什么是飛輪儲能系統？飛輪儲能系統的組成和工作原理

2023-01-24 08:01:32來源：OFweek儲能網關鍵詞：飛輪儲能系統儲能系統閱讀量：23181

導讀：飛輪儲能系統是一種機電能量轉換的儲能裝置。該系統采用物理方法進行儲能，并通過電動/發電互逆式雙向電機實現電能與高速運轉飛輪的機械動能之間的相互轉換和儲存。

　　飛輪儲能系統是一種機電能量轉換的儲能裝置。該系統采用物理方法進行儲能，并通過電動/發電互逆式雙向電機實現電能與高速運轉飛輪的機械動能之間的相互轉換和儲存。

　　一、飛輪儲能系統的組成

　　典型的飛輪儲能系統由飛輪本體、軸承、電機/發電機、電力轉換器和真空室5個主要組件構成。在實際應用中，飛輪儲能系統的結構有很多種。

　　軸承：軸承的性能直接影響飛輪儲能系統的可靠性、效率和壽命。應用的飛輪儲能系統多采用磁懸浮系統，減少電機轉子旋轉時的摩擦，降低機械損耗，提高儲能效率。

　　電機/發電機：飛輪儲能系統的機械動能與電能之間的轉換是以電動/發電機及其控制為核心實現的。電動/發電機集成一個部件，在儲能時，作為電動機運行，由外界電能驅動電動機，帶動飛輪轉子加速旋轉至設定的某一轉速；在釋能時，電機又作為發電機運行，向外輸出電能，此時飛輪轉速不斷下降。顯然，低損耗、高效率的電動/發電機是能量高效傳遞的關鍵。

　　電力轉換器：電力轉換器是為了提高飛輪儲能系統的靈活性和可控性，并將輸出電能通過調頻、整流或恒壓等變換為滿足負荷供電要求的電能。

　　真空室：真空室的主要作用是提供真空環境，降低電機運行時的風阻損耗。

　　二、飛輪儲能系統的原理

　　在儲能時，外界電能通過電力轉換器變換后驅動電機運行，電機帶動飛輪轉子加速旋轉，直至達到設定的某一轉速。在飛輪加速旋轉的過程中，飛輪以動能的形式把能量儲存起來，完成電能到機械動能轉換的儲存能量過程，能量儲存在高速旋轉的飛輪體中。之后，飛輪以設定的那一轉速旋轉，直到接受到一個能量釋放的控制信號。

　　在釋能時，電機作為發電機使用，高速旋轉的飛輪拖動電機發電，經電力轉換器輸出適用于負載的電流和電壓，完成機械動能到電能轉換的釋放能量過程。在釋能的過程中，飛輪的轉速不斷的下降。整個飛輪儲能系統實現了電能的輸入、儲存和輸出。

　　飛輪儲能系統是一種具有廣闊應用前景的機械儲能系統，具有儲能密度高、適應性強、應用范圍廣、效率高、長壽命、無污染和維修花費低等優點。飛輪儲能系統已被應用于航空航天、UPS電源、交通運輸、風力發電、核工業等領域。隨著復合材料技術、磁支撐技術、動發一體機技術和多學科優化設計技術的不斷進步，對飛輪儲能技術的關注也越來越多，相關的新技術也不斷出現。

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