古老“飞轮”变身绿色储能装置

电力18讯：    
　　一直以来，人类都在寻求一种效率高、寿命长、储能多、使用方便、无污染的绿色储能装置，以解决太阳能、风能、潮夕能、海浪能等清洁能源的储存问题。随着超导技术、材料技术和电力电子技术的产生及发展，古老的“飞轮”焕发出新的生机。

飞轮储能释能方便快捷
　　“飞轮”这个储能器件，已被人类应用了数百年，从古老的纺车，到工业革命时的蒸汽机;从儿时的回力玩具汽车，到如今F1赛车上的动能回收系统，都可以见到“飞轮”的影子，我们对它可谓是既熟悉，又陌生。

　　首先，飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。典型的飞轮储能系统由飞轮、轴承、双向电机、电力电子转换器和真空容器五个主要构件构成。

　　飞轮一般采用高强度碳素纤维，轴承系统采用超导磁悬浮技术，并构建真空容器，降低机械损耗和风阻损耗，提高储能效率;双向电机是一个集成部件，可以作为电动机和发电机运行，实现机械能与电能之间的转换;电力电子装置不仅可提高系统的灵活性和可控性，而且能够实现调频、整流或恒压。

　　这种储能方式采用物理方法，通过电动/发电互逆式双向电机，实现电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存。

　　在能量输入时，电能通过电力转换器驱动电机运行，电机带动飞轮加速转动，将电能转化成飞轮高速旋转的动能，完成电能到机械能转换过程。如果没有收到能量释放的控制信号，在真空环境中飞轮将保持恒定的转速，将能量储存下来。

　　在能量释放时，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流与电压，此时飞轮转速不断下降，完成机械能到电能转换的释放能量过程。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。

飞轮储能有美好未来
　　随着高强度碳素纤维复合材料、磁悬浮技术和高温超导技术和大功率电力电子技术的发展，飞轮储能系统逐渐具备了效率高、寿命长、储能多、储能密度高、不受充放电次数限制、安装维护方便，且无污染等技术优势，因此在不间断电源、航天航空设备、电动汽车电池、风力发电系统不间断供电、大功率脉冲放电电源等方面得到利用。

　　与此同时，飞轮储能技术具有系统复杂，对转子、轴承要求比较高，造价昂贵等缺点，尤其是放电时间比较短，一般为15分钟之内，即使国际上最先进的飞轮储能设备，其储能时间也仅有十几分钟，这极大地限制了飞轮储能的应用范围。

　　然而，作为一门新兴的高科技储能技术，飞轮储能装置拥有传统储能方式无可比拟的优势，已经得到广泛认同，飞轮储能理论也已经比较成熟，其技术特点符合未来能源领域的发展方向。

　　当前，飞轮储能技术正不断应用到更多领域，相信不久的将来，随着智能电网的飞速发展，分布式发电技术的持续推进和新能源汽车产业的日益壮大，飞轮储能这种既传统又陌生的储能方式，将步入商业化应用，并逐渐走进人们的日常生活。