरेटिव ब्रेकिंग एक एनर्जी रिकवरी मैकेनिज्म है जो किसी गतिमान वाहन या वस्तु को उसकी गतिज ऊर्जा को एक ऐसे रूप में परिवर्तित करके धीमा कर देता है जिसे या तो तुरंत इस्तेमाल किया जा सकता है या जरूरत पड़ने तक संग्रहीत किया जा सकता है। इस तंत्र में, इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन मोटर ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करने के लिए वाहन की गति का उपयोग करती है जो अन्यथा ब्रेक डिस्क में गर्मी के रूप में खो जाएगी। यह विधि पारंपरिक ब्रेकिंग सिस्टम के विपरीत है। उन प्रणालियों में, अतिरिक्त गतिज ऊर्जा को ब्रेक में घर्षण के कारण अवांछित और व्यर्थ गर्मी में परिवर्तित किया जाता है, या रियोस्टैटिक ब्रेक के साथ, जहां जनरेटर के रूप में बिजली की मोटरों का उपयोग करके ऊर्जा को पुनर्प्राप्त किया जाता है, लेकिन प्रतिरोधों में गर्मी के रूप में तुरंत नष्ट हो जाता है। वाहन की समग्र दक्षता में सुधार के अलावा, पुनर्जनन ब्रेकिंग सिस्टम के जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकता है क्योंकि यांत्रिक भाग जल्दी से खराब नहीं होंगे।

सामान्य सिद्धांत
पुनर्योजी ब्रेक के सबसे सामान्य रूप में विद्युत जनरेटर के रूप में एक विद्युत मोटर कार्य करना शामिल है। विद्युत रेल परिवहन में, उत्पन्न बिजली को रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली में वापस फीड किया जाता है। बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन और हाइब्रिड वाहन वाहनों में, ऊर्जा रासायनिक रूप से एक इलेक्ट्रिक बैटरी में, विद्युत रूप से कैपेसिटर के एक बैंक में, या यांत्रिक रूप से घूर्णन फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण में संग्रहीत होती है। हाइड्रोलिक हाइब्रिड वाहन संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण के रूप में ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए हाइड्रोलिक मोटर्स का उपयोग करते हैं। हाइड्रोजन ईंधन सेल संचालित वाहन में, मोटर द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा को बैटरी और हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों के समान बैटरी में रासायनिक रूप से संग्रहीत किया जाता है।

व्यावहारिक पुनर्योजी ब्रेकिंग
पुनर्योजी ब्रेकिंग अपने आप में पर्याप्त नहीं है, क्योंकि यह किसी वाहन को सुरक्षित रूप से स्थिर करने या इसे आवश्यकतानुसार धीमा करने का एकमात्र साधन है, इसलिए इसे अन्य ब्रेकिंग सिस्टम जैसे कि घर्षण-आधारित ब्रेकिंग के साथ संयोजन में उपयोग किया जाना चाहिए।
 * पुनर्योजी ब्रेकिंग प्रभाव कम गति पर गिर जाता है और वर्तमान तकनीक के साथ एक वाहन को यथोचित रूप से पूरी तरह से रोक नहीं सकता है। हालांकि, शेवरले बोल्ट जैसी कुछ कारें वाहन को सम सतहों पर पूरी तरह से रोक सकती हैं, जब चालक वाहन की पुनर्योजी ब्रेकिंग दूरी को जानता है। इसे वन पेडल ड्राइविंग कहा जाता है।
 * वर्तमान पुनर्योजी ब्रेक एक स्थिर वाहन को स्थिर नहीं करते हैं; पार्किंग ब्रेक की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए वाहनों को पहाड़ियों से लुढ़कने से रोकने के लिए।
 * रीजेनरेटिव ब्रेकिंग वाले कई सड़क वाहनों में सभी पहियों पर ड्राइव मोटर नहीं होते हैं (जैसा कि दो-पहिया ड्राइव कार में होता है); पुनर्योजी ब्रेकिंग आमतौर पर केवल मोटर वाले पहियों पर लागू होती है। सुरक्षा के लिए, सभी पहियों को ब्रेक लगाने की क्षमता की आवश्यकता होती है।
 * उपलब्ध पुनर्योजी ब्रेकिंग प्रभाव सीमित है, और पर्याप्त गति में कमी के लिए, वाहन को रोकने के लिए, या वाहन को स्थिर रखने के लिए यांत्रिक ब्रेकिंग अभी भी आवश्यक है।

पुनर्योजी और घर्षण ब्रेकिंग दोनों का उपयोग किया जाना चाहिए, आवश्यक कुल ब्रेकिंग का उत्पादन करने के लिए उन्हें नियंत्रित करने की आवश्यकता पैदा करना। जीएम जनरल मोटर्स EV1|EV-1 ऐसा करने वाली पहली व्यावसायिक कार थी। 1997 और 1998 में इंजीनियरों अब्राहम फराग और लोरेन माजर्सिक को इस ब्रेक-बाय-वायर तकनीक के लिए दो पेटेंट जारी किए गए थे। प्रारंभिक अनुप्रयोग आमतौर पर एक गंभीर सुरक्षा खतरे से ग्रस्त थे: पुनर्योजी ब्रेकिंग वाले कई शुरुआती इलेक्ट्रिक वाहनों में, एक ही नियंत्रक स्थिति का उपयोग शक्ति को लागू करने और पुनर्योजी ब्रेक को लागू करने के लिए किया जाता था, जिसमें एक अलग मैनुअल स्विच द्वारा कार्यों की अदला-बदली की जाती थी। इसके कारण कई गंभीर दुर्घटनाएँ हुईं, जब ड्राइवरों ने ब्रेक लगाने के इरादे से गलती से गति बढ़ा दी, जैसे कि 1948 में वेडेंसविल, स्विट्जरलैंड में रेल दुर्घटनाओं की सूची (1930-49) # 1948, जिसमें इक्कीस लोग मारे गए।

विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण: जनरेटर के रूप में मोटर
इलेक्ट्रिक मोटर्स, जब रिवर्स में उपयोग किया जाता है, विद्युत जनरेटर के रूप में कार्य करता है और फिर यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करेगा। विद्युत मोटरों द्वारा संचालित वाहन पुनर्योजी ब्रेकिंग का उपयोग करते समय उन्हें जनरेटर के रूप में उपयोग करते हैं, पहियों से यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत भार में स्थानांतरित करके ब्रेक लगाते हैं।

इस प्रणाली के शुरुआती उदाहरण 1890 के दशक में पेरिस में लुइस एंटोनी क्राइगर द्वारा घोड़े से खींचे जाने वाले कैब्रियोलेट (गाड़ी) का फ्रंट-व्हील ड्राइव रूपांतरण थे। क्राइगर इलेक्ट्रिक लैंडौलेट (कार) में पुनर्योजी ब्रेकिंग के लिए समानांतर वाइंडिंग्स (बिफिलर कॉइल) के दूसरे सेट के साथ प्रत्येक फ्रंट व्हील में एक ड्राइव मोटर थी। WW1 के दौरान रैनसम, सिम्स और जेफ़रीज़ द्वारा इंग्लैंड में पेश किए गए ऑरवेल इलेक्ट्रिक ट्रक में पुनर्योजी ब्रेकिंग का इस्तेमाल किया गया था जो ड्राइवर द्वारा स्विच किया गया था।

इंग्लैंड में, जॉन एस. रावोर्थ के ट्रैक्शन पेटेंट्स 1903-1908 द्वारा ट्रामवे ऑपरेटरों के लिए स्वत: पुनर्योजी नियंत्रण की शुरुआत की गई थी, जो उन्हें आर्थिक और परिचालन लाभ प्रदान करता है। जैसा कि उनके बेटे साउथर्न रेलवे (यूके) #अन्य इंजीनियरों द्वारा कुछ विस्तार से बताया गया है। इनमें डेवोनपोर्ट (1903), रॉटेनस्टॉल कॉर्पोरेशन ट्रामवेज़, बर्मिंघम कॉर्पोरेशन ट्रामवेज़, क्रिस्टल पैलेस-क्रॉयडन (1906) और कई अन्य ट्रामवे सिस्टम शामिल थे। कारों की गति को धीमा करना या उतरते ढाल पर नियंत्रण में रखना, मोटरों ने जनरेटर के रूप में काम किया और वाहनों को ब्रेक लगा दिया। ट्राम कारों में व्हील ब्रेक और ट्रैक स्लिपर ब्रेक भी होते थे जो इलेक्ट्रिक ब्रेकिंग सिस्टम के विफल होने पर ट्राम को रोक सकते थे। कई मामलों में ट्राम कार मोटर्स श्रृंखला घाव के बजाय शंट घाव थे, और क्रिस्टल पैलेस लाइन पर सिस्टम श्रृंखला-समानांतर नियंत्रकों का उपयोग करते थे। रॉटेनस्टॉल में एक गंभीर दुर्घटना के बाद, 1911 में इस प्रकार के कर्षण पर एक प्रतिबंध लगाया गया था; पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम को बीस साल बाद फिर से शुरू किया गया था।

पुनर्योजी ब्रेकिंग कई दशकों से रेलवे पर व्यापक उपयोग में है। बाकू-त्बिलिसी-बटुमी रेलवे (ट्रांसकाकेशस रेलवे या जॉर्जियाई रेलवे) ने 1930 के दशक की शुरुआत में पुनर्योजी ब्रेकिंग का उपयोग करना शुरू कर दिया था। यह विशेष रूप से खड़ी और खतरनाक सुरमी पास पर प्रभावी था। स्कैंडिनेविया में किरुना से नारविक विद्युतीकृत रेलवे, जिसे स्वीडिश पक्ष में मलमबानन और नॉर्वेजियन पर ओफ़ोटेन लाइन के रूप में जाना जाता है, स्वीडन के उत्तर में, किरुना में खानों से नारविक के बंदरगाह तक नीचे की ओर जाने वाले मार्ग पर लौह अयस्क की ढुलाई करता है। नॉर्वे में आज तक। नारविक के रास्ते में रेल कारें हजारों टन लौह अयस्क से भरी हुई हैं, और ये ट्रेनें 750 न्यूटन (बल) की अधिकतम पुनरावर्ती ब्रेकिंग बल के साथ पुनर्योजी ब्रेकिंग द्वारा बड़ी मात्रा में बिजली उत्पन्न करती हैं। राष्ट्रीय सीमा पर रिक्सग्रैनसेन से नारविक बंदरगाह तक, ट्रेनें वे पुन: उत्पन्न होने वाली शक्ति का केवल पांचवां हिस्सा उपयोग करते हैं। पुनर्जीवित ऊर्जा खाली ट्रेनों को राष्ट्रीय सीमा तक वापस लाने के लिए पर्याप्त है। रेलवे से कोई भी अतिरिक्त ऊर्जा क्षेत्र में घरों और व्यवसायों की आपूर्ति के लिए पावर ग्रिड में पंप की जाती है, और रेलवे बिजली का शुद्ध जनरेटर है। शुरुआती प्रयोगों के बाद से इलेक्ट्रिक कारों ने पुनर्योजी ब्रेकिंग का इस्तेमाल किया, लेकिन यह अक्सर एक जटिल मामला था जहां चालक को इसका इस्तेमाल करने के लिए विभिन्न परिचालन मोड के बीच स्विच फ्लिप करना पड़ता था। बेकर मोटर वाहन और ओवेन मैग्नेटिक शुरुआती उदाहरण थे, जो अपने विद्युत प्रणाली के हिस्से के रूप में महंगे ब्लैक बॉक्स या ड्रम स्विच द्वारा नियंत्रित कई स्विच और मोड का इस्तेमाल करते थे। ये, क्राइगर डिज़ाइन की तरह, व्यावहारिक रूप से केवल एक यात्रा के डाउनहिल भागों पर उपयोग किए जा सकते थे, और उन्हें मैन्युअल रूप से लगे रहना पड़ता था।

इलेक्ट्रॉनिक्स में सुधार ने इस प्रक्रिया को पूरी तरह से स्वचालित होने की अनुमति दी, जिसकी शुरुआत 1967 की एएमसी एमिट्रॉन प्रायोगिक इलेक्ट्रिक कार से हुई। गुल्टन इंडस्ट्रीज द्वारा डिज़ाइन किया गया जब ब्रेक पैडल लगाया गया तो मोटर कंट्रोलर ने स्वचालित रूप से बैटरी चार्ज करना शुरू कर दिया। कई आधुनिक हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी पैक की सीमा का विस्तार करने के लिए इस तकनीक का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से एसी ड्राइव ट्रेन का उपयोग करने वाले (ज्यादातर पुराने डिजाइन डीसी पावर का इस्तेमाल करते हैं)।

पुनर्जीवित ऊर्जा को स्टोर करने के लिए एक एसी/डीसी रेक्टीफायर और एक बहुत बड़े कैपेसिटर का उपयोग किया जा सकता है, बैटरी के बजाय। एक संधारित्र का उपयोग ऊर्जा के अधिक तीव्र चरम भंडारण और उच्च वोल्टेज पर अनुमति देता है। मज़्दा इस प्रणाली का उपयोग कुछ मौजूदा (2018) सड़क कारों में करती है, जहाँ इसे i-ELOOP ब्रांड किया गया है।

इलेक्ट्रिक रेलवे वाहन संचालन
1886 में फ्रैंक जे. स्प्रेग द्वारा स्थापित स्प्राग इलेक्ट्रिक रेलवे एंड मोटर कंपनी ने दो महत्वपूर्ण आविष्कार किए: स्थिर ब्रश के साथ एक स्थिर-गति, गैर-स्पार्किंग मोटर, और पुनर्योजी ब्रेकिंग।

ब्रेक लगाने के दौरान, कर्षण मोटर कनेक्शन को विद्युत जनरेटर में बदलने के लिए बदल दिया जाता है। मोटर क्षेत्र मुख्य कर्षण जनरेटर (एमजी) से जुड़े होते हैं और मोटर आर्मेचर लोड से जुड़े होते हैं। एमजी अब मोटर क्षेत्रों को उत्तेजित करता है। रोलिंग लोकोमोटिव या मल्टीपल यूनिट व्हील्स मोटर आर्मेचर को चालू करते हैं, और मोटर्स जनरेटर के रूप में कार्य करते हैं, या तो ऑनबोर्ड रेसिस्टर्स (डायनेमिक ब्रेकिंग) के माध्यम से उत्पन्न करंट भेजते हैं या आपूर्ति (रीजेनेरेटिव ब्रेकिंग) में वापस भेजते हैं। विद्युत-वायवीय घर्षण ब्रेक की तुलना में, ट्रैक्शन मोटर्स के साथ ब्रेकिंग को तेजी से विनियमित किया जा सकता है, जिससे व्हील स्लाइड सुरक्षा के प्रदर्शन में सुधार होता है।

यात्रा की दी गई दिशा के लिए, ब्रेकिंग के दौरान मोटर आर्मेचर के माध्यम से धारा प्रवाह मोटरिंग के दौरान विपरीत होगी। इसलिए, मोटर रोलिंग दिशा से विपरीत दिशा में टोक़ लगाती है।

ब्रेकिंग का प्रयास फील्ड वाइंडिंग की चुंबकीय शक्ति के उत्पाद के समानुपाती होता है, जो आर्मेचर वाइंडिंग से गुणा होता है।

17% की बचत, और घर्षण ब्रेकिंग घटकों पर कम घिसाव, ब्रिटिश रेल क्लास 390s के लिए दावा किया जाता है। दिल्ली मेट्रो ने कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम की 2004 और 2007 के बीच पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम के उपयोग के माध्यम से 112,500 मेगावाट घंटे बिजली का पुन: उत्पादन करके लगभग 90,000 टन वातावरण में छोड़ा गया। यह उम्मीद की गई थी कि दिल्ली मेट्रो अपने उत्सर्जन को 100,000 टन से अधिक कम कर देगी।  पुनर्योजी ब्रेकिंग के उपयोग के माध्यम से प्रति वर्ष एक बार इसका चरण II पूरा हो गया था। पुनर्योजी ब्रेकिंग द्वारा उत्पन्न बिजली को ट्रैक्शन बिजली आपूर्ति में वापस फीड किया जा सकता है; या तो उस समय नेटवर्क पर अन्य विद्युत मांग के खिलाफ ऑफसेट, हेड एंड पावर लोड के लिए उपयोग किया जाता है, या बाद में उपयोग के लिए काइनेटिक ट्रैक्शन सिस्टम में संग्रहीत किया जाता है। पुनर्योजी ब्रेकिंग के रूप में वर्णित एक रूप का उपयोग लंदन अंडरग्राउंड के कुछ हिस्सों में किया जाता है, जो स्टेशनों से ऊपर और नीचे जाने वाली छोटी ढलानों के द्वारा प्राप्त किया जाता है। ट्रेन चढ़ाई से धीमी हो जाती है, और फिर एक ढलान छोड़ देती है, इसलिए गतिज ऊर्जा स्टेशन में गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यह आम तौर पर नेटवर्क के गहरे सुरंग खंडों पर पाया जाता है और आम तौर पर मेट्रोपॉलिटन और जिला लाइनों के सुरंग # कट-एंड-कवर अनुभागों पर जमीन से ऊपर नहीं होता है।

