网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

国产“风火轮”,或成储能最佳方案!

0
分享至

出品|网易新闻

导语:全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目在四川德阳试运行,能在两小时内存够两万度电,足够六十多个家庭使用一个月。整个“充放电”过程都不会产生任何废弃物,是飞轮储能这一理论落地的突破性进展。

一、技术进步推动飞轮储能进入“临界点”

飞轮储能是一种比较传统的物理储能方式,原理也很简单,利用飞轮的转动作为储能的介质:在充能阶段,电能通过电机带动飞轮加速转动,以飞轮上动能的形式把能量储存起来;在放能阶段,高速旋转的飞轮利用自身的动能拖动电机来重新发电,系统通过控制飞轮的转速来控制电能与动能的转换输出。


飞轮储能装置结构图

飞轮储能的思想早在一百年前就有人提出,但是由于各个方面技术条件的制约,在很长时间内都没有实质性突破。主要是由于三方面的问题:

作为飞轮储能的核心,对转子材料的性能要求严苛,越高的转速带来越高的储能极限,但高转速却极大考验了转子材料的力学性能。如果极高转速带来转子的形变,则会降低效率,而基于高强度碳纤维复合材料的转子提高了材料的极限,相比于之前的合金材料,它能够极大增加单个转子的动能储量。


碳纤维转子极大提升了储能极限

转子在极高转速过程中,受到的阻尼越大(时间越长),则这套系统所做的无用功越多,储能效率越低。过去的转子基于轴承,物理摩擦造成的损耗很大,此外空气本身的阻尼也会消耗存储的动能。随着磁悬浮稳定(磁支撑)技术和真空技术的发展和普及化,飞轮转子的机械摩擦损耗和空气阻尼损耗已经最大程度地下降。

人类的电控技术在新世纪以来得到了极大的发展。在信息化系统的加持下,能够精准地控制充放电及其对应的转子动能,避免了过去只能“满充满放”的问题。其响应速度已经达到了毫秒级,作用在电网上,能够使得充放电策略能够更加灵活。


飞轮储能系统工作原理

人类其他方面技术的进步使飞轮储能从理论变为了现实。总体来看,相关技术的普及化已经让飞轮储能突破了工程化和商业化的临界点,而我国在该技术的推广中无疑占得了先机。

二、电力“削峰填谷”要靠它



我国的电网系统是全世界最大的电网系统,如何保障国民生产生活中的电力供应,同时减少电量的浪费是一个永恒的课题。清洁能源是大势所趋,但是它天生的不稳定性需要通过一块巨大的“海绵”来平衡,如何让电能尽可能多地留在电网中需要众多方法来实现。为了兼顾清洁和高效,电网中必须配备足够“削峰填谷”的储能手段。


“削峰填谷”需要依赖大量储能装置

传统的储能方式主要是基于电池,具有制造和维护成本高、污染大、能量密度低、安全性差、充放电速度慢等劣势。以上的种种原因使得我国着力探索更高效的物理储能方案。

飞轮储能被视作最具发展前途的短时大功率储能技术之一,在实验室条件下能做到约10kW/kg的功率密度,大约是传统锂电池的三十倍。它具有充放电迅速、工作效率高、使用寿命长、储能密度高等优点,同时它的内部没有任何化学反应、安全性高、整体系统相对小巧,相比于电池储能更不受地理条件限制,修建和维护更方便。由于不同的原理,它可以轻松实现大功率的快速充放电,飞轮储能在电力系统快速负荷的消纳上具有独特优势,突破了化学能的极限。相对而言,电池的充放电则有功率上的限制。因此对于电网调控来说,飞轮储能能够有效平滑电网波动性,解决间歇性的用电峰谷,实现电网安全稳定运营,这条技术路线的上限要高得多。

三、大功率电磁技术与之息息相关

在军事领域,技术领先的强国也同样在探索飞轮储能方案的应用。传统的化学能方案都有一个功率极限,一旦能量的爆发功率超出了这一个极限,就面临着成本和可靠性的问题,甚至在理论上都无法实现,而军事装备通常都对重量和体积敏感,因此寻找大能量密度、大输出功率的方案是一个亟待解决的问题。


