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飛輪儲能:一個地鐵站點,1年節(jié)省50萬度電!

   2022-11-23 能源電力說

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核心提示:近日,國內(nèi)首臺兆瓦級的飛輪儲能裝置在青島地鐵3號線投入使用,讓人不禁表示疑惑:地鐵上還能使用儲能?地鐵儲能,是在地鐵進站

近日,國內(nèi)首臺兆瓦級的飛輪儲能裝置在青島地鐵3號線投入使用,讓人不禁表示疑惑:“地鐵上還能使用儲能?”

地鐵儲能,是在地鐵進站剎車的時候,回收能量,并把這部分能量儲存在一個高速旋轉(zhuǎn)的飛輪裝置上,等到地鐵列車要出站啟動的時候,飛輪儲能系統(tǒng)會把能量再輸出到地鐵上。

城市的軌道交通,比如地鐵,車站間的距離不長,列車剎車、啟動的次數(shù)相對比較頻繁,列車在制動過程中產(chǎn)生的能量,往往就被浪費掉了。若這部分能源可以回收利用,軌道交通列車制動產(chǎn)生的能量,可達到牽引系統(tǒng)耗能的20%-40%,降低軌道交通的運營能耗。

有人問:“什么是飛輪儲能?聽起來很神奇!”

飛輪儲能是一種機械儲能方式,利用電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)電能和動能的雙向轉(zhuǎn)換,能達到毫秒級的快速響應(yīng)。

地鐵列車通過直流母排提供直流電,直流母排相當于地鐵的電源,飛輪系統(tǒng)與直流母排相關(guān)。列車進站時,母排的電壓升高,為飛輪系統(tǒng)提供電能,飛輪系統(tǒng)吸收能量,將電能轉(zhuǎn)換成動能儲存起來,轉(zhuǎn)速高達每分鐘20000轉(zhuǎn)。列車啟動時,母排電壓下降,飛輪系統(tǒng)釋放能量,把動能轉(zhuǎn)換為電能,反饋到母排中,供列車使用。

  

由于飛輪儲能系統(tǒng)自身有一定的重量,為了減輕列車的負擔,飛輪儲能系統(tǒng)會被制成模塊化產(chǎn)品,安裝在各個地鐵站點。通常情況下,一個地鐵站點需要配備1-2套飛輪儲能系統(tǒng)。

地鐵進站制動時會產(chǎn)生能量損耗,而“飛輪”就像是一個節(jié)能系統(tǒng),將原先被損耗的能源回收起來,又再次反饋到列車中,從而實現(xiàn)節(jié)能。

如果按照三五分鐘一趟地鐵來計算,每一輛地鐵可節(jié)約3-4度電,一天下來可以節(jié)約500-600度電。保守估計,飛輪儲能系統(tǒng)可以幫助一個地鐵站點一年大約節(jié)約50萬度電。

有人關(guān)心:“使用壽命呢?”

飛輪裝置依靠機械裝置進行能量轉(zhuǎn)換,使用壽命長。理論上,飛輪本身可以無限使用,但其中的電子軸承、電力電子器件需要定期維護和更換。電力電子器件使用10年左右要對其進行維護,而電子軸承在好的情況下可以正常運行20年至30年。

飛輪儲能是一種高功率密度、高可靠性、長壽命、環(huán)境友好的儲能技術(shù),除應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域外,還可應(yīng)用于電力能源、石油化工和船舶等行業(yè)。在某些需要瞬間提供巨大能量的場合,普通電網(wǎng)無法承受,就需要借助飛輪儲能裝置將能量一次性釋放出來。

根據(jù)中國能源研究會儲能專委會數(shù)據(jù),截止至2021年底,全球飛輪儲能在儲能裝機中占比僅0.22%,未來發(fā)展空間巨大。



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