飛輪儲能系統(tǒng)將能量儲存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子中，具有高功率密度、無環(huán)境污染、使用壽命長、運(yùn)行溫度范圍廣、充放電次數(shù)無限制等優(yōu)點，已經(jīng)在電能質(zhì)量控制和不間斷電源、電力系統(tǒng)調(diào)頻、航天衛(wèi)星中的姿態(tài)控制和儲能、軌道交通中的制動能量回收等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)的項目數(shù)據(jù)庫，除UPS外，應(yīng)用于電網(wǎng)儲能領(lǐng)域的飛輪儲能項目，自2010年以來，規(guī)劃、在建和已經(jīng)投運(yùn)共14個，共計81MW，主要應(yīng)用在電力市場調(diào)頻、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、軌道能量回收等領(lǐng)域。
飛輪儲能在不同應(yīng)用領(lǐng)域中開展項目的數(shù)量占比
飛輪儲能在不同應(yīng)用領(lǐng)域中開展項目的裝機(jī)容量占比
調(diào)頻是飛輪儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。自Beacon Power在美國Hazle安裝20MW的飛輪系統(tǒng)后，加拿大安大略省也分別規(guī)劃一個5MW和2MW的飛輪儲能項目，為安大略省電力市場提供輔助服務(wù)。值得一提的是，今年上半年愛爾蘭EirGrid公司規(guī)劃了歐洲首個飛輪儲能項目，規(guī)模同樣達(dá)到20MW，這說明繼北美電力市場之后，歐洲電力市場也開始呈現(xiàn)出對調(diào)頻資源的需求，而飛輪作為快速調(diào)節(jié)資源已經(jīng)開始獲得歐洲電網(wǎng)運(yùn)營商的認(rèn)可。
飛輪儲能系統(tǒng)主要供應(yīng)商
市場已經(jīng)啟動，那么飛輪產(chǎn)品供應(yīng)商都有哪些呢?根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)的項目數(shù)據(jù)庫，自2010年以來，參與上述項目的企業(yè)主要有Beacon Power、VYCON、Temporal Power、Active Power、Amber Kinetics、Boeing、Quantum Energy。其中：
Beacon power成立于20世紀(jì)90年代，業(yè)務(wù)重點逐漸從UPS轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)調(diào)頻領(lǐng)域。
Active Power和VYCON的業(yè)務(wù)都主要在UPS領(lǐng)域，其產(chǎn)品主要用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、工業(yè)(起重機(jī)、鐵路機(jī)車系統(tǒng)等)，用作電力備用。
Temporal Power是一家加拿大公司，成立于2010年，其參與的項目多是加拿大電力市場的電力調(diào)頻領(lǐng)域。
2010年至今，全球各飛輪儲能企業(yè)規(guī)劃、在建、投運(yùn)的項目容量
Beacon power成立于20世紀(jì)90年代，業(yè)務(wù)重點逐漸從UPS轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)調(diào)頻領(lǐng)域。Active Power和VYCON的業(yè)務(wù)都主要在UPS領(lǐng)域，其產(chǎn)品主要用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、工業(yè)(起重機(jī)、鐵路機(jī)車系統(tǒng)等)，用作電力備用。Temporal Power是一家加拿大公司，成立于2010年，其參與的項目多是加拿大電力市場的電力調(diào)頻領(lǐng)域。
值得一提的是，與大家較為熟知的上述公司不同，Quantum Energ是一家成立于2013年的新興公司。近期在圣地亞哥軍事基地參與了FractalGrid微網(wǎng)示范項目。據(jù)QE稱，與其他飛輪相比，QE產(chǎn)品中鋼的設(shè)計不同于傳統(tǒng)的氣缸型，而更像一個飛輪餅，厚度不足2英尺，與Temporal Power和Beacon Power的10,000RPM(轉(zhuǎn)/分)的飛輪相比，速度較慢，約為6000RPM。QE認(rèn)為，相比于高速飛輪，速度較低的飛輪能夠降低來自共振的損害，即，如果一個部件損壞，圓盤將減速旋轉(zhuǎn)并自我磨損至停頓，因此能夠降低失敗率。
飛輪儲能系統(tǒng)的成本
相比于其他儲能技術(shù)，飛輪儲能的成本仍然較高，但是據(jù)部分廠商反映，對于像加勒比海區(qū)域這樣高電價的地方(電價約為$0.40cents/kWh)，用于替代柴油發(fā)電機(jī)組的飛輪系統(tǒng)的回收期是3-5年。在一些偏遠(yuǎn)社區(qū)，回收期甚至能縮短到1年。
125kWh飛輪系統(tǒng)的成本評估
國外相比，我國的飛輪儲能技術(shù)還相對落后，但是近期在關(guān)鍵技術(shù)方面有所突破，部分大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)完成了集成裝置研究?？梢哉f現(xiàn)在我國的飛輪儲能技術(shù)，已經(jīng)處于從實驗室研究向企業(yè)轉(zhuǎn)化的過程中，但目前我國飛輪儲能的文獻(xiàn)數(shù)量在儲能領(lǐng)域的占比仍然很小，未來仍需長足的發(fā)展。
