少妇视频无码专区,三级黄线在线免费播放,婷婷在线免费手机视频,潮喷潮喷吧日韩人妻无码,中文亚洲天堂,亚洲午夜福利一级无码男同,国内高清无码视在线

掃描關(guān)注微信
知識(shí)庫(kù) 培訓(xùn) 招聘 項(xiàng)目 政策 | 推薦供應(yīng)商 企業(yè)培訓(xùn)證書 | 系統(tǒng)集成/安裝 光伏組件/發(fā)電板 光伏逆變器 光伏支架 光伏應(yīng)用產(chǎn)品
 
 
 
 
 
當(dāng)前位置: 首頁(yè) » 資訊 » 市場(chǎng) » 正文
 
飛輪儲(chǔ)能如何不“瘋狂”
日期:2021-08-30   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:yutianyang_tsj 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
飛輪儲(chǔ)能就是利用旋轉(zhuǎn)體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)能存儲(chǔ)能量。圖片來(lái)源:電池工業(yè)網(wǎng)

儲(chǔ)能又出事了。不同于以往多次發(fā)生的電化學(xué)儲(chǔ)能起火事件,此次意外是由高速轉(zhuǎn)動(dòng)的“飛輪”引起的機(jī)械事故。

8月19日,北京泓慧國(guó)際能源發(fā)展有限公司正在進(jìn)行一場(chǎng)飛輪科技實(shí)驗(yàn),在此過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)設(shè)備意外脫落,擊中該公司多名員工,造成人員傷亡。

這場(chǎng)“奪命”的科技實(shí)驗(yàn)再次敲響儲(chǔ)能安全的警鐘,同時(shí)也將“飛輪儲(chǔ)能”這一相對(duì)小眾的物理儲(chǔ)能技術(shù)帶到了聚光燈下。

那么,什么是飛輪儲(chǔ)能?這一“瘋狂的陀螺”又會(huì)給儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)帶來(lái)哪些變革?

擰緊“安全”閥門

與以往我們熟悉的電池等化學(xué)儲(chǔ)能不同,飛輪儲(chǔ)能是一種比較傳統(tǒng)的物理儲(chǔ)能方式,原理也很簡(jiǎn)單,就是利用旋轉(zhuǎn)體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)能實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)。

華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院教授柳亦兵對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》解釋道,飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)體由同軸的飛輪轉(zhuǎn)子和雙向電機(jī)轉(zhuǎn)子組成。雙向電機(jī)既是電動(dòng)機(jī),又是發(fā)電機(jī)。作為電動(dòng)機(jī)可以驅(qū)動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn),將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能,進(jìn)行“充電”;作為發(fā)電機(jī)又可將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能,降低飛輪轉(zhuǎn)速,進(jìn)行“放電”。

就像“陀螺”,給它施加外力就會(huì)以一定的速度旋轉(zhuǎn)起來(lái);如果不抽它,也不會(huì)立刻停止,而是過(guò)一段時(shí)間,等能量消耗完了再停下。

記者采訪了解到,飛輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)能等于1/2倍的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量乘以轉(zhuǎn)速的平方。即飛輪的儲(chǔ)能量與飛輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比,與轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)速的平方成正比。所以,提高飛輪儲(chǔ)能量的技術(shù)途徑,一是提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,二是提高飛輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。

可以說(shuō),作為一種物理儲(chǔ)能方式,飛輪儲(chǔ)能是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ),因此并沒(méi)有燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn),但卻存在飛輪轉(zhuǎn)子脫落等安全隱患。

“高速飛輪轉(zhuǎn)子采用復(fù)雜的軸承支撐結(jié)構(gòu),軸向主要采用磁懸浮軸承支撐,將轉(zhuǎn)子懸浮在真空中運(yùn)行,減小轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的能量損耗。”柳亦兵告訴記者,“轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下,如果發(fā)生軸承失效,轉(zhuǎn)子從懸浮狀態(tài)中脫落,可能與底部或外殼結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈接觸摩擦,消耗轉(zhuǎn)子動(dòng)能,造成結(jié)構(gòu)高溫或整個(gè)飛輪本體移動(dòng)傾倒,產(chǎn)生次級(jí)危害。”

