고온 초전도 플라이휠 에너지 저장 소개

1. 에너지 저장 모드 소개

에너지 저장 기술의 종류와 특징은 무엇입니까?

플라이휠 에너지 저장 소개

2. 1 플라이휠 에너지 저장 베어링

그림에서 볼 수 있듯이 플라이휠 에너지 저장 시스템은 대략 다음과 같은 부분으로 나뉩니다.

진공 하우징

진공 껍데기는 플라이휠 에너지 저장 장치의 보조 시스템이다. 고속으로 회전하는 플라이휠 회전자를 진공에 두는 것은 주로 플라이휠 회전자 시스템의 바람 저항 손실을 줄이기 위해서이다. Acamley 등의 연구결과에 따르면 진공도가 높으면 에너지 저장 시스템 내부의 냉각 능력이 낮아져 플라이휠 회전자 온도가 높아진다. 고진공 상태보다 헬륨 환경이 풍손 감소에 더 유리하다.

플라이휠 로터

초기의 플라이휠 회전자는 대부분 강철이나 알루미늄 합금으로 만들어졌으며, 무게가 크고, 회전 속도가 느리며, 에너지 저장 밀도가 낮다는 단점이 있다. 성능을 향상시키기 위해 현재 고성능 연속 섬유를 보강체로 사용하고 있으며, 수지 소재는 사전 응력 감김 기술과 다중 링 간섭 맞춤을 결합하여 무게가 가볍고 에너지 저장 밀도가 높은 복합 재질 플라이휠 회전자를 만듭니다. 프랑스 Socomec 과 미국 Beacon Power 가 생산하는 에너지 저장 시스템은 모두 복합 소재 플라이휠 회전자를 채택하고 있다.

지원 시스템

바퀴 에너지 저장 시스템의 베어링 지지 방식은 주로 기계 베어링, 수동 자기 베어링 및 활성 자기 베어링입니다. 플라이휠 회전자가 고속으로 회전할 때 기존의 기계 베어링은 더 많은 에너지를 소모한다. 전체 에너지 저장 시스템의 효율을 높이기 위해 자기력 베어링을 저에너지 지지 방식으로 자주 사용한다. 그러나 자기 베어링 고장으로 인한 회전자 시스템에 의한 손상을 방지하기 위해 현재 기계적 보조 베어링과 자기 베어링을 결합하는 지지 방안을 채택하고 있습니다.

복합기

통합 모터/발전기는 전체 플라이휠 에너지 저장 시스템의 핵심 동력원입니다. 기계적 에너지와 전기 에너지의 전환은 동력/발전기의 상호 변환을 통해 이루어진다. 일체형 모터/발전기를 사용하면 전체 시스템의 공간 활용도를 크게 높이고 에너지 저장 시스템의 전체 무게를 줄일 수 있습니다.

정류기

전력 변환기는 에너지 저장 플라이휠 시스템의 에너지 변환 제어의 핵심 구성 요소로서 주파수 조절, 정전압 및 정류 기능을 갖추고 있습니다. 전력 변환기의 응용은 플라이휠 시스템의 유연성과 제어력을 높였다. 충전하는 동안 전력 변환기는 일정한 토크 제어와 일정한 전력 제어의 두 가지 주파수 변환 제어 방법을 사용하여 AC 를 DC 로 변환하고, 구동 모터는 플라이휠 회전을 가속화합니다. 플라이휠이 최대 회전 속도에 도달하면 전력 변환 장치는 저전압을 제공하여 플라이휠의 회전 속도를 유지하고 회전자 시스템의 에너지 손실을 줄입니다.

2.2 고온 초전도 베어링

일찍이 1945 년 초전도체로 자기베어링을 실현한다는 비전을 제시했지만 1987 년 액체 질소 온도 범위 (77 K) 에서 작동하는 YBCO 고온초전도재료를 발견한 것이 현실화되었다. 고온 초전도체의 독특한 자기속 못 박기 특성을 통해 SMB 는 외부 통제 없이 안정적인 공중부양을 할 수 있어 연구원들에게 큰 흡인력을 보이고 있다.

SMB 는 고온 초전도 재질의 자기속 스파이크 특성을 기준으로 많은 장점을 보여 줍니다.

안정된 매달림의 원천도 없고, 추가적인 통제 고리도 없다.

회전 속도가 높고 실험 속도가 520,000r/min 에 달한다.

손실이 적고 마찰계수가 10-7 에 불과하며 기계 베어링 (10? 3) 및 유도 (전자기) 자기 베어링 (10? 4) 마찰 계수가 몇 단계 낮습니다. SMB 의 장점은 기존 기계 베어링 및 활성 자기 베어링에 비해 주로 위의 세 가지 점에 반영됩니다.

플라이휠 에너지 저장 베어링은 기계 베어링, AMB 활성 자기 베어링 및 SMB 초전도 자기 베어링의 세 가지 주요 범주로 나뉩니다. 이들의 비교는 다음과 같다.

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표 1: 기계적 베어링, 활성 자기 베어링 및 SMB 의 성능 비교

초전도 자기 베어링 능동 자기 베어링 기계 베어링

마찰계수1e-71e-41e-3

마모

시스템을 사용할 수 있는지 여부를 제어합니다

보조 부품 저온 장치 센서 없음

속도 제한 없음

낮은 지지력과 높은 지지력

낮은 강성 및 높은 강성

그럼 여기 수량급은 어떤 개념인가요?

