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飞轮储能技术及其应用详解

2020-04-30 13:08:46

咸宁建材网讯:飞轮储能技术是一种新兴的电能存储技术,它与超导储能技术、燃料电池储能技术等各种先进的储能技术,是近年来出现的、具有很大发展前景的储能技术。虽然目前化学电池(铅酸蓄电池、锂离子蓄电池等)储能技术已经发展得非常成熟,但是,铅酸蓄电池有污染环境的风险,磷酸铁锂蓄电池的充放电次数受到一定的限制。新能源、电动汽车、UPS供电等许多行业迫切需要新型的储能技术来满足某些特殊技术要求。其中飞轮储能技术就是一种具有无限的充放电次数和绿色环保型的储能技术,已经开始越来越广泛地应用于国内外的许多行业中。

1 、飞轮储能电源系统的工作原理

飞轮储能电源系统的原理如图1所示。

飞轮储能电源系统主要由以下三部分组成:飞轮、电机和轴承,整个系统置于真空容器内。飞轮储能电源系统中的电机,既是电动机也是发电机。

“充电”时,作为电动机给飞轮加速,将电能转换成机械能;“放电”时,作为发电机将机械能转换成电能,给外部供电;在为外部供电时,飞轮的转速不断下降。而当飞轮空闲运转时,飞轮储能电源系统的运行损耗非常小。

飞轮旋转时,其转动动能为

式中:J为飞轮的转动惯量;ω为飞轮旋转的角速度。

从式(1)中可以看出,飞轮转动时的动能E与飞轮的转动惯量J 成正比。而飞轮的转动惯量J 又正比于飞轮的直径和飞轮的质量,为得到较大的转动惯量J ,要采用大直径和大质量的飞轮。庞大、沉重的飞轮在高速旋转时,将会产生极大的离心力,若超过飞轮材料的极限强度,将是极不安全的。因此,用增大飞轮转动惯量的方法来增加飞轮的动能是不现实的。

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