不僅如此,飛輪轉(zhuǎn)子也有可能會(huì)發(fā)生超速事故,使轉(zhuǎn)子內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)材料強(qiáng)度極限,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子部件內(nèi)部產(chǎn)生裂紋損傷,極端情況下轉(zhuǎn)子會(huì)發(fā)生爆裂。

因此,在柳亦兵看來(lái),飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)配置轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)和安全保護(hù)系統(tǒng),使發(fā)生轉(zhuǎn)子爆裂事故的風(fēng)險(xiǎn)降至最低并且可以加以監(jiān)控。同時(shí),飛輪儲(chǔ)能單元的外殼和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)具有安全裕度,特別是對(duì)于大容量功率型飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采取地井結(jié)構(gòu)形式,將飛輪儲(chǔ)能本體設(shè)備放置在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地井中,萬(wàn)一發(fā)生轉(zhuǎn)子爆裂故障,也可以發(fā)揮安全防護(hù)作用,就地消納能量,有效避免發(fā)生次生事故。

具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

雖然有一定的安全風(fēng)險(xiǎn),但飛輪儲(chǔ)能這一“瘋狂的陀螺”仍然能夠飛速“轉(zhuǎn)”出一片應(yīng)用市場(chǎng)。不久前,我國(guó)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016—2030年)》中的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用就取得重大突破——首次將飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用到電氣化鐵路領(lǐng)域。

“有了飛輪儲(chǔ)能裝置,火車進(jìn)站剎車時(shí)產(chǎn)生的巨大電能會(huì)加速飛輪旋轉(zhuǎn),相當(dāng)于把電能儲(chǔ)存起來(lái),當(dāng)火車提速出站時(shí),飛輪則可以釋放能量給火車。”中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)唐山供電段副段長(zhǎng)李彥吉在接受媒體采訪時(shí)說(shuō),“這不僅改善了鐵路供電系統(tǒng)電能質(zhì)量,還減少了電能消耗。僅一個(gè)鐵路牽引變電站,每天就可節(jié)約3000度電能。”

可以說(shuō),相比于電化學(xué)儲(chǔ)能,飛輪儲(chǔ)能具有很多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。“飛輪儲(chǔ)能的充放電速率取決于雙向電機(jī)的額定功率,額定功率越大,充放電速率越高,可以實(shí)現(xiàn)快速充放電。由于飛輪充放電過(guò)程是飛輪轉(zhuǎn)子加速和減速的物理過(guò)程,因此可以通過(guò)配置較大額定功率的電機(jī),實(shí)現(xiàn)能量快速充放,這是飛輪儲(chǔ)能的突出優(yōu)勢(shì)。”柳亦兵說(shuō)。

不僅如此,飛輪儲(chǔ)能還具有很高功率密度和很快響應(yīng)時(shí)間,額定功率響應(yīng)時(shí)間低于0.1秒。同時(shí)具有超多循環(huán)充放次數(shù)和超長(zhǎng)使用壽命,充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)100萬(wàn)次,使用壽命超過(guò)20年。另外,由于飛輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和儲(chǔ)能量成精確關(guān)系,因此飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)飛輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速精確測(cè)量和控制,通過(guò)將多個(gè)飛輪儲(chǔ)能單元組成陣列,實(shí)現(xiàn)較大容量的能量快速精確充放。

當(dāng)前,以風(fēng)光為主的新能源系統(tǒng),隨機(jī)波動(dòng)性和間歇性是其主要局限性,這對(duì)電力系統(tǒng)快速靈活調(diào)節(jié)提出新的挑戰(zhàn),需要大力發(fā)展各種類型的儲(chǔ)能資源,全面提升電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)控能力,同時(shí)也對(duì)發(fā)電企業(yè)的靈活調(diào)節(jié)能力提出更高要求。

