当前位置:

OFweek储能网

物理储能

正文

【知识】飞轮储能系统概述

导读: 飞轮储能装置中有一个内置电机,它既是电动机也是发电机。在充电时,它作为电动机给飞轮加速;当放电时,它又作为发电机给外设供电,此时飞轮的转速不断下降;而当飞轮空闲运转时,整个装置则以最小损耗运行。

  纵观欧美国家的现状,在汽车行业中,美国飞轮系统公司(AFS)就生产出了以克莱斯勒LHS轿车为原形的飞轮电池轿车AFS20;在火车方面,德国西门子公司已研制出长1.5m,宽0.75m的飞轮电池,可提供3MW的功率,同时,可储存30%的刹车能;在军用设备上,美国已经开始尝试使用飞轮装置,尤其是大型混能牵引机车上,美国国防部预测未来的战斗车辆在通信、武器和防护系统等方面都广泛需要电能,飞轮电池由于其快速的充放电,独立而稳定的能量输出,重量轻,能使车辆工作处于最优状态,减少车辆的噪声(战斗中非常重要),提高车辆的加速性能等优点,已成为美国军方首要考虑的储能装置;在太空方面,由于飞轮储能装置的储能密度很大,并且随着材料学和磁悬浮轴承技术的不断发展,在卫星上使用的飞轮储能装置甚至小到可以装进卫星壁中,而且飞轮储能装置运行的时候损耗很小,基本上不用维护,这就使得飞轮技术不断应用于卫星装置和太空空间站的太阳能储能电池中作为它们的能量供应中心来使用,同时飞轮还可以用于卫星的姿态控制中。

  根据市场研究公司Research and Markets最新发布的报告,从2010年到2014年,全球飞轮储能市场的年复合增长率将达到12%。不过,国内飞轮储能市场开始发力也只有3、4年时间。美国、德国、日本等发达国家对飞轮储能技术的开发和应用比较多。欧洲的法国国家科研中心、德国的物理高技术研究所、意大利的SISE均正开展高温超导磁悬浮轴承的飞轮储能系统研究。飞轮储能的研究主要着力于研发提高能量密度的复合材料技术和超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降低损耗的主要方法,而复合材料能够提高储能密度,降低系统体积和重量。2014年9月16日国内第一台飞轮200千瓦工业化磁飞轮调试成功,各项实验测试指标均达良好,飞轮运行正常,性能安全可靠。专家评价,这项具有完全知识产权的储能技术和产品填补了国内科技和市场的空白。

  目前已有机构在积极开发混合电动车(HEV)用的飞轮电池系统。其主要作用:A)稳定主动力源的功率输出。在混合动力汽车起步、爬坡和加速时,飞轮电池能够快速、大能量的放电,为主动力源提供辅助动力,并减少主动力源的动力输出损耗。B)提高能量回收的效率。在混合动力电动汽车下坡、滑行和制动时,飞轮电池能够快速、大量的存储动能,充电速度不受“活性物质”化学反应速度的影响,可提高再生制动时能量回收的效率。飞轮储能用于HEV,存在的主要问题是如何尽可能减轻飞轮的陀螺效应以及提高飞轮的工作效率。对应同等级别的汽车,安装飞轮储能系统后,可以采用相对小的发动机来提供动力,实现节能和减排的目的。最近国家工业和信息化部发布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》时,特别将高效储能器作为解决新能源途径之一写入了规则,作为高效储能器的代表,飞轮储能在汽车上应用有着巨大潜力。据称,飞轮电池比能呈可达150W ?h/kg,比功率达5000-10000W/kg,使用寿命长达25年,可供电动汽车行驶500万公里。

  飞轮储能技术看似很神秘,其实与人们生活密切相关,比如地铁列车进出站时的能量转换,列车进站刹车时将多余能量输入飞轮,列车出站提速时需要能量,飞轮将能量输出,这个系统可为地铁节省20%左右的能量消耗。飞轮技术在我国仍处在研发阶段,而国际发达国家已有几十年的发展历史,在诸多领域获得应用,如F1赛车能量回收、轨道牵引能量回收、微电网调压及并网,超低温余热回收利用、应急UPS电源、高速离心风机等。

<上一页  1  2  3  4  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: