（本文根據(jù)“2015第二屆軌道交通供電系統(tǒng)技術(shù)大會”演講PPT編輯而成）

飛輪儲能的基本原理：由電動機驅(qū)動飛輪升速至額定轉(zhuǎn)速，電能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)飛輪的動能；當需要電能時，飛輪減速、驅(qū)動電動機作發(fā)電機運行，將飛輪動能轉(zhuǎn)換成電能；通過飛輪的升速和降速，實現(xiàn)了電能的存入和釋放。

飛輪組成：高速飛輪、電機、軸承、機殼、充放電控制器

儲能元件功率/能量特性

儲能單元性能指標比較

飛輪儲能優(yōu)點：儲能密度高（數(shù)倍鎳氫電池）；能量轉(zhuǎn)換效率高（90%以上）；無過充/放電問題，（化學電池不能深度充電、放電）；長壽命（20年）；容易測量放電深度（轉(zhuǎn)速）；充電時間較短（分鐘）；對環(huán)境友好（無污染）；飛輪儲能與超級電容有類似性能，“分秒/兆瓦級”儲能。

飛輪儲能缺點是自放電率高，解決辦法是真空、惰性氣體。

高速飛輪儲能關鍵技術(shù)涉及材料、動力學、電機、控制、微電網(wǎng)等學科領域。

1、飛輪材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)：軸系動力學；復合材料飛輪工藝學。

2、低損耗軸承技術(shù)：主動式磁懸浮軸承（AMB）；混合磁軸承（離心機軸承技術(shù)）；高溫超導體和永磁組成的超導磁軸承，即被動式磁軸承（PMB）（研究）。

3、高效能量轉(zhuǎn)換技術(shù)：大慣性飛輪系統(tǒng)的充放電控制技術(shù)；飛輪儲能單元的并聯(lián)技術(shù)。

4、高速飛輪電機技術(shù)：真空條件下的高速永磁電機的損耗分析及優(yōu)化設計、散熱設計。

5、大容量飛輪儲能系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)及其控制技術(shù)：拓撲結(jié)構(gòu)；智能化能量管理技術(shù)。

國內(nèi)外飛輪技術(shù)發(fā)展歷史：1991年，美國勞倫斯國家實驗室，1kWh/200kW飛輪實驗裝置；1997年，美國Beaconpower，2kWh飛輪電池，轉(zhuǎn)速30000r/min，永磁/電磁混合支承，永磁無刷電機；美國ACTIVEPOWER，100-300千瓦飛輪UPS，1.5千瓦時，批量1000套；歐洲Urenco，100kW脈沖電源（30s），飛輪最高轉(zhuǎn)速42000r/min；德國Pilller公司，1650kW/10s，低速飛輪儲能UPS，批量日本NEDO，飛輪項目，10kW級超導磁軸承飛輪系統(tǒng)，11250r/min，儲能5kWh，樣機；國內(nèi)處于工業(yè)樣機階段。

飛輪產(chǎn)品供貨商：2000年前后，飛輪儲能電源產(chǎn)品市場逐漸興起，如美國ACTIVE、Beacon、德國Piller電源公司等。至今，2000多套飛輪UPS在運行。主要公司有ActivePower、BeaconPower、PillerPower、UrencoPower Technologies Limited、Pentadyne Power、VyconEnergy、AFSTrinity Power、NEDO。

飛輪產(chǎn)品示范

飛輪儲能技術(shù)的應用

1、列車再生剎車系統(tǒng)

2、汽車飛輪儲能系統(tǒng)

3、動態(tài)UPS電源裝置

4、高品質(zhì)供電—電壓跌落補償（DVR）

5、港口塔吊能量回收系統(tǒng)裝置

6、基于飛輪儲能的電網(wǎng)調(diào)頻電廠

7、基于飛輪儲能的脈沖功率電源

清華大學在飛輪儲能方面的研究成果

“十二五”國家項目

2012-2014，科技部能源領域863計劃，課題“飛輪儲能關鍵技術(shù)”；2012-2014，863高性能物理儲能項目，磁懸浮儲能飛輪技術(shù)研究；2014-2016，科技部支撐計劃課題“基于飛輪儲能的鉆機起升系統(tǒng)能量回收利用”（清華大學）；智能電網(wǎng)項目中若干飛輪儲能子課題。

“十三五”國家層面

十三五，飛輪儲能產(chǎn)業(yè)化；智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)中，儲能是基礎、是支柱；2025能源規(guī)劃，飛輪儲能發(fā)展計劃。