鉅大LARGE | 點擊量：573次 | 2019年03月14日
新飛輪引發(fā)了對儲能突破的希望
如果只有人能夠解決存儲問題-如何大規(guī)模地廉價存儲大量電力，可再生能源可能是世界上主要的能源來源？電池太貴，不能持續(xù)足夠長的時間。抽水電站很便宜但對大多數(shù)地方來說都不可行。蓄熱很有前景，但仍然太昂貴或難以擴展。壓縮空氣價格便宜且可擴展，但效率不高（盡管LightSail是一家由PeterThiel，VinoldKhosla和比爾蓋茨支持的新公司，希望改變這種狀況）。飛輪怎么樣？最大的玩家BeaconPower于2011年破產。
然而，飛輪可能正在獲得第二次生命。硅谷發(fā)明家比爾格雷擁有一種新的飛輪設計，可以以每千瓦1,333美元的價格提供分布式和高度可擴展的存儲，使其與泵送水力和壓縮空氣相比具有價格競爭力。效率超過80％，可與最佳存儲替代品相媲美，并提供10年保修。它將成為具有太陽能光伏（PV）系統(tǒng)的離網(wǎng)房屋的完美補充，能夠在大多數(shù)太陽能光伏系統(tǒng)的充電時間內在5小時內完全充電-并且可以存儲15千瓦時的電力，足夠從日落到日出經營一個不起眼的房子。
Gray將他的發(fā)明稱為Velkess（用于VEry大型動能儲存系統(tǒng)）。他目前正在Kickstarter活動中為原型籌集資金。
Velkess通過更好地管理旋轉質量的自然“擺動”來改進傳統(tǒng)的飛輪。傳統(tǒng)的飛輪非常昂貴，因為工程師將車輪旋轉的自然軸線與發(fā)電機的所需旋轉對齊。因此，他們總是努力使用非常昂貴的磁鐵和軸承，高精度工程和高級碳纖維或剛性鋼等材料來最小化車輪的自然擺動。Beacon用于電網(wǎng)存儲的飛輪每兆瓦時耗資高達300萬美元。
格雷不是試圖對抗擺動，而是通過將車輪懸掛在萬向節(jié)內來重定向它-這一概念使陀螺儀工作。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Velkess中的萬向節(jié)是不對稱的，因此兩個旋轉軸-飛輪軸以及驅動無刷感應直流電機的轉子軸不在同一平面上，并且具有不同的頻率周期。這抑制了使傳統(tǒng)飛輪難以控制的共振效應（其中一個平面中的共振干擾可能會加劇，直到設備破碎）。使用萬向節(jié)，一個平面內的共振被轉換為另一個平面，這在同一頻率下是非共振的。因此，僅需要非常寬松的工程公差-大約十六分之一英寸-來構建該裝置。
Gray依靠德克薩斯A＆M大學退休教授機械工程師JohnVance的開創(chuàng)性工作，他對飛輪，機械振動和轉子動力學進行了廣泛的研究。格雷還降低了材料成本。而不是用昂貴的鋼鐵或碳纖維制造輪子，格雷用廉價的“E-玻璃”級玻璃纖維制造出來-與用于浴室門和釣魚竿的東西相同。因為它是一種更加靈活的材料，當玻璃纖維輪的旋轉速度發(fā)生變化時，它比鋼或碳纖維更容易翹曲和擺動。
當其他飛輪制造商專注于提高密度和發(fā)電量時，格雷專注于降低存儲的資本成本似乎已經得到了回報。格雷說，Velkess每兆瓦時可以存儲300,000美元的電費，約為Beacon單位成本的十分之一?！拔液芨吲d看到這個概念得到宣傳，因為我相信它有成功的希望，”萬斯談到Velkess。
Gray的設計還可以更容易地控制其最關鍵部件的可能故障：車輪本身和軸承。因為飛輪是成千上萬根光纖的束，如果一根光纖斷裂，它就會擺脫束而不是直接對車輪的其余部分施加壓力并使其斷裂。飛輪將簡單地“脫落”輕質材料。
對于軸承，Velkess使用“角接觸陶瓷混合”（氮化硅）球軸承在不銹鋼軌道中運行，其中軸承和推力載荷都漂浮在磁鐵上。如果軸承開始失效，它們產生的熱量將在早期由一個簡單的溫度傳感器檢測到。
在發(fā)生災難性事件之前很久就可以很容易地檢測出任何類型的故障，從而允許設備發(fā)出警告并觸發(fā)關機。在離網(wǎng)關閉時，該裝置將排出熱空氣直至其旋轉至停止-大致相當于運行10小時的1,500瓦干發(fā)器。在并網(wǎng)應用中，它可以簡單地將電力轉儲到電網(wǎng)。
整個裝置裝在真空密封的鋼箱內，與家用冰箱的占地面積大致相同，只有一點點。飛輪本身的高度和直徑約為66x66厘米，重約340公斤。
它將進行優(yōu)化，在27安培時提供高達3千伏安的連續(xù)功率輸出，但可以處理水泵和圓鋸等重型設備啟動時出現(xiàn)的更高“爆發(fā)”功率負載。該裝置可以以任何速率放電至三千瓦，直到飛輪旋轉至其“完全放電”的速度為每分鐘9,000轉。
格雷打算首先針對48伏離網(wǎng)住宅市場，其中Velkess將成為典型48伏電池系統(tǒng)的直接替代品。之后是240伏的住宅和小型商業(yè)市場，當電網(wǎng)停電時，Velkess可以為并網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)提供備用。最終，他希望進入600伏的公用事業(yè)規(guī)模太陽能市場。
在Beacon失敗的情況下，Velkess可能會成功。與大多數(shù)競爭對手一樣，后一種設備只能在非常短的時間內釋放大量電力，而格雷則會做相反的事情：它可以根據(jù)需要緩慢放電幾小時。而Beacon的系統(tǒng)非常昂貴以至于它對工業(yè)應用來說才真正有意義，而Grey的價格便宜到足以在住宅和小型商業(yè)市場中獲得良好的經濟意義。
下一篇：歐洲鋰電市場分析