गतिशील और पुनर्योजी ब्रेक की तुलना
विद्युत कर्षण प्रणालियों पर गतिशील ब्रेक (ब्रिटिश अंग्रेजी में रियोस्टैटिक ब्रेक) के रूप में वर्णित किया गया है, पुनर्योजी ब्रेक के विपरीत, प्रतिरोधों के बड़े बैंकों के माध्यम से वर्तमान को पारित करके, इसका उपयोग करने के बजाय गर्मी के रूप में विद्युत ऊर्जा को नष्ट कर देता है। डायनेमिक ब्रेक का उपयोग करने वाले वाहनों में फोर्कलिफ्ट ट्रक, डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन|डीजल-इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव और ट्राम शामिल हैं। इस गर्मी का उपयोग वाहन के इंटीरियर को गर्म करने के लिए किया जा सकता है, या बाहरी रूप से बड़े रेडिएटर जैसे काउल्स द्वारा प्रतिरोधी बैंकों को रखने के लिए किया जा सकता है।

जनरल इलेक्ट्रिक के प्रायोगिक 1936 जीई स्टीम टर्बाइन लोकोमोटिव में सही पुनर्जनन था। अधिकांश गतिशील ब्रेक में एयर कूलिंग का उपयोग करने के विपरीत, इन दो लोकोमोटिव ने प्रतिरोधक पैक्स पर भाप के पानी को चलाया। इस ऊर्जा ने पानी को गर्म रखने के लिए सामान्य रूप से जलाए जाने वाले तेल को विस्थापित कर दिया, और इस प्रकार ऊर्जा को पुनः प्राप्त किया जिसका उपयोग फिर से तेज करने के लिए किया जा सकता था। गतिशील ब्रेक की तुलना में पुनर्योजी ब्रेक का मुख्य नुकसान आपूर्ति विशेषताओं और लाइनों की बढ़ी हुई रखरखाव लागत के साथ उत्पन्न वर्तमान से निकटता से मेल खाने की आवश्यकता है। डीसी आपूर्ति के साथ, यह आवश्यक है कि वोल्टेज को बारीकी से नियंत्रित किया जाए। एसी बिजली की आपूर्ति और फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर अग्रणी मिरो ज़ोरिक और उनके पहले एसी पावर इलेक्ट्रॉनिक्स ने भी एसी आपूर्ति के साथ इसे संभव बनाया है। आपूर्ति आवृत्ति का भी मिलान किया जाना चाहिए (यह मुख्य रूप से लोकोमोटिव पर लागू होता है जहां एसी आपूर्ति डीसी मोटर्स के लिए सुधारक है)।

ऐसे क्षेत्रों में जहां वाहन चलाने के लिए असंबंधित शक्ति की निरंतर आवश्यकता होती है, जैसे कि इलेक्ट्रिक ट्रेन गर्मी या एयर कंडीशनिंग, इस लोड आवश्यकता को आधुनिक चर-आवृत्ति ड्राइव के माध्यम से पुनर्प्राप्त ऊर्जा के लिए सिंक के रूप में उपयोग किया जा सकता है। यह विधि उत्तर अमेरिकी यात्री रेलमार्गों के साथ लोकप्रिय हो गई है, जहां हेड एंड पावर लोड आमतौर पर 500 kW वर्ष दौर के क्षेत्र में होता है। इस तरह से एचईपी लोड का उपयोग करने से एएलपी-46 और एसीएस-64 जैसे हाल के इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव डिजाइनों को डायनेमिक ब्रेक रेसिस्टर ग्रिड के उपयोग को खत्म करने के लिए प्रेरित किया गया है और स्व-संचालित वाहनों को अनुमति देने वाली बिजली वसूली को समायोजित करने के लिए किसी भी बाहरी बिजली के बुनियादी ढांचे की आवश्यकता को भी समाप्त कर दिया गया है। पुनर्योजी ब्रेकिंग को भी नियोजित करने के लिए।

बहुत कम संख्या में स्टीप ग्रेड रेलवे ने थ्री-फेज|3-फेज पावर सप्लाई और इंडक्शन मोटर्स का इस्तेमाल किया है। इसका परिणाम सभी ट्रेनों के लिए लगभग स्थिर गति के रूप में होता है, क्योंकि ड्राइविंग और ब्रेकिंग दोनों समय मोटर आपूर्ति आवृत्ति के साथ घूमते हैं।

