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OFweek视点:储能技术 各种新颖的储能方式

  飞轮储能

世界最大规模的20MW飞轮储能项目

  大规模储能另一被人们看好的途径是飞轮储能。这实际上是一种较为古老的技术。在20世纪90年代,将这一装置用于电力系统储能以实现削峰填谷的研究又转向高潮。具体设想是,在谷值负荷时,将多余电力输入电机,使其驱动飞轮加速.这大概需要几个小时,例如从午夜到清晨。然后飞轮保持在高速下转动,到出现峰值负荷时,让飞轮驱动电机作为发电机运行,使飞轮的动能变成电能供给电网。在这一过程中飞轮转速下降,直到它的最高转速的一半左右。由于采用变速恒频的电力电子技术,输出电能的频率可保持不变。同时,飞轮机组可以制成单元型,根据需要组合成更大功率的装置,并安装在负荷附件。这样既可根据需要逐步扩展,又可避免输电损失。

  飞轮储能的再起高潮,得益于三个方面的技术进展:一是利用高温超导在磁悬浮方面的突破,使磁悬浮轴承成为可能,这为实际上消除轴承的磨擦损开辟了道路。同时也为把飞轮密封在真空容器内以消除空气阻力提供了可能性。两者都为消除飞轮长时间运转的损耗起到了关键作用。二是高强度材料的出现,它可以使飞轮有更高的转速,从而让飞轮储存更多的能量。首先是复合碳纤维材料,利用碳纤维制造飞轮可使储能得到数量级的提高。三是电力电子器件和技术的进步,使得电能转换和频率控制技术能够充分满足电力系统的要求。美国能源部的阿贡国家实验室在20世纪90年代曾作了系统的飞轮储能研究,取得了预期的结果。当然,要把飞轮储能真正用于电力系统。还有许多安全性、经济性问题尚需进一步解决。

  另外,飞轮储能还有一个有希望的用途,就是用于交通工具,主要用于混合动力的电动车上。电动车装上飞轮后,它可以吸收制动时的能量,而在需要加速或爬坡时放出能量,可以使内燃机工作在均衡的工作状态下,从而节约燃油并减少排放。国内目前也有相关单位在做这两种应用的工作,并取得了不少成果。

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