山梨县的米仓山光伏电站已经演示了使用高温超导磁轴承 (SMB) 的飞轮储能系统 (FESS) 的应用。为了将 FESS 作为一种能够防止取消再生制动的系统应用于铁路,必须增加其储能容量。因此,进行了高达 158 kN 的悬浮力试验和确定悬浮力蠕变特性的试验,以验证 SMB 悬浮力的裕度。此外,为了评估 SMB 悬浮和旋转特性在转速反复变化下的长期可靠性和耐久性,正在开发能够同时测试 SMB 悬浮和旋转状态的新型 SMB 测试设备。
随着越来越多的可再生能源被安装以实现离网地区的可持续能源使用,储能部署变得十分必要。然而,电池价格仍然阻碍了大规模部署。飞轮是为微电网应用开发的储能技术之一,它通过旋转动能储存能量,通常适用于大功率应用。随着长放电飞轮的出现,例如 Amber Kinetics ® 和 Beacon Power ® 正在销售的飞轮,它们可以用于以电池为主的微电网。本研究对微电网应用中的长放电飞轮和公用事业规模锂离子电池进行了技术经济比较和敏感性分析。结果显示,在测试配置中,基于飞轮的混合能源系统的平准化电力成本 (LCOE) 最低,为 0.345 美元/千瓦时,可再生能源占 62.4%。长放电飞轮相对于锂离子电池在微电网市场上的竞争力取决于柴油价格、锂离子电池价格的预期下降以及锂离子电池寿命的提高。
图 1:当前发电结构满足未来电网需求的能力 图 1 表明,需要新的技术解决方案来应对未来电网稳定性的挑战,并且如今,借助日前生产计划和竞标、日内、小时内和辅助服务交易等市场工具,许多 5 分钟至 5 小时的波动都可以得到很好的平衡,并且具有很高的灵活性。目前,其余波动很容易通过发电厂或存储设施或受控可再生能源(如风力涡轮机或更大的可控太阳能装置)提供的典型频率调节市场机制来覆盖。5 小时以上和 24 小时以下的波动可能会给传统火力发电厂带来问题。如果需要它们用于日内峰值和/或电网稳定服务,它们至少需要以总容量的 30% 到 40% 运行。因此,它们阻塞了原本可以用可再生能源填补的能源空缺。这限制了进一步减少二氧化碳污染和增加可再生能源份额。另一方面,尤其是这些传统的火力发电厂提供了稳定当今电网频率所需的大量惯性。一个很好的例子是爱尔兰,它只有一个弱互联的孤岛电网,而可再生能源渗透率正增长到 50%。目前,可再生能源的增长受到电网稳定性的限制
第一部分对再生能量存储系统进行了粗略的概述。首先,我们考虑了它们在节能减排方面的潜力。看来,移动应用的能量存储对于未来的环保车辆来说将变得非常重要。许多调查显示,城市地区的车辆应用在节能减排方面具有相当大的潜力。这是通过制动能量回收和原动机转换改进实现的。目前,已实现的车辆应用再生能量存储系统在体积和重量方面的能量存储和功率容量太有限,无法成功应用。另一方面,看来飞轮能量存储系统为移动应用提供了最好的前景。然而,需要进一步优化这种系统才能实现大规模应用。
第一部分对再生能源存储系统进行了粗略的盘点。首先,我们考虑了它们在节能减排方面的潜力。看来,移动应用的能源存储对于未来的环保车辆来说将变得非常重要。许多调查显示,城市地区的车辆应用在节能减排方面具有相当大的潜力。这是通过原动机的制动能量回收和转换改进实现的。目前,已实现的车辆应用再生能源存储系统在体积和重量方面的能量存储和功率容量过于有限,无法成功应用。另一方面,看来飞轮储能系统为移动应用提供了最好的前景。然而,需要进一步优化这种系统才能实现大规模应用。
第一个 OAST 集成飞轮技术研讨会于 1983 年 8 月 2-3 日在马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心举行。这次研讨会的目的是评估集成飞轮系统技术的最新水平,确定此类系统概念的潜力,确定需要开发的关键技术领域,并确定范围和定义一个适当的计划以协调此技术领域的活动。为了实现这些目标,来自 NASA 总部和 NASA 现场中心的参与者以及能源部 (DOE) 的代表报告了各种权衡和规模分析以及每个组织开展的概念技术计划。本文档提供了研讨会出席者的名单。此外,由六个代表 NASA 现场中心各选出的一名成员组成的小组讨论了关键技术、系统集成、技术计划论证和定义等问题。小组成员列于表 i 中。