主题:【分享】最有潜力的储能装置——飞轮电池,你知道吗?

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tutm
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原文由 tus13(tus13) 发表:
设计理念不错,离永动机不远了.
巨轮自转的惯量可以很大,象地球一样,永不停止,但输出的能量有限,趋于零.

这位版友应该是完全理解错了,也许根本没有看清写的什么!
这只是一个象电池那样的储能装置,不是发动机之类装置,与永动机何干?
而且,你的“能量有限,趋于零”这样轻率的结论有何根据?不会你连小时候玩的陀螺都不知道吧?!
请看一则报道

北京市电力公司装备最新飞轮发电车

本报讯(记者瞿剑)普通发电车在执行供电保障时需一直处于“热备用”状态,发电机组始终是在运行;而北京市电力公司8月5日开始装备的飞轮发电车可以先将发电机组处于“冷备用”状态,用户内部一旦发生电源波动或中断等问题,该车将首先由飞轮运行发电,同时向发电机组发出紧急启动命令,既可以节约能源,又具备可靠供电保障。 据北京市电力公司试验研究院不停电作业工区书记赵劲松介绍,此次最新装备的两台250千伏安移动式飞轮发电车,系京电联合汽车厂商共同研制,具备多项国内领先技术。该车将UPS不间断电源车跟发电车相结合,大大增强了输出电源的稳定性,特别适用于银行、证券交易所的数据中心和医疗仪器等对电源稳定性要求更强的电力客户。 记者在现场看到,该车主体由一辆载货汽车和一个复合玻璃钢车厢组成,车身长10.84米、宽2.495米、高3.78米;车厢焊接在该车底盘上,厢内安装有发电设备和2组电缆线轴。据了解,该车发电系统操作简便,在执行任务时只需一名技术人员即可完成供电保障工作。京电方面的专家在该车改造过程中,加入了二次ATS系统,实现了两台车的联合使用,提高了供电容量及供电可靠性。
tutm
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原文由 wccd(wccd) 发表:
但愿不是永动机!如果真有此事那可是一个大发明!

这位版友可以完全不必有此担心,请看清楚了,这只是个象蓄电池那样的储能装置,不是发动机,与永动机何干啊?!也许你是被上面19楼朋友的怀疑误导了吧?!
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2011/2/10 16:47:07 Last edit by tutm
ghcily
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原文由 tutm(tutm) 发表:
原文由 wccd(wccd) 发表:
但愿不是永动机!如果真有此事那可是一个大发明!

这位版友可以完全不必有此担心,请看清楚了,这只是个象蓄电池那样的储能装置,不是发动机,与永动机何干啊?!也许你是被上面19楼朋友的怀疑误导了吧?!


呵呵,永动机跟这个是两码事啊,这个存储装置,首先得给他输入电能然后才能输出。
phaenix
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^^^^^这种东西~~民用的话有人敢用么?
先不说价格问题(磁悬浮轴承+承受不间断20万转速的转子+全封闭式真空设计)
让一辆轿车行驶600公里的动能全部集中在一个高速自转的转子上,估计在城市一出现撞车之内的事件损坏了电池的话,那这个转子可比血滴子厉害多了……
peterh
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很有意思的新兴技术啊,但其实就是电能-机械能-电能的过程,物理学上很常见的。分析下,从爱因斯坦方程E=m*c^2出发,可知飞轮储能大小与质量仅呈单一线性关系,而与转动速度呈平方关系。所以,通过增加飞轮转速可大幅提高飞轮蓄电系统的蓄电能力。随之而来的问题是要求飞轮具有较大的机械强度以及由于转动风阻带来的能量损失。我查阅了近期文献发现当前用于制造飞轮的材料多采用碳纤维复合材料,具有非常高的机械强度,飞轮可以在极高转速下运行而不发生破碎(如德州大学奥斯汀分校的课题组采用复合材料制造的飞轮在近50000 rpm的转速下正常进行了90000多次充放电过程)。风阻损失则通过将飞轮置于真空容器中来解决,当然不能完全去除损失(绝非永动机)。
商业应用我现在查到以下两家公司:
Piller公司(德国,Osterode)为AMD半导体制造车间供电的热电发电站(德国,Dresden)安装了飞轮型蓄电系统。Active Power公司(德克萨斯,奥斯汀)宣布向塑料制造厂商交付17套飞轮蓄电系统(总额定功率为4.75 MW)。另外,据说美国军方航母上的弹射器用电磁弹射器代替蒸汽弹射器就要用到飞轮蓄电池。还有美国太空站的确已经使用了这种新型设备,我查到了相关的图纸,但是由于保密,分辨率不高,咱们中国科学家可要加油了啊,呵呵。
给楼主补上一张原理图和实物图以飨读者(图片参考资料:Flywheel Batteries Come Around Again  by  ROBERT HEBNER & JOSEPH BENO (The University of Texas at Austin)  ALAN WALLS (Science Applications International Corp.))。middle
middle
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2011/2/11 22:21:13 Last edit by peterh
peterh
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原文由 Mitchell(mitchell_dyzy) 发表:
原文由 tutm(tutm) 发表:
原文由 ghcily(ghcily) 发表:
厉害!
头一次看到,一旦可用前途无量!
就是不知道成本如何?

呵呵,有报道说美国已在太空站上使用这种电池了。国内,北京有家公司已经在试做了,据说广州亚运会上有台备用的发电车就是用的这个。


很期待这种技术普及哦,充电这么快,希望也不贵,让我们普通人能消费得起


查到来自IEEE杂志的一组数据(2002年的),大家可以看看做个比较:铅酸蓄电池成本为每千瓦$ 50-$ 100;飞轮蓄电池成本为每千瓦$ 400-$ 800;超导电磁蓄电系统(SMES, superconducting magnetic energy storage)为每千瓦大于$ 300。应该说和现在的燃料电池(电极用铂材料)应该是具有可比性的。
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2011/2/11 22:44:15 Last edit by peterh
tutm
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呵呵,谢谢peterh朋友补充的资料,这个确实已经从实验室走进实用开发了,只是现在用量不大,所以价格很高,但相信如果能够普及,价格不会是发展的阻碍。
tutm
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再补充一下,小时候看到1973年一份国内翻译的杂志上介绍这种技术,说储能量取决于材料强度(并不是通常想象的质量),当时还没有碳纤维,现在应该在材料强度方面,问题已不是太大了。
peterh
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原文由 phaenix(phaenix) 发表:
^^^^^这种东西~~民用的话有人敢用么?
先不说价格问题(磁悬浮轴承+承受不间断20万转速的转子+全封闭式真空设计)
让一辆轿车行驶600公里的动能全部集中在一个高速自转的转子上,估计在城市一出现撞车之内的事件损坏了电池的话,那这个转子可比血滴子厉害多了……


我也认为安全问题真的是一个很大的问题,就向氢燃料汽车一样存在安全隐患。查了一些资料,现在由美国国防部高级研究计划局、休斯顿高速运管会和太空总署三方共同出资就飞轮蓄电池的安全问题进行了研究。从以下三个方面对飞轮蓄电池模块的安全指标进行监控:飞轮安全旋转速度余量远高于额定值;采用高灵敏度传感器监控飞轮磁性轴承的动态变化,在出现极度偏移情况时自动停止高速转动;采用高冲击强度容器装载飞轮,以防止飞轮高速旋转过程中发生飞轮破碎时伤及人员。
阿迈
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