柳亦兵表示,飛輪儲(chǔ)能由于可以實(shí)現(xiàn)大功率快速充放電,在電力系統(tǒng)快速負(fù)荷調(diào)節(jié)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),可以廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)獨(dú)立調(diào)頻、火電+儲(chǔ)能、新能源(風(fēng)光)+儲(chǔ)能、微電網(wǎng)及綜合能源等,具有廣闊發(fā)展前景。除了電力系統(tǒng),大容量功率型飛輪儲(chǔ)能也可以在其他電能快充快放領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。

瓶頸待突破

飛輪儲(chǔ)能雖然聽起來(lái)比較陌生,但我國(guó)自上世紀(jì)90年代就已經(jīng)開展相關(guān)技術(shù)研究,走在前列的有上海航天控制技術(shù)研究所、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華北電力大學(xué)等單位。但是與國(guó)外相比,我國(guó)自主研發(fā)的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用還相對(duì)落后。多數(shù)公司主要生產(chǎn)容量較小的飛輪儲(chǔ)能設(shè)備產(chǎn)品,充放電時(shí)間也比較短。

柳亦兵坦言,飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品的儲(chǔ)能量取決于飛輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或最高轉(zhuǎn)速。對(duì)于儲(chǔ)能量較小的飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品,技術(shù)上相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于大容量功率型飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品,當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和最高轉(zhuǎn)速超過(guò)一定數(shù)值,就會(huì)面臨許多技術(shù)瓶頸。例如,高強(qiáng)度飛輪轉(zhuǎn)子材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造技術(shù)、支撐高速重載飛輪轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)壽命復(fù)合軸承設(shè)計(jì)制造技術(shù)、寬轉(zhuǎn)速范圍運(yùn)行的高速雙向電機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)、真空狀態(tài)下的電機(jī)及軸承冷卻技術(shù)、飛輪儲(chǔ)能單元能量快速轉(zhuǎn)換控制技術(shù)及系統(tǒng)、大規(guī)模飛輪儲(chǔ)能陣列運(yùn)行優(yōu)化控制與先進(jìn)運(yùn)維技術(shù)等。

“目前,我國(guó)在這些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的研究積累不足,限制了大容量功率型飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品的研發(fā)。”柳亦兵說(shuō),大容量功率型飛輪儲(chǔ)能是一種具有很高技術(shù)含量的復(fù)雜機(jī)電設(shè)備,這類產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)是一項(xiàng)高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè)。

對(duì)此,他建議,國(guó)家一方面應(yīng)該在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域加大投入,通過(guò)精準(zhǔn)資助國(guó)內(nèi)從事該類產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè),與從事相關(guān)研究的高校深入開展校企合作,突破技術(shù)瓶頸,不斷提升產(chǎn)品技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)科技成果真正落地示范,為新型電力系統(tǒng)提供高可靠性、性能優(yōu)質(zhì)的飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品;另一方面,應(yīng)盡快明確儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的定位,根據(jù)承擔(dān)的輔助服務(wù)業(yè)務(wù),制定合理細(xì)化的收益支持政策,使從事儲(chǔ)能的廠商具有可以預(yù)期的投入產(chǎn)出效益,促進(jìn)儲(chǔ)能事業(yè)的健康發(fā)展。

原標(biāo)題:飛輪儲(chǔ)能如何不“瘋狂”
 
掃描左側(cè)二維碼,關(guān)注【陽(yáng)光工匠光伏網(wǎng)】官方微信
投稿熱線:0519-69813790 ;投稿郵箱:edit@21spv.com ;
投稿QQ:76093886 ;投稿微信:yggj2007
來(lái)源:《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
 
[ 資訊搜索 ]  [ 加入收藏 ] [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 關(guān)閉窗口 ]

 
 

 
 
 
 
 
 
圖文新聞
 
熱點(diǎn)新聞
 
 
論壇熱帖
 
 
網(wǎng)站首頁(yè) | 關(guān)于我們 | 聯(lián)系方式 | 使用協(xié)議 | 版權(quán)隱私 | 網(wǎng)站地圖 | 廣告服務(wù)| 會(huì)員服務(wù) | 企業(yè)名錄 | 網(wǎng)站留言 | RSS訂閱 | 蘇ICP備08005685號(hào)