钜大LARGE | 点击量：562次 | 2019年03月14日
新飞轮引发了对储能突破的希望
如果只有人能够解决存储问题-如何大规模地廉价存储大量电力，可再生能源可能是世界上主要的能源来源？电池太贵，不能持续足够长的时间。抽水电站很便宜但对大多数地方来说都不可行。蓄热很有前景，但仍然太昂贵或难以扩展。压缩空气价格便宜且可扩展，但效率不高（尽管LightSail是一家由PeterThiel，VinoldKhosla和比尔盖茨支持的新公司，希望改变这种状况）。飞轮怎么样？最大的玩家BeaconPower于2011年破产。
然而，飞轮可能正在获得第二次生命。硅谷发明家比尔格雷拥有一种新的飞轮设计，可以以每千瓦1,333美元的价格提供分布式和高度可扩展的存储，使其与泵送水力和压缩空气相比具有价格竞争力。效率超过80％，可与最佳存储替代品相媲美，并提供10年保修。它将成为具有太阳能光伏（PV）系统的离网房屋的完美补充，能够在大多数太阳能光伏系统的充电时间内在5小时内完全充电-并且可以存储15千瓦时的电力，足够从日落到日出经营一个不起眼的房子。
Gray将他的发明称为Velkess（用于VEry大型动能储存系统）。他目前正在Kickstarter活动中为原型筹集资金。
Velkess通过更好地管理旋转质量的自然“摆动”来改进传统的飞轮。传统的飞轮非常昂贵，因为工程师将车轮旋转的自然轴线与发电机的所需旋转对齐。因此，他们总是努力使用非常昂贵的磁铁和轴承，高精度工程和高级碳纤维或刚性钢等材料来最小化车轮的自然摆动。Beacon用于电网存储的飞轮每兆瓦时耗资高达300万美元。
格雷不是试图对抗摆动，而是通过将车轮悬挂在万向节内来重定向它-这一概念使陀螺仪工作。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
Velkess中的万向节是不对称的，因此两个旋转轴-飞轮轴以及驱动无刷感应直流电机的转子轴不在同一平面上，并且具有不同的频率周期。这抑制了使传统飞轮难以控制的共振效应（其中一个平面中的共振干扰可能会加剧，直到设备破碎）。使用万向节，一个平面内的共振被转换为另一个平面，这在同一频率下是非共振的。因此，仅需要非常宽松的工程公差-大约十六分之一英寸-来构建该装置。
Gray依靠德克萨斯A＆M大学退休教授机械工程师JohnVance的开创性工作，他对飞轮，机械振动和转子动力学进行了广泛的研究。格雷还降低了材料成本。而不是用昂贵的钢铁或碳纤维制造轮子，格雷用廉价的“E-玻璃”级玻璃纤维制造出来-与用于浴室门和钓鱼竿的东西相同。因为它是一种更加灵活的材料，当玻璃纤维轮的旋转速度发生变化时，它比钢或碳纤维更容易翘曲和摆动。
当其他飞轮制造商专注于提高密度和发电量时，格雷专注于降低存储的资本成本似乎已经得到了回报。格雷说，Velkess每兆瓦时可以存储300,000美元的电费，约为Beacon单位成本的十分之一。“我很高兴看到这个概念得到宣传，因为我相信它有成功的希望，”万斯谈到Velkess。
Gray的设计还可以更容易地控制其最关键部件的可能故障：车轮本身和轴承。因为飞轮是成千上万根光纤的束，如果一根光纤断裂，它就会摆脱束而不是直接对车轮的其余部分施加压力并使其断裂。飞轮将简单地“脱落”轻质材料。
对于轴承，Velkess使用“角接触陶瓷混合”（氮化硅）球轴承在不锈钢轨道中运行，其中轴承和推力载荷都漂浮在磁铁上。如果轴承开始失效，它们产生的热量将在早期由一个简单的温度传感器检测到。
在发生灾难性事件之前很久就可以很容易地检测出任何类型的故障，从而允许设备发出警告并触发关机。在离网关闭时，该装置将排出热空气直至其旋转至停止-大致相当于运行10小时的1,500瓦干发器。在并网应用中，它可以简单地将电力转储到电网。
整个装置装在真空密封的钢箱内，与家用冰箱的占地面积大致相同，只有一点点。飞轮本身的高度和直径约为66x66厘米，重约340公斤。
它将进行优化，在27安培时提供高达3千伏安的连续功率输出，但可以处理水泵和圆锯等重型设备启动时出现的更高“爆发”功率负载。该装置可以以任何速率放电至三千瓦，直到飞轮旋转至其“完全放电”的速度为每分钟9,000转。
格雷打算首先针对48伏离网住宅市场，其中Velkess将成为典型48伏电池系统的直接替代品。之后是240伏的住宅和小型商业市场，当电网停电时，Velkess可以为并网太阳能光伏系统提供备用。最终，他希望进入600伏的公用事业规模太阳能市场。
在Beacon失败的情况下，Velkess可能会成功。与大多数竞争对手一样，后一种设备只能在非常短的时间内释放大量电力，而格雷则会做相反的事情：它可以根据需要缓慢放电几小时。而Beacon的系统非常昂贵以至于它对工业应用来说才真正有意义，而Grey的价格便宜到足以在住宅和小型商业市场中获得良好的经济意义。
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