中國儲能網(wǎng)訊:“飛輪儲能技術(shù)能夠提高電網(wǎng)對可再生能源的接納能力,現(xiàn)在全球至少有3000套基于飛輪儲能的大功率綠色電源安全運(yùn)
行了上千萬小時”,北京航空
航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院院長房建成教授對記者說,“目前,我國的飛輪儲能技術(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段,與國外技術(shù)水平差距在10年以上,我們必須加倍努力。”
房建成教授介紹說,光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等綠色新能源在我國發(fā)展迅猛,但其自身所固有的隨機(jī)性、間歇性、不可控性的特點(diǎn),使得可再生能源電廠不可能像其它傳統(tǒng)電源一樣制定和實(shí)施準(zhǔn)確的發(fā)電計劃,將給電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度帶來巨大壓力;同時,可再生能源的大規(guī)模接入所帶來的局部電網(wǎng)無功電壓和頻率問題、電能質(zhì)量問題等等也不容忽視,會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來顯著影響。
目前,我國電力系統(tǒng)煤電比例較高,在部分地區(qū)又主要是調(diào)峰能力比較差的供熱機(jī)組,核電發(fā)展很快但不能參與調(diào)峰,水電、燃?xì)獍l(fā)電等調(diào)峰性能優(yōu)越的電源所占比例過低,導(dǎo)致現(xiàn)有電力系統(tǒng)接納新能源的能力很弱。我國能源資源所在地多遠(yuǎn)離負(fù)荷地,不得不實(shí)施風(fēng)電、光電的大規(guī)模集中開發(fā)并遠(yuǎn)距離輸送,這進(jìn)一步加大了電網(wǎng)運(yùn)行和控制風(fēng)險。隨著國內(nèi)新能源發(fā)電規(guī)模的快速擴(kuò)大,電網(wǎng)與新能源的矛盾越來越突出。
在各種新型的儲能技術(shù)中,飛輪儲能具有諸多優(yōu)點(diǎn):儲能密度大、效率高、成本低、壽命長、瞬時功率大、響應(yīng)速度快、安全性能好、維護(hù)費(fèi)用低、環(huán)境污染小、不受
地理環(huán)境限制等,是目前最有發(fā)展前途的儲能技術(shù)之一。其原理是電能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)物體的機(jī)械能,然后進(jìn)行能量存儲。在儲能階段,通過電動機(jī)拖動飛輪,使飛輪本體加速到一定的轉(zhuǎn)速,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;在能量釋放階段,電動機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,使飛輪減速,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在美國,10年前現(xiàn)代飛輪儲能電源商業(yè)化產(chǎn)品開始推廣,風(fēng)險投資的大量介入,飛輪儲能技術(shù)獲得了成功應(yīng)用。
房建成教授說,飛輪儲能技術(shù)發(fā)展到一定程度后,能在很大程度上解決新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動性問題,可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,使大規(guī)模風(fēng)電和太陽能發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng),減少溫室氣體排放。
2004年,北京航空航天大學(xué)在“863”項(xiàng)目的支持下研制成功國內(nèi)第一臺航天用外轉(zhuǎn)子磁懸浮儲能飛輪,2005年5月研制成功國內(nèi)第一臺內(nèi)轉(zhuǎn)子磁懸浮儲能飛輪。
十幾年來,在國外嚴(yán)密技術(shù)封鎖的情況下,房建成教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊堅持自主創(chuàng)新,突破了以混合磁懸浮軸承設(shè)計及控制和高速電機(jī)設(shè)計及驅(qū)動控制為核心技術(shù)的磁懸浮慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)研究,主持完成的“衛(wèi)星新型姿控儲能兩用飛輪技術(shù)”項(xiàng)目獲2007年度國家技術(shù)
發(fā)明一等獎,申請國家發(fā)明專利90項(xiàng),已授權(quán)70項(xiàng),擁有全部自主
知識產(chǎn)權(quán)。