काइनेटिक एनर्जी रिकवरी सिस्टम
काइनेटिक एनर्जी रिकवरी सिस्टम (KERS) का उपयोग मोटर स्पोर्ट फ़ॉर्मूला वन के 2009 फ़ॉर्मूला वन वर्ल्ड चैंपियनशिप के लिए किया गया था, और सड़क वाहनों के लिए विकास के अधीन हैं। KERS को 2010 फॉर्मूला वन वर्ल्ड चैंपियनशिप के लिए छोड़ दिया गया था, लेकिन 2011 फॉर्मूला वन वर्ल्ड चैंपियनशिप के लिए फिर से पेश किया गया। 2013 फ़ॉर्मूला वन वर्ल्ड चैम्पियनशिप तक, सभी टीमें KERS का उपयोग कर रही थीं और 2013 सीज़न के लिए मारुसिया F1 का उपयोग शुरू हो गया था। मुख्य कारणों में से एक है कि सभी कारें तुरंत KERS का उपयोग नहीं करती हैं क्योंकि यह कार के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को उठाती है, और कार को संतुलित करने के लिए उपलब्ध गिट्टी के वजन को कम करती है ताकि मुड़ते समय यह अधिक अनुमानित हो। FIA नियम सिस्टम के शोषण को भी सीमित करते हैं। चक्का ऊर्जा भंडारण का उपयोग करके वाहन की गतिज ऊर्जा को स्थानांतरित करने की अवधारणा को 1950 के दशक में भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन द्वारा पोस्ट किया गया था। और Zytek, Flybrid, जैसी प्रणालियों में इसका उदाहरण है। टोर्ट्रैक और Xtrac F1 में प्रयोग किया जाता है। डिफरेंशियल (मैकेनिकल डिवाइस) आधारित सिस्टम भी मौजूद हैं जैसे कैम्ब्रिज पैसेंजर / कमर्शियल व्हीकल काइनेटिक एनर्जी रिकवरी सिस्टम (CPC-KERS)। एक्स्ट्राक और फ्लाईब्रिड दोनों ही टोरोट्रैक की प्रौद्योगिकियों के लाइसेंसधारी हैं, जो एक सतत चर संचरण (सीवीटी) को शामिल करते हुए एक छोटे और परिष्कृत सहायक गियरबॉक्स का उपयोग करते हैं। CPC-KERS समान है क्योंकि यह ड्राइवलाइन असेंबली का भी हिस्सा है। हालाँकि, चक्का सहित पूरा तंत्र पूरी तरह से वाहन के हब (ड्रम ब्रेक की तरह दिखने वाला) में बैठता है। CPC-KERS में, एक डिफरेंशियल CVT की जगह लेता है और फ्लाईव्हील, ड्राइव व्हील और रोड व्हील के बीच टॉर्क ट्रांसफर करता है।

इतिहास
प्रकट होने वाली इन प्रणालियों में से पहली फ्लाईब्रिड थी। इस प्रणाली का वजन 24 किलोग्राम है और आंतरिक नुकसान की अनुमति देने के बाद इसकी ऊर्जा क्षमता 400 kJ है। की अधिकतम शक्ति वृद्धि 60 kW 6.67 सेकंड के लिए उपलब्ध है। 240 मिमी व्यास वाले चक्का का वजन 5.0 किलोग्राम है और यह 64,500 आरपीएम तक घूमता है। अधिकतम टॉर्क 18 Nm (13.3 ftlbs) है। प्रणाली में 13 लीटर की मात्रा होती है।

फॉर्मूला वन
फ़ॉर्मूला वन ने कहा है कि वे विश्व की पर्यावरणीय चुनौतियों के उत्तरदायित्वपूर्ण समाधानों का समर्थन करते हैं, और Fédération Internationale de l'Automobile ने इसके उपयोग की अनुमति दी 60 kW 2009 फॉर्मूला वन सीज़न के नियमों में KERS। टीमों ने 2008 में प्रणालियों का परीक्षण शुरू किया: ऊर्जा या तो यांत्रिक ऊर्जा (फ्लाईव्हील में) या विद्युत ऊर्जा (बैटरी या सुपरकैपेसिटर के रूप में) के रूप में संग्रहीत की जा सकती है। में केईआरएस सिस्टम के परीक्षण के दौरान दो मामूली घटनाओं की सूचना मिली थी. पहली घटना तब हुई जब रेड बुल रेसिंग टीम ने जुलाई में पहली बार अपनी KERS बैटरी का परीक्षण किया: यह खराब हो गई और आग लगने का डर पैदा हो गया जिसके कारण टीम के कारखाने को खाली कर दिया गया। दूसरा एक हफ्ते से भी कम समय के बाद था जब एक Sauber Motorsport मैकेनिक को सर्किटो डी जेरेज़ में एक परीक्षण के दौरान क्रिश्चियन क्लेन की KERS-सुसज्जित कार को छूने पर बिजली का झटका लगा। 2009 सीज़न में KERS की शुरुआत के साथ, चार टीमों ने सीज़न में किसी बिंदु पर इसका इस्तेमाल किया: Scuderia Ferrari, Renault F1, Sauber Motorsport, और McLaren। सीज़न के दौरान, रेनॉल्ट और बीएमडब्ल्यू ने सिस्टम का उपयोग करना बंद कर दिया। जब लुईस हैमिल्टन ने 26 जुलाई 2009 को 2009 हंगेरियन ग्रांड प्रिक्स जीता तब मैकलारेन KERS सुसज्जित कार का उपयोग करके F1 GP जीतने वाली पहली टीम बन गई। उनकी दूसरी KERS सुसज्जित कार पांचवें स्थान पर रही। निम्नलिखित दौड़ में, लुईस हैमिल्टन KERS कार के साथ पोल पोजीशन लेने वाले पहले ड्राइवर बने, उनकी टीम के साथी हिक्की कोवलैनेन दूसरे स्थान पर रहे। यह सभी KERS फ्रंट रो का पहला उदाहरण भी था। 30 अगस्त 2009 को Kimi Räikkönen ने अपनी KERS सुसज्जित फेरारी के साथ बेल्जियम ग्रांड प्रिक्स जीता। यह पहली बार था जब KERS ने रेस की जीत में सीधे योगदान दिया, दूसरे स्थान पर रहे जियानकार्लो फिस्चिल्ला ने वास्तव में दावा किया कि मैं किमी से तेज था। वह मुझे केवल शुरुआत में KERS के कारण ले गया। हालांकि KERS अभी भी 2010 सीज़न में फ़ॉर्मूला 1 में वैध था, लेकिन सभी टीमें इसका उपयोग नहीं करने पर सहमत हुई थीं। 2011 F1 सीज़न के लिए नए नियम, जिसने कार और ड्राइवर की न्यूनतम वजन सीमा को 20 किग्रा से बढ़ाकर 640 किग्रा कर दिया, FOTA टीमों के साथ KERS उपकरणों के एक बार फिर उपयोग के लिए सहमत होने का मतलब था कि KERS 2011 सीज़न के लिए वापस आ गया। यह अभी भी वैकल्पिक है जैसा कि 2009 सीज़न में था; 2011 सीज़न में 3 टीमें इसका इस्तेमाल नहीं करने के लिए चुनी गईं। 2012 फॉर्मूला वन वर्ल्ड चैम्पियनशिप के लिए, केवल मारुसिया और एचआरटी फॉर्मूला 1 टीम ने केईआरएस के बिना दौड़ लगाई, और 2013 तक, एचआरटी की वापसी के साथ, ग्रिड पर सभी 11 टीमें केईआरएस चला रही थीं।