2.3 탄소 섬유 플라이휠

탄소섬유 플라이휠

플라이휠 로터 재료의 성능 비교

재질 이름 재질 강도 GPa 재질 밀도 kg/m3 에너지 저장 밀도 Wh/kg

알루미늄 합금 0.6280036. 1

고강도 강 2.7800056.8

E 유리 섬유 3.53 1.9

유리 섬유 4.82520320.6

케블라 섬유 3.81450441..1

스펙트럼 섬유 3.0970520.6

탄소 섬유 T7007.0 1780662.0

탄소 섬유 t10005438+00.338+07945.7

[1] 중국은 계속해서' 포채' 탄소섬유 T700 을 킬로그램당 200 원으로 이어가고 있다.

당시 국내 대형 탄소섬유 기업은 상해석화회사 아크릴사업부, 중푸신영탄소섬유유한공사, 절강성 폴리탄소섬유유한공사, Xi 안강벤 소재유한공사, 심양중항신소재유한공사, 길림탄소섬유 첨단기술산업화기지, 하얼빈천순화학기술발전유한공사, 금발기술탄소섬유, 중국석유가스그룹회사 등이었다.

2.4 전력 전자 부분

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2.5 모듈식 및 클러스터 설계

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원가 계산

테슬라 파워볼

10 킬로와트 시간13,000 달러

10kwh 3500 달러

이에 비해 Primus Power 가 생산하는 250kW 유류 배터리 가격은 킬로와트시/500 달러인데, Aquion 이 생산하는 나노 이온 배터리의 가격은 대체로 같다. 무디의 20 15 년 6 월 보고서에 따르면, "현재 배터리의 투자비용은 킬로와트시에 가까운 500 ~ 600 달러에 육박한다."

에너지 저장은 주로 두 가지, 에너지형과 동력형으로 나뉜다. 에너지형 에너지 저장 용량은 크고, 반응 속도가 느리며, 충전 방전 횟수가 제한되어 있다. 전력형 응답 속도가 빠르고 용량이 작다.

초전도 자기 에너지 저장이든 고온 초전도 플라이휠 에너지 저장이든, 주요 장점은 방전 전력이 크다는 것이다. 화학 에너지 저장에 비해 자체 방전률은 뚜렷하지 않지만, 차이가 거의 없을 수 있다. 초전도 코일, 고온 초전도 베어링, GM 냉각 기술도 성숙해 국산 T-800 탄소섬유, YBCO 벨트 모두 양산할 수 있다.

주요 문제는 가격이다. 테슬라의 Powerwall 은 3500 달러, 배터리 10 킬로와트, 일반 화학 배터리 500 달러/킬로와트시를 할 수 있다. SMES 국산 원형은 1MJ, 미제 100MJ, 일본 2.4GJ 참고, 1kWh=3.6MJ,/KLOC 고온 초전도 플라이휠 에너지 저장도 마찬가지다. 단위 질량/부피 에너지는 SMES 보다 더 나쁘지만 전력 전자 부분은 더 간단하다. 결국 플라이휠+모터는 강한 자기장을 차단할 필요가 없습니다. HTS-FESS 국산 원형 1MJ, 미국 보잉 10kWh.

완장, 2GJ=555 kWh 를 계산해 한 번에 50 센트를 충전하면 최대 전력형은 280 위안을 절약할 수 있지만, 이 비용은 적어도 수백만 위안이다. 따라서 전력 에너지 저장은 대규모 에너지 저장 비용으로 여전히 너무 높다. (그렇지 않으면 동력형이라고 함)

그래서 현재 모든 응용은 군사분야와 시범공사로 대규모로 응용하면 비용이 좀 많이 든다. 현재 출구는 다원복합에너지 저장, 오합에너지 저장, 동력에너지 저장으로 에너지 관리와 동적 조정의 균형을 이루는 데 있다.

제목을 다시 읽으니, 나는 놀라서 문장 전체가 주제에서 벗어났고, 나는 다음과 같이 대답했다.

개인적으로 기술적 인 문제가 없다고 생각합니다. 결국 미일 덕은 모두 돈을 써서 길을 뚫었다.

마이크로 제어 신 에너지 원 정보

선전 마이크로제어 신에너지기술유한공사 (마이크로제어 또는 마이크로제어 신에너지원) 는 물리적 에너지 저장 기술의 글로벌 리더입니다. 회사 본부는 선전에 위치하여 북미 유럽 아시아 라틴 아메리카 등의 지역을 포괄한다. 안전하고 안정적이며 효율적인 세계 최고의 자기부상에너지 기술로 화웨이, GE, ABB, Siemens, 에머슨 등 세계 500 대 기업들의 제품과 서비스를 광범위하게 신뢰하고 있습니다.

향후 에너지' 청결, 고밀도, 디지털화' 의 세 가지 주요 추세에 직면하여 회사는 전략적 신흥 산업에 에너지 운송, 저장, 재활용 및 데이터 관리를 위한 체계적인 솔루션을 지속적으로 제공하고 있습니다.