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【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。

  OFweek智能电网讯 指利用电动机带动飞轮高速旋转,将电能转化成动能储存起来,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。飞轮储能系统主要包括转子系统、轴承系统和转换能量系统三个部分构成。另外还有一些支持系统, 如真空、深冷、外壳和控制系统。基本结构如图所示。

【知识】飞轮储能系统概述

  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。

  飞轮储能器中没有任何化学活性物质,也没有任何化学反应发生。旋转时的飞轮是纯粹的机械运动,飞轮在转动时的动能为:E =1/2Jω^2

  式中: J为飞轮的转动惯量,ω为飞轮旋转的角速度.

  由于在实际工作中,飞轮的转速可达40000~500000r/min,一般金属制成的飞轮无法承受这样高的转速,所以飞轮一般都采用碳纤维制成,既轻又强,进一步减少了整个系统的重量,同时,为了减少充放电过程中的能量损耗(主要是摩擦力损耗),电机和飞轮都使用磁轴承,使其悬浮,以减少机械摩擦;同时将飞轮和电机放置在真空容器中,以减少空气摩擦。这样飞轮电池的净效率(输入输出)可以达到95%左右。

  二、国内外飞轮储能系统研究的现状、发展及未来

  飞轮电池是90年代提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能,由于是电能和机械能的相互转化,不会造成污染。 飞轮储能电池最初只是想将其应用在电动汽车上,但限于当时的技术水平,并没有得到发展。直到上世纪90年代由于电路拓扑思想的发展,碳纤维材料的广泛应用,以及全世界范围对污染的重视,这种新型电池又得到了高速发展,并且伴随着磁轴承技术的发展,这种电池显示出更加广阔的应用前景,现正迅速地从实验室走向社会。

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责任编辑:Gerke
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