2014 फ़ॉर्मूला वन वर्ल्ड चैंपियनशिप में, MGU-K (KERS और ERS सिस्टम का हिस्सा जिसमें टर्बोचार्जर वेस्ट हीट रिकवरी यूनिट सिस्टम भी शामिल है) का पावर आउटपुट 60 kW से बढ़ाकर 120 kW कर दिया गया था और यह था प्रति लैप 2 मेगा-जूल पुनर्प्राप्त करने की अनुमति दी गई। यह 2.4-लीटर V8 इंजन से 1.6-लीटर V6 इंजन में खेल की चाल को संतुलित करने के लिए था। ब्रेक-बाय-वायर सिस्टम की विफल-सुरक्षित सेटिंग्स जो अब केईआरएस को पूरक करती हैं, 2014 जापानी ग्रैंड प्रिक्स में जूल्स बियांची # एफआईए प्रतिक्रिया और जांच की घातक दुर्घटना में योगदान कारक के रूप में जांच के तहत आई थीं।

ऑटोपार्ट निर्माता
रॉबर्ट बॉश GmbH मोटरस्पोर्ट सर्विस मोटर रेसिंग में उपयोग के लिए एक KERS विकसित कर रही है। हाइब्रिड और इंजन कार्यों के लिए इन बिजली भंडारण प्रणालियों में स्केलेबल क्षमता वाली लिथियम-आयन बैटरी या एक चक्का, चार से आठ किलोग्राम इलेक्ट्रिक मोटर (अधिकतम बिजली स्तर के साथ) शामिल हैं। 60 kW), साथ ही बिजली और बैटरी प्रबंधन के लिए KERS नियंत्रक। बॉश वाणिज्यिक और लाइट-ड्यूटी अनुप्रयोगों के लिए इलेक्ट्रिक हाइब्रिड सिस्टम की एक श्रृंखला भी प्रदान करता है।

कार निर्माता
होंडा सहित वाहन निर्माता KERS सिस्टम का परीक्षण कर रहे हैं। 2008 1000 किमी सिल्वरस्टोन|2008 1,000 किमी सिल्वरस्टोन पर, प्यूज़ो स्पोर्ट ने प्यूज़ो 908 एचडीआई एफएपी का अनावरण किया, जो केईआरएस के साथ डीजल 908 का एक हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन संस्करण है। प्यूज़ो ने 2009 ले मैंस सीरीज़ सीज़न में कार का प्रचार करने की योजना बनाई, हालांकि यह चैंपियनशिप अंक हासिल करने में सक्षम नहीं थी। Peugeot हाइब्रिड एयर नामक एक कंप्रेस्ड एयर रीजनरेटिव ब्रेकिंग पावरट्रेन की भी योजना बना रहा है। मैकलेरन ने सितंबर 2008 में 2009 एफ1 सीज़न की तैयारी के लिए जेरेज़ टेस्ट ट्रैक पर अपने केईआरएस का परीक्षण शुरू किया, हालांकि उस समय यह अभी तक ज्ञात नहीं था कि वे एक विद्युत या यांत्रिक प्रणाली का संचालन करेंगे या नहीं। नवंबर 2008 में यह घोषणा की गई थी कि फ्रीस्केल सेमीकंडक्टर 2010 के बाद से मैकलेरन की फॉर्मूला वन कार के लिए अपने KERS को और विकसित करने के लिए मैकलेरन इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम्स के साथ सहयोग करेगा। दोनों पक्षों का मानना ​​था कि यह सहयोग मैकलेरन के केईआरएस सिस्टम में सुधार करेगा और सिस्टम को सड़क कार प्रौद्योगिकी में फ़िल्टर करने में मदद करेगा। टोयोटा ने टोयोटा सुप्रा एचवी-आर हाइब्रिड रेस कार पर पुनर्जनन के लिए एक इलेक्ट्रिक डबल-लेयर कैपेसिटर का उपयोग किया है जिसने जुलाई 2007 में टोकाची 24 घंटे की रेस जीती थी। बीएमडब्लू (BMW) ने अपनी E90 3 सीरीज़ के साथ-साथ EfficientDynamics moniker के तहत F25 5 सीरीज़ जैसे मौजूदा मॉडलों में पुनर्योजी ब्रेकिंग का उपयोग किया है। वोक्सवैगन के पास वोक्सवैगन गोल्फ Mk7 और Mk7 गोल्फ एस्टेट / वैगन मॉडल जैसे मॉडल, SEAT, स्कोडा ऑटो और ऑडी जैसे अन्य VW समूह ब्रांडों में BlueMotion ब्रांड के तहत पुनर्योजी ब्रेकिंग तकनीकें हैं।

मोटरसाइकिलें
केटीएम रेसिंग मालिक हैराल्ड बार्टोल ने खुलासा किया है कि 2008 के सीज़न-एंडिंग 125 सीसी वालेंसियन कम्युनिटी मोटरसाइकिल ग्रैंड प्रिक्स के दौरान टोमोयोशी कोयामा की मोटरसाइकिल में लगे एक गुप्त काइनेटिक एनर्जी रिकवरी सिस्टम (केईआरएस) के साथ कारखाने में दौड़ लगाई गई थी। यह नियमों के खिलाफ था, इसलिए बाद में उन्हें ऐसा करने से प्रतिबंधित कर दिया गया।

दौड़
ऑटोमोबाइल क्लब डी ल'ऑएस्ट, वार्षिक 24 घंटे के ले मैंस कार्यक्रम और ले मैंस श्रृंखला के पीछे आयोजक, ले मैंस प्रोटोटाइप के लिए विशिष्ट नियमों का अध्ययन कर रहा था जो 2007 में गतिज ऊर्जा वसूली प्रणाली से सुसज्जित होगा। Peugeot सिल्वरस्टोन में 2008 Autosport 1000 km दौड़ में 908 HY के रूप में पूरी तरह से काम करने वाली LMP1 कार का अनावरण करने वाली पहली निर्माता थी।

साइकिल
पुनर्योजी ब्रेकिंग गैर-इलेक्ट्रिक साइकिल पर भी संभव है। यूनाइटेड स्टेट्स एनवायरनमेंटल प्रोटेक्शन एजेंसी, मिशिगन विश्वविद्यालय के छात्रों के साथ काम करते हुए, हाइड्रोलिक रीजेनरेटिव ब्रेक लॉन्च असिस्ट (RBLA) विकसित किया। यह डायरेक्ट-ड्राइव हब मोटर्स के साथ इलेक्ट्रिक साइकिल पर उपलब्ध है।

कार
कई हाइब्रिड इलेक्ट्रिक और पूरी तरह से इलेक्ट्रिक वाहन घर्षण ब्रेकिंग के साथ पुनर्योजी ब्रेकिंग का उपयोग करते हैं, पहली बार अमेरिका में 1967 एएमसी एमिट्रॉन इलेक्ट्रिक कॉन्सेप्ट कार द्वारा इस्तेमाल किया गया। पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम ड्राइवरों के लिए पारंपरिक ब्रेक फ़ंक्शन का पूरी तरह से अनुकरण करने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन निरंतर प्रगति हो रही है। अंशांकन यह निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है कि ऊर्जा कब पुनर्जीवित होगी और जब वाहन को धीमा करने के लिए घर्षण ब्रेकिंग का उपयोग किया जाता है, तो चालक को ब्रेकिंग क्रिया को महसूस करने के तरीके को प्रभावित करता है।

केर्स चक्का
चक्का की ऊर्जा को इस सामान्य ऊर्जा समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है, यह मानते हुए कि चक्का प्रणाली है:
 * $$ E_\text{in}-E_\text{out}= \Delta E_\text{system}$$

कहाँ पे
 * $$E_\text{in}$$ चक्का में ऊर्जा है।
 * $$E_\text{out}$$ चक्का से निकलने वाली ऊर्जा है।
 * $$\Delta E_\text{system}$$ चक्का की ऊर्जा में परिवर्तन है।

एक धारणा बनाई जाती है कि ब्रेक लगाने के दौरान स्थितिज ऊर्जा, चक्का की एन्थैल्पी, चक्का के दबाव या आयतन में कोई परिवर्तन नहीं होता है, इसलिए केवल गतिज ऊर्जा पर विचार किया जाएगा। जैसे ही कार ब्रेक लगाती है, चक्का से कोई ऊर्जा नहीं फैलती है, और चक्का में एकमात्र ऊर्जा कार की प्रारंभिक गतिज ऊर्जा होती है। समीकरण को सरल बनाया जा सकता है:
 * $$\frac{mv^2} {2} = \Delta E_\text{fly}$$

कहाँ पे
 * $$m$$ कार का द्रव्यमान है।
 * $$v$$ ब्रेक लगाने से ठीक पहले कार का प्रारंभिक वेग है।

चक्का कार की प्रारंभिक गतिज ऊर्जा का एक प्रतिशत एकत्र करता है, और इस प्रतिशत को निम्न द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है $$\eta_\text{fly}$$. चक्का ऊर्जा को घूर्णी गतिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करता है। क्योंकि ऊर्जा को गतिज ऊर्जा के रूप में रखा जाता है और किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित नहीं किया जाता है, यह प्रक्रिया कुशल होती है। हालाँकि, चक्का केवल इतनी ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है, और यह इसकी अधिकतम मात्रा में घूर्णी गतिज ऊर्जा द्वारा सीमित है। यह चक्का की जड़ता और उसके कोणीय वेग के आधार पर निर्धारित किया जाता है। जैसे ही कार बेकार बैठती है, समय के साथ थोड़ी घूर्णी गतिज ऊर्जा खो जाती है, इसलिए चक्का में ऊर्जा की प्रारंभिक मात्रा को चक्का द्वारा वितरित ऊर्जा की अंतिम मात्रा के बराबर माना जा सकता है। चक्का द्वारा वितरित गतिज ऊर्जा की मात्रा इसलिए है:


 * $$KE_\text{fly}=\frac{\eta_\text{fly} mv^2} {2} $$

पुनर्योजी ब्रेक
पुनर्योजी ब्रेकिंग में यांत्रिक चक्का के समीकरण के समान ऊर्जा समीकरण है। पुनर्योजी ब्रेकिंग एक दो-चरणीय प्रक्रिया है जिसमें मोटर/जनरेटर और बैटरी शामिल होती है। प्रारंभिक गतिज ऊर्जा को जनरेटर द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है और फिर बैटरी द्वारा रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया चक्का की तुलना में कम कुशल है। जनरेटर की दक्षता का प्रतिनिधित्व इस प्रकार किया जा सकता है:
 * $$ \eta_\text{gen}=\frac{W_\text{out}}{W_\text{in}}$$

