中國儲能網(wǎng)訊：一直以來，人類都在尋求一種效率高、壽命長、儲能多、使用方便、無污染的綠色儲能裝置，以解決太陽能、風能、潮夕能、海浪能等清潔能源的儲存問題。隨著超導技術、材料技術和電力電子技術的產(chǎn)生及發(fā)展，古老的“飛輪”煥發(fā)出新的生機。
飛輪儲能釋能方便快捷
“飛輪”這個儲能器件，已被人類應用了數(shù)百年，從古老的紡車，到工業(yè)革命時的蒸汽機;從兒時的回力玩具汽車，到如今F1賽車上的動能回收系統(tǒng)，都可以見到“飛輪”的影子，我們對它可謂是既熟悉，又陌生。
首先，飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉，將電能轉化成機械能儲存起來，在需要的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式。典型的飛輪儲能系統(tǒng)由飛輪、軸承、雙向電機、電力電子轉換器和真空容器五個主要構件構成。
飛輪一般采用高強度碳素纖維，軸承系統(tǒng)采用超導磁懸浮技術，并構建真空容器，降低機械損耗和風阻損耗，提高儲能效率;雙向電機是一個集成部件，可以作為電動機和發(fā)電機運行，實現(xiàn)機械能與電能之間的轉換;電力電子裝置不僅可提高系統(tǒng)的靈活性和可控性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)頻、整流或恒壓。
這種儲能方式采用物理方法，通過電動/發(fā)電互逆式雙向電機，實現(xiàn)電能與高速運轉飛輪的機械動能之間的相互轉換與儲存。
在能量輸入時，電能通過電力轉換器驅(qū)動電機運行，電機帶動飛輪加速轉動，將電能轉化成飛輪高速旋轉的動能，完成電能到機械能轉換過程。如果沒有收到能量釋放的控制信號，在真空環(huán)境中飛輪將保持恒定的轉速，將能量儲存下來。
在能量釋放時，高速旋轉的飛輪拖動電機發(fā)電，經(jīng)電力轉換器輸出適用于負載的電流與電壓，此時飛輪轉速不斷下降，完成機械能到電能轉換的釋放能量過程。整個飛輪儲能系統(tǒng)實現(xiàn)了電能的輸入、儲存和輸出過程。
飛輪儲能有美好未來
隨著高強度碳素纖維復合材料、磁懸浮技術和高溫超導技術和大功率電力電子技術的發(fā)展，飛輪儲能系統(tǒng)逐漸具備了效率高、壽命長、儲能多、儲能密度高、不受充放電次數(shù)限制、安裝維護方便，且無污染等技術優(yōu)勢，因此在不間斷電源、航天航空設備、電動汽車電池、風力發(fā)電系統(tǒng)不間斷供電、大功率脈沖放電電源等方面得到利用。
與此同時，飛輪儲能技術具有系統(tǒng)復雜，對轉子、軸承要求比較高，造價昂貴等缺點，尤其是放電時間比較短，一般為15分鐘之內(nèi)，即使國際上最先進的飛輪儲能設備，其儲能時間也僅有十幾分鐘，這極大地限制了飛輪儲能的應用范圍。
然而，作為一門新興的高科技儲能技術，飛輪儲能裝置擁有傳統(tǒng)儲能方式無可比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)得到廣泛認同，飛輪儲能理論也已經(jīng)比較成熟，其技術特點符合未來能源領域的發(fā)展方向。
當前，飛輪儲能技術正不斷應用到更多領域，相信不久的將來，隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，分布式發(fā)電技術的持續(xù)推進和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的日益壯大，飛輪儲能這種既傳統(tǒng)又陌生的儲能方式，將步入商業(yè)化應用，并逐漸走進人們的日常生活。（
