飞轮储能技术在UPS系统中的应用

飞轮储能技术在 UPS 系统中的应用

飞轮储能技术是一种新兴的电能存储技术,它与超导储能技术、燃料电池储 能技术等各种先进的储能技术,是近年来出现的、具有很大发展前景的储能技术。 虽然目前化学电池(铅酸蓄电池、锂离子蓄电池等)储能技术已经发展得非常成 熟,但是,铅酸蓄电池有污染环境的风险,磷酸铁锂蓄电池的充放电次数受到一定 的限制。新能源、电动汽车、UPS 供电等许多行业迫切需要新型的储能技术来 满足某些特殊技术要求。其中飞轮储能技术就是一种具有无限的充放电次数和 绿色环保型的储能技术,已经开始越来越广泛地应用于国内外的许多行业中。 飞轮储能电源系统的工作原理

飞轮储能电源系统的原理如图 1 所示。

飞轮储能电源系统主要由以下三部分组成:飞轮、电机和轴承,整个系统置于 真空容器内。飞轮储能电源系统中的电机,既是电动机也是发电机。

“充电”时,作为电动机给飞轮加速,将电能转换成机械能;“放电”时,作为发电机 将机械能转换成电能,给外部供电;在为外部供电时,飞轮的转速不断下降。而当 飞轮空闲运转时,飞轮储能电源系统的运行损耗非常小。 飞轮储能技术在 UPS 供电系统中的应用

磁悬浮式飞轮储能 UPS 引发了人们越来越多的关注。这种技术抛弃了传统 UPS 利用铅酸蓄电池进行储能的方式。在现代数据中心中,迅速增长的业务需求,日 益增加的运营成本,有限的机房空间和更高的能量密度,已经成为云计算时代下, 数据中心及其电源管理系统建设面临的最大挑战。

IDC 的统计数据显示,电力能源成本已经成为困扰数据中心运营者的头号难题。 其中,UPS、空调等周边设备的耗电量大大高于主机电量。另外,酸铅蓄电池并非 绿色环保的产品。因此,配备一套智能绿色 UPS 供电系统成为数据中心节能环

保的重中之重。传统电源系统中的蓄电池需要空调制冷,而且 24 小时连续运转, 耗能巨大。磁悬浮式飞轮储能 UPS 系统则无需空调,大大节省了运营成本;而且, 其占用的空间也大幅减小;维护成本低,无需更换电池;寿命长达 20 年。图 3 给出 了柜式磁悬浮飞轮储能型 UPS 的外形图。

在传统 UPS 供电系统中,当电力发生中断时,蓄电池会支撑系统正常运转,与此 同时,柴油发动机开始启动,以此保证数据中心主机正常工作、空调连续运转。 蓄电池型 UPS 在此过程中,提供了“分钟级”的电力供电。而飞轮储能型 UPS 受 制于机械储能,仅仅能够提供 30s 到 1min 电力供电,这也是飞轮 UPS 被诟病的主 要原因。然而,专家指出,如今,市电电源的可靠性达到 99.9%,有些重要的负载都 采用双路市电供电,市电的可靠性可以说已经达到了 99.99%。万一市电中断,后 备电源的可靠性也可以达到 99.9%,从市电到后备电源的切换,在技术上只需要 10s 的时间,这是一个公开的标准。目前,欧洲已经将这个时间定了 8s。可以断定,飞 轮储能型 UPS 能提供 30s 的电力完全能够满足从市电到后备电源的可靠切换的 要求。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！