कहाँ पे
 * $$W_\text{in}$$ जनरेटर में काम है।
 * $$W_\text{out}$$ जनरेटर द्वारा उत्पादित कार्य है।

जनरेटर में एकमात्र कार्य कार की प्रारंभिक गतिज ऊर्जा है और जनरेटर द्वारा उत्पादित एकमात्र कार्य विद्युत ऊर्जा है। जनरेटर द्वारा उत्पादित शक्ति को हल करने के लिए इस समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने से यह समीकरण मिलता है:
 * $$P_\text{gen}= \frac{\eta_\text{gen} mv^2}{2 \, \Delta t} $$

कहाँ पे
 * $$\Delta t$$ वह समय है जब कार ब्रेक लगाती है।
 * $$m$$ कार का द्रव्यमान है।
 * $$v$$ ब्रेक लगाने से ठीक पहले कार का प्रारंभिक वेग है।

बैटरी की दक्षता को इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है:
 * $$ \eta_\text{batt}=\frac{P_\text{out}} {P_\text{in}} $$

कहाँ पे
 * $$P_\text{in}=P_\text{gen}$$
 * $$P_\text{out}=\frac{W_\text{out}}{\Delta t}$$

बैटरी का काम पुनर्योजी ब्रेक द्वारा उत्पादित ऊर्जा की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। इसके द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:
 * $$ W_\text{out}=\frac{\eta_\text{batt} \eta_\text{gen} mv^2}{2}$$

कारों में
फाइल: कारों में ऊर्जा का प्रवाह (हरे रंग में स्वस्थ होना) .pdf|thumb.

युनाइटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी (डीओई) द्वारा एक आरेख आंतरिक दहन इंजन वाली कारों को शहरी ड्राइविंग में आमतौर पर 13%, राजमार्ग स्थितियों में 20% की दक्षता के रूप में दिखाता है। उपयोगी मैकेनिक ऊर्जा के अनुपात में ब्रेक लगाना शहरों में 6/13 यानी 46% और मोटरवे पर 2/20 यानी 10% है।

DoE बताता है कि इलेक्ट्रिक कारें ग्रिड से 77% से अधिक विद्युत ऊर्जा को पहियों पर बिजली में परिवर्तित करती हैं। इलेक्ट्रिक नेटवर्क, हीटिंग और एयर कंडीशनिंग के कारण होने वाले नुकसान को ध्यान में रखते हुए, इलेक्ट्रिक वाहन की दक्षता लगभग 50% है, जीन-मार्क जानकोविसी के अनुसार (हालांकि समग्र रूपांतरण के लिए देखें सन्निहित ऊर्जा#ऊर्जा क्षेत्र में सन्निहित ऊर्जा)।

विद्युत मोटर दक्षता पर विचार करें $$\eta_\text{eng}=0.5$$ और शहरों में ब्रेकिंग अनुपात $$p=0.46$$ और मोटरवे पर $$p=0.1$$.

आइए परिचय कराते हैं $$\eta_\text{recup}$$ जो ब्रेकिंग ऊर्जा का पुनः प्राप्त अनुपात है। मान लो की $$\eta_\text{recup}=0.6$$.

इन परिस्थितियों में, $$E$$ विद्युत इंजन पर पहुंचने वाला ऊर्जा प्रवाह होने के नाते, $$E_\text{braking}$$ ब्रेकिंग के दौरान ऊर्जा प्रवाह खो गया और $$E_\text{recup}$$ पुनः प्राप्त ऊर्जा प्रवाह, समीकरणों के अनुसार एक संतुलन तक पहुँच जाता है

$$E_\text{braking}=(E + E_\text{recup}) \cdot \eta_\text{eng} \cdot p$$ और $$E_\text{recup}=\eta_\text{recup} \cdot E_\text{braking}$$ इस प्रकार $$E_\text{braking}=\frac {E \cdot \eta_\text{eng} \cdot p} {1-\eta_\text{eng} \cdot p \cdot \eta_\text{recup}}$$ यह मानो पुरानी ऊर्जा का प्रवाह है $$E$$ एक नए द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था $$E \cdot (1-\eta_\text{eng} \cdot p \cdot \eta_\text{recup})$$ अपेक्षित लाभ के योग हैं $$\eta_\text{eng} \cdot p \cdot \eta_\text{recup}$$ रिकवरी दक्षता जितनी अधिक होगी, रिकवरी उतनी ही अधिक होगी।

इलेक्ट्रिक मोटर और पहियों के बीच दक्षता जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक रिकवरी होगी।

ब्रेकिंग अनुपात जितना अधिक होगा, रिकवरी उतनी ही अधिक होगी।

मोटरवे पर यह आंकड़ा 3% होगा, और शहरों में यह 14% होगा।

यह भी देखें

 * काइनेटिक एनर्जी रिकवरी सिस्टम
 * ब्रेक (रेलवे)
 * विद्युत चुम्बकीय ब्रेक
 * पुनर्योजी (डिजाइन)
 * पुनर्योजी सदमे अवशोषक
 * हाइब्रिड सिनर्जी ड्राइव
 * राम वायु टर्बाइन
 * डायनेमिक ब्रेकिंग
 * बिजली की मोटर
 * स्व-घुमावदार घड़ी
 * ब्रेक रन
 * विद्युत चुम्बकीय क्लच
 * एड़ी वर्तमान ब्रेक