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飞轮电池

  • 浏览次数:15047次
  • 颁布功夫:2014/9/19 9:04:41
  • 作者:hb_yinhe

一、飞轮电池简介

  飞轮电池是一种新型高效的环保电池,,,,,, , ,是一种以动能方式存储能量的机械电池。。。。。。。通常由高速飞轮、电动/发起机、轴承支持系统、电子变换器、真空室等组成。。。。。。。由于拥有储能密度高、使用寿命长、工作温度领域宽、效能高、储能情况容易丈量、无传染蹬着点而日益受到人们的关注。。。。。。。

二、飞轮电池储能道理

  飞轮电池蕴含三个主题部门:一个飞轮,,,,,, , ,电动机/发电机和电力电子变换装置。。。。。。。

飞轮电池储能道理图

图1 飞轮电池储能道理

  电力电子变换装置从表部输入电能驱动电动机旋转,,,,,, , ,电动机带头飞轮旋转,,,,,, , ,飞轮贮存动能(机械能),,,,,, , ,当表部负载必要能量时,,,,,, , ,用飞轮带头发电机旋转,,,,,, , ,将动能转化为电能,,,,,, , ,再通过电力电子变换装置造成负载所必要的各类频率、电压等级的电能,,,,,, , ,以满足分歧的需要。。。。。。。由于输入、输出是彼此独立的,,,,,, , ,设计时常将电动机和发电机用一台电机来实现,,,,,, , ,输入输出变换器也归并成一个,,,,,, , ,这样就能够大大削减系统的大幼和沉量。。。。。。。
  同时由于在现实工作中,,,,,, , ,飞轮的转速可达40000~50000r/min,,,,,, , ,通常金属造成的飞轮无法接受这样高的转速,,,,,, , ,所以飞轮通常都选取碳纤维造成,,,,,, , ,既轻又强,,,,,, , ,进一步削减了整个系统的沉量,,,,,, , ,同时,,,,,, , ,为了削减充放电过程中的能量损耗(重要是摩擦力损耗),,,,,, , ,电机和飞轮都使用磁轴承,,,,,, , ,使其悬浮。。。。。。,,, , ,以削减机械摩擦;;;;;同时将飞轮和电机搁置在真空容器中,,,,,, , ,以削减空气摩擦。。。。。。。这样飞轮电池的净效能(输入输出)达95%左右。。。。。。。

三、飞轮电池储能过程

  电能输入电动机带头飞轮旋转,,,,,, , ,也就是飞轮电池的充电过程,,,,,, , ,飞轮达到预约转速即为充电实现。。。。。。。至此,,,,,, , ,飞轮将在真空室中维持高速旋转。。。。。。。由于飞轮选取磁悬浮技术,,,,,, , ,险些没有机械摩擦,,,,,, , ,也就是说险些没有能量损耗,,,,,, , ,所以飞轮也将维持在高速一向旋转。。。。。。。当表界必要电能时,,,,,, , ,飞轮带头发电机动弹发电,,,,,, , ,飞轮的转速也会随之降低,,,,,, , ,发电机发出的电经过电力电子输出设备转换成必要的电能,,,,,, , ,达到储能的主张。。。。。。。

四、飞轮电池的利益

  此刻,,,,,, , ,使用最多最广的储能电池无疑是化学电池,,,,,, , ,它将电能转变为化学能贮存,,,,,, , ,再转化为电能输出,,,,,, , ,它价值便宜,,,,,, , ,技术成熟,,,,,, , ,但传染严沉,,,,,, , ,效能低下,,,,,, , ,充电功夫长,,,,,, , ,用电功夫短,,,,,, , ,使用过程中电能不易节造。。。。。。。
  另一储能电池是超导电池,,,,,, , ,它把电能转化为磁能贮存在超导线圈的磁场中,,,,,, , ,由于超导状态下线圈没有电阻,,,,,, , ,所以能量损耗极度幼。。。。。。,,, , ,效能也高,,,,,, , ,对环境传染也幼。。。。。。。但由于超导状态是线圈处于极低温度下能力实现,,,,,, , ,维持线圈处于超导状态所必要的低温需耗费大量能源,,,,,, , ,并且维持装置过大,,,,,, , ,不易幼型化,,,,,, , ,所以家用市场远景不强。。。。。。。
  飞轮电池两全了化学电池、燃料电池和超导电池等储能装置的诸多利益,,,,,, , ,重要阐发如下几个方面:
  1、能量密度高:储能密度可达100~200 wh/kg,,,,,, , ,功率密度可达5000~10000 w/kg
  2、能量转换效能高:工作效能高达90%。。。。。。。
  3、体积幼、沉量轻:飞轮直径约二十多厘米,,,,,, , ,总沉在十几千克左右。。。。。。。
  4、工作温度领域宽:对环境温度没有严格要求。。。。。。。
  5、使用寿命长:不受沉复深度放电影响,,,,,, , ,可能循环几百万次运行,,,,,, , ,预期寿命20年以上。。。。。。。
  6、低损耗、低守护:磁悬浮轴承和真空环境使机械损耗能够被忽略,,,,,, , ,系统守护周期长。。。。。。。

  飞轮电池的钻研也已经进行了好多年,,,,,, , ,在理论上它是美满的储能设备,,,,,, , ,由于目前的各类技术的局限,,,,,, , ,导致飞轮电池并没有实现民用。。。。。。。笔者相信在之后的某个时期,,,,,, , ,飞轮电池将包办目前的储能设备实现大面积的推广,,,,,, , ,阐扬它巨大的作用。。。。。。。

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