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中国飞轮储能:行走在主流边缘

2011-12-14 11:14来源:《科学时报》关键词:飞轮储储能技术储能收藏点赞

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理论研究多 工程实践少

据了解,以美国为代表的西方国家对飞轮储能的研究开发持续了50多年,目前能够提供产品的公司有10多家,主要在UPS、电制动能量再生、风力发电储能、高功率脉冲电源等方面获得了商业应用。其中,用于UPS电源是发展最迅速的市场。

最近,Beacon Power公司承接了美国能源部的一个项目,为一座20MW的电厂储能调频,能做到15分钟的储能规模。而一般应用于UPS的飞轮储能时间都不超过100秒。

“因此可以说这是美国目前最先进的飞轮储能系统。”戴兴建说,“这也说明美国的很多项目还处在示范阶段。”

另外,日本在上世纪90年代做出来了小型几千瓦的飞轮储能系统,欧洲在上世纪90年代也尝试过用飞轮储能回收刹车动能再生,但都没有特别明显的市场收益,未能真正实现商业化。

我国的飞轮储能研究始于上世纪80年代,由中科院电工所开始。到上世纪90年代之后,清华大学、华北电力大学等开始投入。另外,北京航空航天大学正在研究磁悬浮飞轮。

戴兴建指出,国内能实现充放电的科研单位不多,总体来说,理论研究较多,工程实践和实验比较少;理论分析计算较为充分,实验研究不充分;装置开发滞后。和国外差距10年以上。尤其在飞轮的转速、电机功率、系统效率等方面差距很大。

据介绍,清华大学经过15年的研究,研制了3代飞轮储能实验原理样机:300Wh永磁—流体动压悬浮飞轮储能系统、500Wh飞轮储能UPS、300Wh电磁悬浮飞轮储能系统。在高储能密度复合材料飞轮、微损耗轴承、系统实验技术方面具有优势。

此外,近5年来也有一些国内技术公司在研发工程样机。但直到英利提出雄心勃勃的计划为止,国内企业并未获得明显突破。

戴兴建表示,飞轮储能的空载损耗大(自放电率高)是制约其进一步发展的决定因素。据公开数据显示,现在产业化的主流技术的放电时间基本在10~100秒,最长达到900秒。

而延长飞轮储能的时间只有两种方法:减小损耗和补充能量,后者显然不合适,因此减小损耗被视为提高飞轮储能性能的唯一方法,也成为世界性难题。

戴兴建指出,目前飞轮储能的研究主要着力于研发提高能量密度的复合材料技术和超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降低损耗的主要方法,而复合材料能够提高储能密度,降低系统体积和重量。另外,我国还没有100千瓦、1万转以上的飞轮储能电机,研发高功率高速电机也是一大方向。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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