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飞轮储能有哪些优点?简述飞轮储能系统的优缺点

放大字体 缩小字体 发布日期:2023-02-15 18:00:05   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:644
核心提示:2023年02月15日关于飞轮储能有哪些优点?简述飞轮储能系统的优缺点的最新消息:飞轮储能技术是一种通过将飞轮(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)的能量存储技术。由于能量守恒定律,当飞轮(转子)的速度降低的时候,它会释放出自身


飞轮储能技术是一种通过将飞轮(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)的能量存储技术。由于能量守恒定律,当飞轮(转子)的速度降低的时候,它会释放出自身储存的旋转能量,从而达到储存和释放能量的作用。

第一代的飞轮储能系统中的滚动轴承一般就是机械轴承,缺点就是会产生磨损,需要更多的维护。而新一代的飞轮储能系统中的滚动轴承采用的是磁性轴承,可以让轴承悬浮起来工作。在未来还可以会采用室温超导体来作为滚动轴承,这样就能够进一步的降低损耗和提升性能了。

一、飞轮储能系统的优点

飞轮储能系统和其他电力储存技术相比具有如下优点

1、使用寿命非常长新一代的飞轮储能系统一般采用的是磁性轴承,这使得飞轮储能系统能够稳定工作数十年,几乎不需要进行维护。

2、储能充电次数多一般锂电池的充电次数只有几千次,但是飞轮储能系统的充电次数可以达到10万~100万次以上。

3、能量密度高飞轮储能技术具有非常高的能量密度,大约为100–130W·h/kg,或360–500kJ/kg。

4、非常高的最大功率输入/输出飞轮储能系统具有很快速的充电速度,目前一个典型的飞轮储能系统容量范围大约为3kWh至133kWh,它可以在15分钟完成充能。同时能够在很短的时间内将这些能量全部释放。

比如福特级航空母舰的飞机弹射器就是采用的飞轮储能系统,它能够在45秒内储存大约122MJ(34kWh)的能量,并在2~3秒内将这些能量全部释放。

5、不受温度影响大家都知道随着温度的降低,锂电池能存储的电能就会大大的降低,但是飞轮储能系统却不会发生这样的情况,它可以在更广泛的温度范围内工作。

6、能量效率比较高飞轮储能系统的能量效率(能量输出/能量输入的比率)能够达到90%,是一种高效的储能技术。

飞轮储能系统的优点还有很多,比如测量剩余能量非常简单,只需要测量转速就知道了。全寿命需要的维护非常少等等。

二、飞轮储能系统的缺点

飞轮储能技术并不是一个完美的储能技术,目前来说,飞轮储能技术具有如下缺点

1、机械应力和疲劳极限当飞轮的速度并不快的时候,机械应力和疲劳极限还好说,毕竟连200年前瓦特制造的蒸汽机中的飞轮结构都能够工作到现在。但是一旦飞轮的速度提升,那么机械的应力和疲劳问题就显得非常重要了,飞轮的一些小的缺陷都可能会导致严重的后果。

2、放电时间短这个既是飞轮储能技术的优点,但是也是缺点,优点前面已经说了,就是它的最大功率非常大。但是缺点就是放电时间短的话就不适合作为电网的补充,只能作为一个短期能量储存。

3、飞轮储能系统无法小型化作为一个机械装置,飞轮储能系统无法做到实用性的小型化,因为飞轮储能系统是和转子的重量和转速挂钩的,所以飞轮储能系统不但无法做到小型号,还无法降低它的重量,因为一旦降低,就意味着它储存容量的降低。这也就无形中限制了飞轮储能系统的应用场合。

4、飞轮爆炸的危险飞轮储能系统的转子会高速旋转,这会带来一定的危险性,特别是当飞轮转速超过它的抗拉强度极限值的时候,飞轮可能会因此而发生破裂。如果飞轮破裂的话,后果会极为严重,这预示着飞轮储能系统中存储的能量会一次性释放出来,这通常被叫做“飞轮爆炸”,飞轮碎片的速度如同炸弹碎片一半击碎整个系统。

 

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