飞轮储能技术是一种能量存储技术

飞轮储能技术是一种能量存储技术,通过将飞轮(转子)加速到非常高的速度,并将系统中的能量保存为转子的旋转能量(角动能)。由于能量守恒定律,当飞轮(转子)的速度降低时,它会释放自己存储的旋转能量,从而实现能量的存储和释放。

绝大多数飞轮储能技术都是用电来加速和减速飞轮,但也有一小部分是直接使用机械能的。

先进的飞轮储能系统转子一般采用高强度碳纤维复合材料制成,采用磁轴承悬挂系统,使整个转子在真空中以2万~5万转/分钟的速度高速旋转。

飞轮储能系统最大的优点是充电速度非常快,可以在几分钟内最大限度地提高转子的速度,达到其储能容量的上限。

1、飞轮储能系统的结构

典型的飞轮储能系统包括储能飞轮,由电机/发电机的滚动轴承支撑。为了减少摩擦和能量损失,飞轮和电机/发电机通常不会关闭在真空室。

由于飞轮的设计要求是抗拉强度很高,抗拉强度越大,飞轮越强,飞轮越强,飞轮越快,飞轮越快,整个飞轮储能系统储存的能量越多。

第一代飞轮储能系统中的滚动轴承一般是机械轴承,缺点是会磨损,需要更多的维护。

新一代飞轮储能系统中的滚动轴承采用磁性轴承,可使轴承悬挂工作。未来,室温超导体也可用作滚动轴承,进一步减少损耗,提高性能。

二是飞轮储能系统的原理

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,并将能量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适合负载的电流和电压,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。

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