关键词：飞轮储能、光伏发电、别墅太阳能发电

 

UPS不间断电源是一种利用市电或蓄电池能源向负载提供高质量交流电源的设备。目前光伏发电设备也在向这方面靠拢。飞轮储能装置完全可以取代UPS中的化学蓄电池，特别是用在通信行业的UPS，由于很多工作在户外，工作环境差，一般的化学蓄电池不能适应，而飞轮储能装置对环境无要求，工作适应能力较强，特别是飞轮储能系统的快速充放电性能使其具有强大的瞬间断电保护能力，而光伏发电能源能利用太阳光无时无刻的进行充电。

 

美国的Active Power公司便是以生产作为不间断电源(UPS)的飞轮电池系统而出名。最近该公司宣布，其公司生产的UPS储能飞轮系统已经帮助客户节省了两亿多度电能，代替了 190多万节的铅酸蓄电池，减少了超过80万t C0₂的排放。图为Acdve Power生产的UPS飞轮储能系统。美国的Vista公司将飞轮引人到风力发电系统，实现全程调峰，飞轮机组的发电功率为300kW，大容量储能飞轮的储能为277 kWh。研究别墅太阳能发电的人员发现，试验表明，风力发电系统电能输出性能及经济性能良好，较未采用飞轮储能有很大改善。加拿大CANMET能源研究中心开发用于UPS的飞轮电池，功率1 500 W, 能量 1 100 Wh,重量65 kg，转速 15 000 r/min〜45 000 r/min。

 

Active Power生产的UPS飞轮储能系统NASA研制的飞轮储能系统[31]

 

由于在国际空间站中，能量来源主要是太阳能，因此当月食出现时，便会出现能量供应不足，此时具有能够快速充放电特性的飞轮电池便显示出了很大的优势。与化学电池及光伏发电组件相比，飞轮储能系统在能量存储密度、存储效率、使用寿命以及航天器的小型化、轻量化等方面均具有明显的优势。在20世纪90年代末，飞轮储能系统在地球轨道卫星储能与姿态控制等方面的应用也得到了飞速发展。图为美国 NASA研制的飞轮储能系统。

 

飞轮储能技术在风力发电系统以及大功率脉冲电源中也有重要的应用。例如，澳大利亚电力公司将飞轮和低载荷柴油机(LLD)技术应用于风力发电系统，安装在澳大利亚Coral Bay的风力发电机与一台飞轮储能设备和一些低载荷柴油机组结合，使城镇电网中风力发电部分超过60%。美国Beacon Power公司的20 MW 飞轮储能系统已在纽约州史蒂芬镇开建，用来配合当地风场，建成后可以满足纽约州10%的储能需要。另外，别墅太阳能发电的研究组认为，飞轮储能系统快速释放大电流的功能特性，使其完全可以作为大功率供电系统应用在这一领域。可以相信飞轮储能系统作为一种新型的能源存储与转换系统，将会在别墅太阳能发电行业及更多的应用领域展现它的多种优异性能。