飛輪電池的應(yīng)用十分廣泛,但主要分為兩大類(lèi)型~(7:一是作為儲(chǔ)能用的如衛(wèi)星和空間站的電源,車(chē)輛的動(dòng)力裝置,各種重要設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備等)的不間斷電源(UPS)等;二是作為峰值動(dòng)力用的,如電力系統(tǒng)峰值負(fù)載的調(diào)節(jié),分布式發(fā)電系統(tǒng)中電網(wǎng)電力的波動(dòng)調(diào)節(jié),混合動(dòng)力車(chē)輛負(fù)載的調(diào)節(jié),運(yùn)載火箭和電磁炮等的瞬時(shí)大功率動(dòng)力供應(yīng)源,脈沖動(dòng)力設(shè)備等。

1.在電動(dòng)汽車(chē)和軍用車(chē)輛上的應(yīng)用

目前,飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可以單獨(dú)或與其他動(dòng)力裝置一起混合用于電動(dòng)汽車(chē)上，極大地改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性以及汽車(chē)尾氣的排放狀況(8]~[1。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在軍事車(chē)輛的脈動(dòng)負(fù)載和運(yùn)行負(fù)載調(diào)節(jié)方面也擔(dān)負(fù)重要角色,如德克薩斯大學(xué)奧斯丁電動(dòng)力學(xué)研究中心(UT-CEM)就為軍用車(chē)輛開(kāi)發(fā)了脈動(dòng)負(fù)載和運(yùn)行負(fù)載調(diào)節(jié)的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)!21,該系統(tǒng)能儲(chǔ)存 25MJ的能量,能提供5MW的瞬時(shí)功率,可滿足14t級(jí)軍用車(chē)輛的脈動(dòng)動(dòng)力要求。

2.在衛(wèi)星和航天器上的應(yīng)用

Fare 公司、馬里蘭大學(xué)及受 NASA 資助的劉易斯(Lewis)研究中心共同開(kāi)發(fā)了空心飛輪系統(tǒng)[8[4,它是將馬里蘭大學(xué)的500W·h的空心飛輪系統(tǒng)按比例縮小成50 W·h的空心飛輪系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于近距離地球軌道(LEO)衛(wèi)星和地球同步軌道(GEO)衛(wèi)星的動(dòng)力裝置,取代了原先的化學(xué)電池。同時(shí),它結(jié)合飛輪儲(chǔ)能和衛(wèi)星的姿態(tài)控制,使其優(yōu)勢(shì)更加明顯I04]

3.在電熱化學(xué)炮、電磁炮上的應(yīng)用

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在電磁炮應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì),有一種8級(jí)逐級(jí)驅(qū)動(dòng)的線性感應(yīng)線圈發(fā)射炮能將3kg的炮彈以2km/s的速度發(fā)射!7。電熱化學(xué)炮要求在1-5ms內(nèi)將脈動(dòng)動(dòng)力傳到槍炮后膛,而由飛輪儲(chǔ)能裝置構(gòu)成的脈沖盤(pán)交流發(fā)電機(jī)(PDA)就能適應(yīng)這種要求[8

4.用于電力質(zhì)最和電網(wǎng)負(fù)發(fā)調(diào)節(jié)

電力質(zhì)量問(wèn)題是一直困擾著電力工業(yè)的老大難問(wèn)題。但隨著UPS市場(chǎng)的發(fā)展壯大,各種重要的敏感設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備等)受電網(wǎng)電力波動(dòng)或突然的電力供應(yīng)中斷而造成的損失問(wèn)題逐步得到了解決。作為飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng),它完全可以擔(dān)負(fù)起 UPS的職能,而且電力供應(yīng)質(zhì)量可大大改善,供電時(shí)間可大大延長(zhǎng)。此外,大功率、高儲(chǔ)能的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以用來(lái)調(diào)節(jié)電網(wǎng)用電高峰的電力供應(yīng),使其電網(wǎng)負(fù)載更加平穩(wěn)[20]~[22。在以風(fēng)力發(fā)電的機(jī)組中,應(yīng)用飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可使輸出電壓更加平穩(wěn)[2sJ[24]

5.不間斷電源(UPS)

不間斷供應(yīng)電源有著強(qiáng)大的應(yīng)用市場(chǎng)。除目前通用的UPS外，飛輪電池作為一支新生的力量已經(jīng)逐步參與到 UPS市場(chǎng)中來(lái)。

審核編輯 黃宇