Active Power的飞轮储能技术

基本概要

飞轮系统通过在低摩擦环境中高速旋转的转子来存储动能（运动中的质量能）。

飞轮系统存储的动能与其转子的质量，其半径的平方以及转速（RPM）的平方成正比。

Ek = K ⋅ 质量 ⋅ 半径2 ⋅ 转速2

为特定的应用场景开发最佳的储能飞轮需要认真平衡众多的影响因素。例如，提高飞轮的转速能够增加存储的能量，但同时也会增加飞轮上的应力，因此需要采用更坚固，更昂贵的材料来制造转子。同样，较重或较大直径的飞轮也能提高能量的存储，但又很可能会在系统尺寸或运输安装成本等方面无法平衡。

Active Power旗下的CleanSource飞轮平衡了质量，尺寸，速度，应力以及材料强度等多方面的因素，能够为数据中心，医疗保健，工业和制造业等目标市场的客户提供优化的储能方案以及最优的成本分配。

如果设施的生产力、质量和成本的要求很大程度上依赖于设备的可靠性。那么电力的中断，无论多小，都能可能造成停产，甚至会损坏设备和库存，造成高昂的清理费用以及延误。

Active Power产品能够提供清洁，可靠的电源供应，保护系统运行不受其他干扰。不间断电源系统每个周期或每50微秒将对电源输入进行333次采样，并利用静态开关，线路电感，线路电容，有源滤波，功率转换器和飞轮储能等组成部分来消除瞬态过程的不良影响。

系统一检测到电压偏离标称值，就会立即进行校正，使其回到当前的标称值。输入功率骤降为零或输入电压/频率出现重大偏差时，UPS将与市电断开连接，并启用飞轮储能，以其额定电压支持负载运作，直到备用的柴油发电机上线。

CleanSource飞轮储能

Active Power的CleanSource飞轮储能技术将电动机，飞轮储能器和发电机进行集成，形成性能优越，成本经济的解决方案。

电动机

在其99%的运行生命周期中，飞轮都作为电动机运行。保持转子转速维持在7700转/分水平，大约需要1千瓦的输入功率。

储能

飞轮转子作为一种储能系统，会以恒定的转速旋转以储存动能。

发电机

当出现断电而需要短期备用电源时，飞轮就会转变成发电机：惯性使转子继续旋转，进而动能可以转化为电能。系统中的电力电子设备获取这部分能量并将其作为电源以支持负载的运行。

飞轮磁卸载

飞轮转子部分由磁卸载技术支撑。该技术可以将飞轮的大部分重量从可现场更换的机械轴承座上卸下，延长其使用寿命。

7700转/分

采用4340锻造钢转子，转速7700转/分（584英里/小时的尖端速度），可储存高达10.5兆焦耳的能量。

粗真空

真空泵能够排空腔室，减少转子阻力，从而提高效率并延长系统寿命。外壳内的气压始终保持在2 mTorr以下。

（25s，225kW）
应用于CleanSource PLUS UPS系列产品
4.4英寸高；直径25.5英寸，旋转质量600磅，存储能量6.2 MJ

（15s，625kW）
应用于CleanSource HD625 UPS系列产品
12.5英寸高；直径25.5英寸，旋转质量1700磅，存储能量10.5 MJ