飛輪儲能有哪些優(yōu)點？簡述飛輪儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點

飛輪儲能技術(shù)是一種通過將飛輪（轉(zhuǎn)子）加速到非常高的速度并將系統(tǒng)中的能量保存為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)能量（角動能）的能量存儲技術(shù)。由于能量守恒定律，當(dāng)飛輪（轉(zhuǎn)子）的速度降低的時候，它會釋放出自身儲存的旋轉(zhuǎn)能量，從而達(dá)到儲存和釋放能量的作用。

第一代的飛輪儲能系統(tǒng)中的滾動軸承一般就是機(jī)械軸承，缺點就是會產(chǎn)生磨損，需要更多的維護(hù)。而新一代的飛輪儲能系統(tǒng)中的滾動軸承采用的是磁性軸承，可以讓軸承懸浮起來工作。在未來還可以會采用室溫超導(dǎo)體來作為滾動軸承，這樣就能夠進(jìn)一步的降低損耗和提升性能了。

一、飛輪儲能系統(tǒng)的優(yōu)點

飛輪儲能系統(tǒng)和其他電力儲存技術(shù)相比具有如下優(yōu)點

1、使用壽命非常長新一代的飛輪儲能系統(tǒng)一般采用的是磁性軸承，這使得飛輪儲能系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作數(shù)十年，幾乎不需要進(jìn)行維護(hù)。

2、儲能充電次數(shù)多一般鋰電池的充電次數(shù)只有幾千次，但是飛輪儲能系統(tǒng)的充電次數(shù)可以達(dá)到10萬~100萬次以上。

3、能量密度高飛輪儲能技術(shù)具有非常高的能量密度，大約為100–130W·h/kg，或360–500kJ/kg。

4、非常高的最大功率輸入/輸出飛輪儲能系統(tǒng)具有很快速的充電速度，目前一個典型的飛輪儲能系統(tǒng)容量范圍大約為3kWh至133kWh，它可以在15分鐘完成充能。同時能夠在很短的時間內(nèi)將這些能量全部釋放。

比如福特級航空母艦的飛機(jī)彈射器就是采用的飛輪儲能系統(tǒng)，它能夠在45秒內(nèi)儲存大約122MJ(34kWh)的能量，并在2~3秒內(nèi)將這些能量全部釋放。

5、不受溫度影響大家都知道隨著溫度的降低，鋰電池能存儲的電能就會大大的降低，但是飛輪儲能系統(tǒng)卻不會發(fā)生這樣的情況，它可以在更廣泛的溫度范圍內(nèi)工作。

6、能量效率比較高飛輪儲能系統(tǒng)的能量效率（能量輸出/能量輸入的比率）能夠達(dá)到90%，是一種高效的儲能技術(shù)。

飛輪儲能系統(tǒng)的優(yōu)點還有很多，比如測量剩余能量非常簡單，只需要測量轉(zhuǎn)速就知道了。全壽命需要的維護(hù)非常少等等。

二、飛輪儲能系統(tǒng)的缺點

飛輪儲能技術(shù)并不是一個完美的儲能技術(shù)，目前來說，飛輪儲能技術(shù)具有如下缺點

1、機(jī)械應(yīng)力和疲勞極限當(dāng)飛輪的速度并不快的時候，機(jī)械應(yīng)力和疲勞極限還好說，畢竟連200年前瓦特制造的蒸汽機(jī)中的飛輪結(jié)構(gòu)都能夠工作到現(xiàn)在。但是一旦飛輪的速度提升，那么機(jī)械的應(yīng)力和疲勞問題就顯得非常重要了，飛輪的一些小的缺陷都可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

2、放電時間短這個既是飛輪儲能技術(shù)的優(yōu)點，但是也是缺點，優(yōu)點前面已經(jīng)說了，就是它的最大功率非常大。但是缺點就是放電時間短的話就不適合作為電網(wǎng)的補(bǔ)充，只能作為一個短期能量儲存。

3、飛輪儲能系統(tǒng)無法小型化作為一個機(jī)械裝置，飛輪儲能系統(tǒng)無法做到實用性的小型化，因為飛輪儲能系統(tǒng)是和轉(zhuǎn)子的重量和轉(zhuǎn)速掛鉤的，所以飛輪儲能系統(tǒng)不但無法做到小型號，還無法降低它的重量，因為一旦降低，就意味著它儲存容量的降低。這也就無形中限制了飛輪儲能系統(tǒng)的應(yīng)用場合。

4、飛輪爆炸的危險飛輪儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子會高速旋轉(zhuǎn)，這會帶來一定的危險性，特別是當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速超過它的抗拉強(qiáng)度極限值的時候，飛輪可能會因此而發(fā)生破裂。如果飛輪破裂的話，后果會極為嚴(yán)重，這預(yù)示著飛輪儲能系統(tǒng)中存儲的能量會一次性釋放出來，這通常被叫做“飛輪爆炸”，飛輪碎片的速度如同炸彈碎片一半擊碎整個系統(tǒng)。