我国正加紧研发电磁炮

结合军事装备的使用场景来看,飞轮这种储能装置具备很大的应用前景,它的检修成本低、寿命高、充放电速度快,对运行环境和温度完全不敏感,极端条件下可靠性高。例如中美都在着力发展的航母电磁弹射和战舰电磁炮方面的技术,能够克服传统方案的很多先天问题,但都需要动用超越传统方法理论极限级别的功率:航母电磁弹射器做功一次的瞬间输出超过六万千瓦,基本相当于万吨驱逐舰峰值功率;电磁炮发射的时间极短,但瞬间功率更为惊人,超过三百万千瓦,基本相当于一个大型水电站的瞬间发电功率。

类似的电磁装置的瞬间功率都超过了普通电网的极限,为了实现瞬间的强大放电能力,海军先进国家均采用了飞轮作为储能方案保障电磁装置工作。

我国“福建”号的电磁弹射装置上配备了飞轮储能系统,充分满足了峰值功率的输出要求(为美国电磁弹射系统的两倍)。飞轮储能能量利用效率更高、启动时间更快,有了飞轮储能提前储存电能,舰载机可以在需要时快速升空。且储能飞轮的寿命至少可以满足几十万次充放电循环,其寿命远超传统的蒸汽弹射方案,是质的突破。


航母电磁弹射装置可使用飞轮储能系统

结语:

乘着新技术的“东风”,飞轮储能这一超过百年的理论设计越来越多地被实际应用,开始走进人们的生活中。在政策的支持下,飞轮储能这项高效储能技术正被积极研发、逐步推广,应用于电网“削峰填谷”的节奏有望持续加快。我们有理由相信,飞轮储能方案在未来会更多地被应用在高端领域中。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
马斯克亲口承认:全球只有3家拥有足够数据!自己不在其中

马斯克亲口承认:全球只有3家拥有足够数据!自己不在其中

新智元
2026-10-12 11:38:50
殴打东航空姐、社会巨婴国企高管欧某面相分析

殴打东航空姐、社会巨婴国企高管欧某面相分析

道术意义
2026-10-12 06:45:21
打瘫沙特首都机场,“拖鞋军”已成中东狠角色 | 京酿馆

打瘫沙特首都机场,“拖鞋军”已成中东狠角色 | 京酿馆

新京报
2026-10-12 14:42:34
一家三口入住佛山一酒店被困卫生间4小时,父亲称孩子没穿衣服,再晚点开门可能会失温,自己撞门致肋骨骨折,酒店:愿支付房费20倍的补偿

一家三口入住佛山一酒店被困卫生间4小时,父亲称孩子没穿衣服,再晚点开门可能会失温,自己撞门致肋骨骨折,酒店:愿支付房费20倍的补偿

潇湘晨报
2026-10-12 12:33:10
余承东为何搞不定懂车帝?黑社会都懂这个道理

余承东为何搞不定懂车帝?黑社会都懂这个道理

新浪财经
2026-10-12 09:36:38
霸王茶姬发布内部感谢信:发放1350万元专项奖励,其中350万为“伙伴团建费”,1000万为“伙伴激励专项红包”,奖励将尽快落实到员工手中

霸王茶姬发布内部感谢信:发放1350万元专项奖励,其中350万为“伙伴团建费”,1000万为“伙伴激励专项红包”,奖励将尽快落实到员工手中

大风新闻
2026-10-12 20:23:20
松岛辉空:日本人在中国参赛,一旦有赢王楚钦孙颖莎的实力就被喝倒彩

松岛辉空:日本人在中国参赛,一旦有赢王楚钦孙颖莎的实力就被喝倒彩

梦忆之浅
2026-10-12 15:18:49
委总统马杜罗社交平台更新:与妻子已在纽约监狱遭受不公正关押282天,每天都收获大家的声援与支持,呼吁民众采取持续行动

