飛輪電池的應用十分廣泛,但主要分為兩大類型~(7:一是作為儲能用的如衛星和空間站的電源,車輛的動力裝置,各種重要設備(如計算機、通信系統醫療設備等)的不間斷電源(UPS)等;二是作為峰值動力用的,如電力系統峰值負載的調節,分布式發電系統中電網電力的波動調節,混合動力車輛負載的調節,運載火箭和電磁炮等的瞬時大功率動力供應源,脈沖動力設備等。

1.在電動汽車和軍用車輛上的應用

目前,飛輪儲能系統可以單獨或與其他動力裝置一起混合用于電動汽車上，極大地改善汽車的動力性和經濟性以及汽車尾氣的排放狀況(8]~[1。飛輪儲能系統在軍事車輛的脈動負載和運行負載調節方面也擔負重要角色,如德克薩斯大學奧斯丁電動力學研究中心(UT-CEM)就為軍用車輛開發了脈動負載和運行負載調節的飛輪儲能系統!21,該系統能儲存 25MJ的能量,能提供5MW的瞬時功率,可滿足14t級軍用車輛的脈動動力要求。

2.在衛星和航天器上的應用

Fare 公司、馬里蘭大學及受 NASA 資助的劉易斯(Lewis)研究中心共同開發了空心飛輪系統[8[4,它是將馬里蘭大學的500W·h的空心飛輪系統按比例縮小成50 W·h的空心飛輪系統。該系統用于近距離地球軌道(LEO)衛星和地球同步軌道(GEO)衛星的動力裝置,取代了原先的化學電池。同時,它結合飛輪儲能和衛星的姿態控制,使其優勢更加明顯I04]

3.在電熱化學炮、電磁炮上的應用

飛輪儲能系統在電磁炮應用中具有明顯優勢,有一種8級逐級驅動的線性感應線圈發射炮能將3kg的炮彈以2km/s的速度發射!7。電熱化學炮要求在1-5ms內將脈動動力傳到槍炮后膛,而由飛輪儲能裝置構成的脈沖盤交流發電機(PDA)就能適應這種要求[8

4.用于電力質最和電網負發調節

電力質量問題是一直困擾著電力工業的老大難問題。但隨著UPS市場的發展壯大,各種重要的敏感設備(如計算機、通信設備和醫療設備等)受電網電力波動或突然的電力供應中斷而造成的損失問題逐步得到了解決。作為飛輪儲能系統,它完全可以擔負起 UPS的職能,而且電力供應質量可大大改善,供電時間可大大延長。此外,大功率、高儲能的飛輪儲能系統還可以用來調節電網用電高峰的電力供應,使其電網負載更加平穩[20]~[22。在以風力發電的機組中,應用飛輪儲能系統可使輸出電壓更加平穩[2sJ[24]

5.不間斷電源(UPS)

不間斷供應電源有著強大的應用市場。除目前通用的UPS外，飛輪電池作為一支新生的力量已經逐步參與到 UPS市場中來。

審核編輯 黃宇