飞轮电池的应用领域

飞轮电池的应用十分广泛,但主要分为两大类型~(7:一是作为储能用的如卫星和空间站的电源,车辆的动力装置,各种重要设备(如计算机、通信系统医疗设备等)的不间断电源(UPS)等;二是作为峰值动力用的,如电力系统峰值负载的调节,分布式发电系统中电网电力的波动调节,混合动力车辆负载的调节,运载火箭和电磁炮等的瞬时大功率动力供应源,脉冲动力设备等。

1.在电动汽车和军用车辆上的应用

目前,飞轮储能系统可以单独或与其他动力装置一起混合用于电动汽车上，极大地改善汽车的动力性和经济性以及汽车尾气的排放状况(8]~[1。飞轮储能系统在军事车辆的脉动负载和运行负载调节方面也担负重要角色,如德克萨斯大学奥斯丁电动力学研究中心(UT-CEM)就为军用车辆开发了脉动负载和运行负载调节的飞轮储能系统!21,该系统能储存 25MJ的能量,能提供5MW的瞬时功率,可满足14t级军用车辆的脉动动力要求。

2.在卫星和航天器上的应用

Fare 公司、马里兰大学及受 NASA 资助的刘易斯(Lewis)研究中心共同开发了空心飞轮系统[8[4,它是将马里兰大学的500W·h的空心飞轮系统按比例缩小成50 W·h的空心飞轮系统。该系统用于近距离地球轨道(LEO)卫星和地球同步轨道(GEO)卫星的动力装置,取代了原先的化学电池。同时,它结合飞轮储能和卫星的姿态控制,使其优势更加明显I04]

3.在电热化学炮、电磁炮上的应用

飞轮储能系统在电磁炮应用中具有明显优势,有一种8级逐级驱动的线性感应线圈发射炮能将3kg的炮弹以2km/s的速度发射!7。电热化学炮要求在1-5ms内将脉动动力传到枪炮后膛,而由飞轮储能装置构成的脉冲盘交流发电机(PDA)就能适应这种要求[8

4.用于电力质最和电网负发调节

电力质量问题是一直困扰着电力工业的老大难问题。但随着UPS市场的发展壮大,各种重要的敏感设备(如计算机、通信设备和医疗设备等)受电网电力波动或突然的电力供应中断而造成的损失问题逐步得到了解决。作为飞轮储能系统,它完全可以担负起 UPS的职能,而且电力供应质量可大大改善,供电时间可大大延长。此外,大功率、高储能的飞轮储能系统还可以用来调节电网用电高峰的电力供应,使其电网负载更加平稳[20]~[22。在以风力发电的机组中,应用飞轮储能系统可使输出电压更加平稳[2sJ[24]

5.不间断电源(UPS)

不间断供应电源有着强大的应用市场。除目前通用的UPS外，飞轮电池作为一支新生的力量已经逐步参与到 UPS市场中来。

审核编辑 黄宇