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科普儲能中飛輪儲能的知識點

為了讓大家對儲能有更全面清晰的了解,我特意開設了壹節小科學課,每期都會講壹些關於儲能的小知識點。歡迎關註北極星儲能網微信!本期主題是儲能中的飛輪儲能。與其他形式的儲能技術相比,飛輪儲能具有壽命長、儲能密度高、不受充放電次數限制、安裝維護方便、對環境危害小等優點,因此得到廣泛應用。

知識點1:飛輪儲能原理

飛輪儲能的工作原理是在動力充沛的情況下,電能驅動飛輪高速旋轉,將電能轉化為機械能儲存;當系統需要時,飛輪減速,電機作為發電機工作,將飛輪的動能轉化為電能供用戶使用。飛輪儲能通過轉子的加速和減速實現電能的儲存和釋放。

知識點二:飛輪儲能結構

飛輪儲能系統的基本結構包括以下五個部件:

飛輪輪:

壹般由高強度復合纖維材料組成,通過壹定的纏繞方式纏繞在與電機轉子壹體的金屬輪上。

軸承:

飛輪由永磁軸承、電磁軸承、超導懸浮軸承或其他低摩擦、低功耗軸承支撐,采用機械保護軸承。

電動發電機:

壹般是DC永磁無刷同步電機發電往復雙向電機。

電源轉換器:

它是把輸入的電能轉換成直流電供給電機,輸出的電能經過調頻整流後供給負載的關鍵部件。

真空室:

為了減少風力損失,防止高速旋轉飛輪的安全事故,飛輪系統被置於高真空密封保護套內。

知識點三:飛輪儲能的優勢

飛輪儲能作為壹種新型的物理儲能方式,與傳統的化學電池相比具有以下優勢:

1)快速充放電。

從收到電網側的調節信號到飛輪儲能系統反應的時間極短,整個系統的充/放電過程可以在接下來的幾分鐘內完成,滿足了電網的短時響應和調節要求,充/放電時間比電池、抽水蓄能、壓縮空氣等更快。

2)工作效率高。

壹般飛輪儲能系統的工作效率可以達到90%左右,相比抽水蓄能的60%和電池儲能的70%有明顯優勢,而磁軸承飛輪儲能系統的工作效率更高,接近95%。

3)使用壽命長。

飛輪儲能系統雖然價格昂貴,但設計精良,年平均維護成本極低,充放電次數明顯優於電池儲能,達到百萬量級,壹般免維護時間超過10a。

4)環保無汙染。

由於是機械儲能,飛輪儲能不會排放汙染環境的物質,是壹種環境友好的綠色儲能技術。此外,飛輪儲能系統還具有模塊化、建造時間短、事故後果影響小等優點。

知識點四:飛輪儲能應該是?使用

飛輪儲能技術的應用主要集中在儲能和峰值用電兩大類。具體應用如下:

1)UPS不間斷電源。

不間斷電源(UPS)是壹種利用儲能裝置向負載提供高質量電能的設備,廣泛應用於醫療設備、通信和計算機系統等領域。目前,UPS逐漸傾向於使用飛輪儲能裝置等新型儲能設備,既減少了環境汙染,延長了使用壽命,又提高了工作效率。

2)節約能源。

能效壹直是我們關心的話題,節能也得到了廣泛的認可。傳統的機械裝置,經過機械制動後,能量轉化為熱能而散失,造成壹定程度的浪費,降低了能量的利用效率。因此,飛輪儲能裝置可以將這種能量轉化為動能,儲存起來,必要時輸出到系統中,可以減少能量損失,提高能量利用率。目前主要應用領域集中在新能源汽車和城市軌道交通。

3)傳統電力系統。

飛輪儲能技術應用於傳統電力系統,可以更好地調節有功功率,削峰填谷,提高功率因數,穩壓穩頻,對改善電能質量,穩定負荷有很好的作用。暫態穩定性壹直是電力系統穩定運行和分析的重點。依托飛輪儲能瞬時功率大、響應快、充放電完成時間短等特點,能夠快速、主動地參與電力系統動態過程,消除擾動、收縮暫態過程,盡可能避免電壓崩潰、低頻振蕩等危險情況的發生,對電力系統恢復穩定運行起到積極作用。

4)微電網。

目前,微電網作為壹種小型的發電和配電系統,可以實現自我監控、自我調節,可以並網或獨立運行。因此,與傳統大電網相比,微電網由於其分布式電源多、選址靈活、分散等特點,需要儲能系統的支持。當微網能量充足時,飛輪儲能系統儲存多余能量以穩定端電壓;當微電網出現故障或缺電時,儲存的能量被釋放出來,增強了本地供電的可靠性,維持了微電網的頻率穩定。

5)可再生能源並網。

飛輪儲能技術的壹個關鍵應用領域是可再生能源的並網。目前,風力發電、光伏發電等新能源以其清潔、巨大、可再生的優勢,受到越來越多的關註。但由於風、光等可再生能源的間歇性和波動性,並網後對電網的沖擊加大,對電力系統的安全穩定運行造成壹定影響。飛輪儲能系統作為壹種靈活的有源電源,可以穩定並網頻率和電壓,減少可再生能源的波動,降低對電網的沖擊,有效改善可再生能源並網帶來的電能質量問題,確保安全可靠。

關於微控新能源

深圳微控新能源科技有限公司(簡稱微控或微控新能源)是物理儲能技術的全球領導者。公司總部位於深圳,覆蓋北美、歐洲、亞洲、拉丁美洲等地區。憑借“安全、可靠、高效”的全球領先磁懸浮能源技術,其產品和服務受到華為、GE、ABB、西門子、艾默生等眾多世界500強企業的廣泛信賴。

面對未來能源“更清潔、高密度、數字化”三大趨勢,公司持續為戰略性新興產業提供能源運輸、存儲、回收和數據管理的系統化解決方案。

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