飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置

飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置。该系统采用物理方法储能，电能与高速运行飞轮的机械动能通过电动/发电互逆双向电机相互转换和储存。

一、飞轮储能系统的组成

典型的飞轮储能系统由五个主要部件组成：飞轮本体、轴承、电机/发电机、电力转换器和真空室。在实践中，飞轮储能系统有多种结构。

轴承：轴承的性能直接影响飞轮储能系统的可靠性、效率和使用寿命。飞轮储能系统采用磁悬浮系统，减少电机转子旋转时的摩擦，减少机械损耗，提高储能效率。

电机/发电机：以电机/发电机及其控制为核心，实现飞轮储能系统及其控制为核心。电动/发电机集成一个部件，在储能过程中作为电机运行，由外部电能驱动电机，驱动飞轮转子加速旋转到设定的速度；释放能量时，电机作为发电机运行，向外输出电能，飞轮转速下降。显然，低损耗、高效率的电动/发电机是高效传能的关键。

电力转换器：电力转换器旨在提高飞轮储能系统的灵活性和可控性，通过调频、整流或恒压将输出电能转换为满足负荷供电要求的电能。

真空室：真空室的主要功能是提供真空环境，减少电机运行时的风阻损耗。

二、飞轮储能系统原理

在储能过程中，外部电能通过电力转换器驱动电机运行，电机驱动飞轮转子加速旋转，直到达到设定的速度。在飞轮加速旋转过程中，飞轮以动能的形式储存能量，完成从电能到机械动能转换的储存能量过程，储存在高速旋转的飞轮中。然后，飞轮以设定的速度旋转，直到接收到能量释放的控制信号。

释放能量时，电机作为发电机，高速旋转飞轮拖动电机发电，通过电力转换器输出负载电流和电压，完成从机械动能到电能转换的释放能量过程。在释放能量的过程中，飞轮的速度继续下降。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出。

飞轮储能系统是一种应用前景广阔的机械储能系统，具有储能密度高、适应性强、应用范围广、效率高、寿命长、无污染、维护成本低等优点。飞轮储能系统已应用于航空航天UPS电力、交通、风力发电、核工业等领域。随着复合材料技术、磁支撑技术、动发一体机技术和多学科优化设计技术的不断进步，飞轮储能技术越来越受到重视，相关新技术也不断出现。