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“飞轮”储能 稳定电网频率

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网| 发布时间:2010-10-01 浏览:
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中国储能网讯:说起储能飞轮,让人想起儿时玩过的惯性汽车。玩家们还都拆卸过、研究过它的秘密:车身中央垂直安装着一个锡制的飞轮,边缘加厚。你手握汽车在地上蹭滑几下,飞轮开始转动,并逐渐加快;松手时汽车就向前冲去,直到飞轮耗完所储的能量才停下。
   
      美国Beacon电力公司推出的Beacon智能化储能系统,核心部件也是一个起飞轮作用的转子,以一种专利的强度高、重量轻的石墨和玻璃纤维复合材料制成,用树脂胶合。转子安装在金属轮毂和轴上,悬浮在组合使用永磁铁和电磁铁的磁性支架上,在几无摩擦的环境中运行。
   
      装在轴上的还有一台独特的飞轮电动机兼发电机。当系统处在充电状态时,该机器是台电动机,起着负荷的作用。从市政电网汲取的能量驱动永磁电动机,使转子旋转并逐步加速到每分钟16000转,能量以动能的方式储存起来。而当系统收到要求供电的信号、进入放电状态时,该机器是台发电机,飞旋的转子以惯性动能驱动它,发出的电力回授给电网。因此可以说,这个飞轮系统本身是个能量“电池”,高速转动时储存能量,需要时减速即可发电。
    
      除了以磁性托举的方式减小摩擦力以外,放置转子的密封腔还保持着真空状态,以尽量减少空气阻力。这样,转子能高效率地达到超乎想象的高转速(转子边缘的线速度为670米/秒,是空气中音速的2倍),以尽可能多地存储能量。另一个好处是,几乎不需要动力来使转子保持在定格的旋转速度。
   
      转子转得最快时能储存并传递的可吸取能源为25千瓦时,多个飞轮(比如10个)还可连接排成阵列,提供更大的能源储存量。
   
      那么,飞轮储能系统是要把电网的电力全部储存起来吗?其实不是。它的节能效体现在帮助电网保持频率稳定。
   
      原来,运行者必须将电网频率维持在非常接近标准的水平(美国是60赫兹,中国和欧洲等是50赫兹)。而当电力供应与负荷要求相匹配时,其频率最容易维持稳定。为此,电网操作员往往需要操纵电力输出,增加(或减少)总发电量,幅度在约1%内,来应对电网频率的偏移。但现实是:这种变动运行并不是所有的发电机都能适应的,也容易给设备带来较严重的磨损;化石燃料发电厂以变动运行换取频率稳定时,热效率会明显降低,并导致更多的二氧化碳和其他不良排放。而Beacon智能化储能系统则能胜任。
    
      它的优越性还包括:作为智能电网的一部分,能遥控,能检测;20年生命周期中完成数十万次充电-发电循环,按无维护操作而设计、建造;不需要燃料,不含危险化学物,避免潜在的地面污染,零二氧化碳或其他不良排放。这些,都使其被誉为真正的可持续技术解决方案,受到行家的关注。
   
      该技术一年来已成功地为美国新英格兰地区的电网提供频率稳定服务。公司最近在马萨诸塞州的2兆瓦设备上配用10个新设计飞轮(特点是不间断运行),成为第一个能随时并网的飞轮系统;而日后将在纽约州20兆瓦设备上配用的飞轮系统,每年可节省燃油33000桶。

关键字:飞轮 储能

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