委总统马杜罗社交平台更新:与妻子已在纽约监狱遭受不公正关押282天,每天都收获大家的声援与支持,呼吁民众采取持续行动

大风新闻
2026-10-12 15:10:07
吴亦凡「狱中发福照」韩网疯传!脸圆一圈认不出⋯惊人真相曝光

吴亦凡「狱中发福照」韩网疯传!脸圆一圈认不出⋯惊人真相曝光

ETtoday星光云
2026-10-12 10:47:47
悉尼奥运会前,袁伟民坚决反对“马家军”参赛:大不了不当局长了

悉尼奥运会前,袁伟民坚决反对“马家军”参赛:大不了不当局长了

小莜读史
2026-10-12 09:38:33
武网战报,17岁新星2-0意外创造历史、将遇中国金花,再有选手退赛

武网战报,17岁新星2-0意外创造历史、将遇中国金花,再有选手退赛

篮球热嗖
2026-10-12 19:07:22
突发!郑钦文因右肩伤势连续两年退出武网 24年曾获武网亚军

突发!郑钦文因右肩伤势连续两年退出武网 24年曾获武网亚军

醉卧浮生
2026-10-12 11:24:19
一个正处级女局长被举报婚内出轨至少8人,纪委说她没事

一个正处级女局长被举报婚内出轨至少8人,纪委说她没事

八荒果子
2026-10-12 15:58:19
江淮汽车市值跌破500亿元

江淮汽车市值跌破500亿元

财闻
2026-10-12 11:08:21
周总理去世后,毛主席考虑让张春桥当总理,毛远新却说:他有点阴

周总理去世后,毛主席考虑让张春桥当总理,毛远新却说:他有点阴

南书房
2025-07-04 15:40:03
郑钦文特意化了妆参加发布会!球迷吐槽:恐怖 老了10岁 拉黑化妆师

郑钦文特意化了妆参加发布会!球迷吐槽:恐怖 老了10岁 拉黑化妆师

风过乡
2026-10-12 06:24:15
被骗缅北女孩结局:所有女孩先轮奸,然后按颜值分级,漂亮的更惨

被骗缅北女孩结局:所有女孩先轮奸,然后按颜值分级,漂亮的更惨

胡侃社会百态
2026-10-12 10:14:57
懂车帝被“围攻”之际,人民日报出手了!

懂车帝被“围攻”之际,人民日报出手了!

仕道
2026-10-12 11:08:21
台州一摩天轮未关门载人升空,系操作员马虎,已开除

台州一摩天轮未关门载人升空,系操作员马虎,已开除

都市快报橙柿互动
2026-10-12 18:17:38
人社部副部长李忠:现在还有一些人没有参保,这些人到底在哪儿,要通过各种方式把人找到,动员参保

人社部副部长李忠:现在还有一些人没有参保,这些人到底在哪儿,要通过各种方式把人找到,动员参保

每日经济新闻
2026-10-12 17:39:28
2026-10-12 21:16:49
了不起的中国制造 incentive-icons
了不起的中国制造
从未停止追赶
1043文章数 5214872关注度
往期回顾 全部

科技要闻

尊界:10月底确认制动踏板支架升级方案

头条要闻

8千元小狗遭仅退款 商家驱车600公里上门顾客称狗已死

头条要闻

8千元小狗遭仅退款 商家驱车600公里上门顾客称狗已死

体育要闻

一周吃6顿披萨的胖子,也能单防姆巴佩?

娱乐要闻

张艺谋身体状况曝光 陈婷不再顾及体面

财经要闻

尊界,是江淮的救命车还是失血引擎?

汽车要闻

全新smart精灵2号来了 两门两座 传承经典纯电进化

态度原创

时尚
本地
家居
教育
公开课

早秋穿衣别只认准黑色,看看这几款绿色单品,清新养眼又减龄

本地新闻

踏访沙县第一村,寻国民小吃本源

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

教育要闻

六年级开学第一个月,小升初家长最该盯的三件事(不是分数)

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版