飛輪儲能

飛輪能量儲存（英語：Flywheel energy storage，縮寫：FES）系統是一種能量儲存方式，伊通過加速轉囝（飛輪）至極高速度的方式，用以將能量以旋轉動能的形式儲存佇咧系統內底。當釋放能量的時陣，根據能量守恆原理，飛輪的旋轉速度會降低；啊若向系統物件收入能量的時陣，飛輪的旋轉速度會相應地衝懸。

大多數啦 FES 系統使用電流來控制飛輪的速度，同時直接使用機械能的設備嘛當咧研發當中。

高能的 FES 系統所使用的轉子是由高強度碳纖維製成的，並通過磁懸浮軸承實現浮懸，佇咧真空罩內面轉囝的轉 su-khù-tà 到二十 , 空到五十 , 零 rpm。這類飛輪會當佇幾分鐘內底達到所需的速度—— 一直佇其他的形式能量存儲。

主要的元件

一个典型的 FES 系統包括一个用減少摩擦力的真空室，內部配上有軸承牚咧踅仔，佮佮之間連接的一體化電動機佮發電機。其中的軸承會使是滾珠、磁懸浮軸承等等。

第一代 FES 系統使用大型鋼質飛輪，並配以機械軸承。新型系統是採用碳纖維強化樹脂複合飛輪，後者有閣較懸的強度，質量猶閣比前者減輕一个數量級。

為著欲減少摩擦力，有時會使用磁懸浮軸承替代機械軸承。

因為早期的磁懸浮軸承需要佇極低的溫度下作穡以達到超導（SC）狀態，因為天公伯的造價數一直無得著發展，後來高溫超導體（HTSC）出現改變了這个狀態。毋過單純的懸溫超導體欶懸浮軸承雖然會當提供穩定可靠的支持，但是面對大型結構煞真歹提供必須的提升力。所以，目前加採用混合型磁懸浮軸承，即以永磁體弓重載錢，超導體使載荷穩定。超導體能保持載荷穩定是因為其卓越的抗磁性：伊若飛輪偏離中心，因為磁通釘釘仔效應，會產生一个回復力使歸中，這是人講的軸承的磁鋼度。若吸鋼度佮阻尼較低，可能會發生轉軸振動—— 這種超導磁體的固有問題，嘛予超導體磁懸浮軸承難以佇咧 FES 中應用。

磁通釘釘仔效應是飛輪會當穩定懸浮的重要因素，這嘛致使懸溫超導體加比其他材料閣較適合 FES 系統。只要磁通釘釘仔效應有夠強，高溫超導體粉末就會當形成任意形狀。猶毋過佇 FES 系統的實際運行中，因為超導材料的磁通擽擽（flux creep，抑是磁通運動（flux motion）） 效應，飛輪會沓沓仔下降、懸浮力嘛會減弱，按怎克服遮的問題是 FES 中完全由超導體提供浮支撐力所愛面臨的繼續挑戰。

物理特性

能量密度

飛輪轉囝的上大能量密度主要依賴佇兩个因素，第一个是轉子的幾何形，啊若第二个是所使用的材料的屬性。對單一材料，各向同性轉囝這種關係會當表示為

$ { \ frac { E } { m } }=K \ left ( { \ frac { \ sigma } { \ rho } } \ right ) $ ,

其中的變量的定義你若講：

$ E $-斡子的動能 [J]

$ m $-轉子的質量 [kg]

$ K $-轉子的幾何形狀的係數 [無量綱]

$ \ sigma $-材料會使伸強度 [Pa]

$ \ rho $-材料的密度 [kg / m ^ 三]

應用

娛樂

佇環球冒險島的綠巨人浩克雲霄飛車中，設有快速加速上坡啟動，毋是典型的重力下降。這是通過強大的牽引電機將賽車投入賽道實現的。欲實現加緊雲霄飛車全速上坡需要短暫的非常懸的電流，園區利用濟種電動發電機組大飛輪。若無遮的儲能單元，園區將不得不投資新的變電站，若無逐擺坐的時陣攏有可能做當地電網發生故障。

脈衝電源

因為 FES 會當快速充放電，𪜶適用補償脈衝發電機

Flywheel Energy Storage Systems ( FESS ) are found in a variety of applications ranging from grid-connected energy management to uninterruptible power supplies . With the progress of technology , there is fast renovation involved in FESS application . Examples include high power weapons , aircraft powertrains and shipboard power systems , where the system requires a very high-power for a short period in order of a few seconds and even milliseconds . Compensated pulsed alternator ( compulsator ) is one of the most popular choices of pulsed power supplies for fusion reactors , high-power pulsed lasers , and hypervelocity electromagnetic launchers because of its high energy density and power density , which is designed for FESS .

參見

• 儲能技術
• 插電式混合動力汽車（Plug-in hybrid , or PHEV）
• 發射環
• ba̍t-té-lih
• 再生制動（Regenerative braking）
• 雙電層電容器（EDLC）-有時也予人號做 _ 電雙層電容器 _，抑是 _ 超級電容器 _。
• 轉踅振動會當

擴展閱讀

• Beacon Power Applies for DOE Grants to Fund up to 百分之五十 of Two 二十 MW Energy Storage Plants , Sep . 一 , 二千空九 [一]
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外部連結

• Ricardo Kinergy project http : / / www . greencarcongress . com / 十一分之二千空九 / kinergy 石二千空九石一千一百二十四 . html
• Magnetal Whitepaper for its Green Energy Storage System-GESS http : / / www . magnetal . se / GESS . pdf
• Magnetal analysis on gyro forces induced by flywheel energy storage-http : / / www . magnetal . se / MagnetalGyro . pdf