飞轮储能有哪些优点？简述飞轮储能系统的优缺点

飞轮储能技术是一种通过将飞轮（转子）加速到非常高的速度并将系统中的能量保存为转子的旋转能量（角动能）的能量存储技术。由于能量守恒定律，当飞轮（转子）的速度降低的时候，它会释放出自身储存的旋转能量，从而达到储存和释放能量的作用。

第一代的飞轮储能系统中的滚动轴承一般就是机械轴承，缺点就是会产生磨损，需要更多的维护。而新一代的飞轮储能系统中的滚动轴承采用的是磁性轴承，可以让轴承悬浮起来工作。在未来还可以会采用室温超导体来作为滚动轴承，这样就能够进一步的降低损耗和提升性能了。

一、飞轮储能系统的优点

飞轮储能系统和其他电力储存技术相比具有如下优点

1、使用寿命非常长新一代的飞轮储能系统一般采用的是磁性轴承，这使得飞轮储能系统能够稳定工作数十年，几乎不需要进行维护。

2、储能充电次数多一般锂电池的充电次数只有几千次，但是飞轮储能系统的充电次数可以达到10万~100万次以上。

3、能量密度高飞轮储能技术具有非常高的能量密度，大约为100–130W·h/kg，或360–500kJ/kg。

4、非常高的最大功率输入/输出飞轮储能系统具有很快速的充电速度，目前一个典型的飞轮储能系统容量范围大约为3kWh至133kWh，它可以在15分钟完成充能。同时能够在很短的时间内将这些能量全部释放。

比如福特级航空母舰的飞机弹射器就是采用的飞轮储能系统，它能够在45秒内储存大约122MJ(34kWh)的能量，并在2~3秒内将这些能量全部释放。

5、不受温度影响大家都知道随着温度的降低，锂电池能存储的电能就会大大的降低，但是飞轮储能系统却不会发生这样的情况，它可以在更广泛的温度范围内工作。

6、能量效率比较高飞轮储能系统的能量效率（能量输出/能量输入的比率）能够达到90%，是一种高效的储能技术。

飞轮储能系统的优点还有很多，比如测量剩余能量非常简单，只需要测量转速就知道了。全寿命需要的维护非常少等等。

二、飞轮储能系统的缺点

飞轮储能技术并不是一个完美的储能技术，目前来说，飞轮储能技术具有如下缺点

1、机械应力和疲劳极限当飞轮的速度并不快的时候，机械应力和疲劳极限还好说，毕竟连200年前瓦特制造的蒸汽机中的飞轮结构都能够工作到现在。但是一旦飞轮的速度提升，那么机械的应力和疲劳问题就显得非常重要了，飞轮的一些小的缺陷都可能会导致严重的后果。

2、放电时间短这个既是飞轮储能技术的优点，但是也是缺点，优点前面已经说了，就是它的最大功率非常大。但是缺点就是放电时间短的话就不适合作为电网的补充，只能作为一个短期能量储存。

3、飞轮储能系统无法小型化作为一个机械装置，飞轮储能系统无法做到实用性的小型化，因为飞轮储能系统是和转子的重量和转速挂钩的，所以飞轮储能系统不但无法做到小型号，还无法降低它的重量，因为一旦降低，就意味着它储存容量的降低。这也就无形中限制了飞轮储能系统的应用场合。

4、飞轮爆炸的危险飞轮储能系统的转子会高速旋转，这会带来一定的危险性，特别是当飞轮转速超过它的抗拉强度极限值的时候，飞轮可能会因此而发生破裂。如果飞轮破裂的话，后果会极为严重，这预示着飞轮储能系统中存储的能量会一次性释放出来，这通常被叫做“飞轮爆炸”，飞轮碎片的速度如同炸弹碎片一半击碎整个系统。