飛輪儲能簡介飛輪儲能的想法早在100年前就已經提出，但由於當時技術條件的限制，長期沒有突破。直到六七十年代，美國國家航空航天局的格倫研究中心才開始在衛星上使用飛輪作為儲能電池。90年代後，在以下三個方面取得突破，為飛輪儲能技術帶來了更大的發展空間。
(1)高強度碳纖維復合材料(拉伸強度高達8.27GPa)的出現，大大增加了單位質量的動能儲備。
(2)磁懸浮技術和高溫超導技術研究進展迅速。通過采用磁懸浮和真空技術，將飛輪轉子的摩擦損耗和風力損耗降到最低。
(3)電力電子技術的新進展，如電動機/發電機和功率變換技術的突破，為飛輪儲存的動能與電能的交換提供了先進的手段。儲能飛輪是壹種高科技機電壹體化產品，在航空航天(衛星儲能電池、壹體化電源和姿態控制)、軍事(大功率電磁炮)、電力(電力調峰)、通信(UPS)、汽車工業(電動汽車)等領域具有廣闊的應用前景。
飛輪儲能的工作原理飛輪儲能系統是壹種機電能量轉換的儲能裝置，突破了化學電池的局限性，通過物理方法實現儲能。通過電動/發電機往復雙向電機，通過調頻、整流、恒壓和不同類型的負載接口，實現電能和高速飛輪的機械動能的相互轉換和儲存。
儲能時，電能經功率變換器轉換後驅動電機運轉，電機帶動飛輪加速旋轉，飛輪以動能的形式儲存能量，完成電能轉化為機械能的儲能過程，能量儲存在高速旋轉的飛輪體內；之後電機保持恒速，直到收到能量釋放的控制信號；釋放能量時，高速旋轉的飛輪拖動電機發電，通過功率變換器輸出適合負載的電流和電壓，從而完成從機械能到電能的能量釋放過程。整個飛輪儲能系統實現了電能的輸入、存儲和輸出過程。
飛輪儲能結構飛輪體是飛輪儲能系統的核心部件，旨在提高轉子的極限角速度，減輕轉子重量，最大限度地發揮飛輪儲能系統的儲能作用。目前多以碳纖維材料制成。
軸承系統的性能直接影響飛輪儲能系統的可靠性、效率和壽命。目前飛輪儲能系統多采用磁懸浮系統，減少電機轉子轉動時的摩擦，降低機械損耗，提高儲能效率。
飛輪儲能系統以電動機/發電機及其控制為核心，實現機械能和電能的轉換。電動機/發電機集成壹個部件，在儲能時作為電動機運行，電動機由外部電能驅動，帶動飛輪轉子加速到設定速度。當能量釋放後，電機作為發電機運行，向外界輸出電能。此時，飛輪的轉速不斷降低。顯然，低損耗和高效率的電動機/發電機是高效能量傳輸的關鍵。
功率轉換裝置的目的是提高飛輪儲能系統的靈活性和可控性，將輸出的電能進行轉換(調頻、整流或恒壓等。)來滿足負載的供電要求。
真空室的主要作用是提供真空環境，減少電機運行時的風阻損失。
飛輪儲能系統主要由三部分組成:轉子系統、軸承系統和能量轉換系統。還有壹些支持系統，如真空、低溫、殼體和控制系統。
1.轉子系統中飛輪的動能與飛輪的轉動慣量成正比。飛輪的轉動慣量與飛輪直徑和飛輪質量的二次方成正比(j =(0.5 ~ 1)* m * r ^ 2，飛輪質量分布均勻時為0.5，質量完全集中在邊緣時為1)。
超大、笨重的飛輪在高速旋轉時，會受到很大的離心力，離心力往往超過飛輪材料的極限強度，非常不安全。因此，通過增加飛輪的轉動慣量來增加飛輪的動能是有限的。
2.軸承系統支撐轉子的軸承，支撐轉子的運動，減少摩擦阻力，使整個裝置以最小的損耗運行。
3.轉換能量系統的飛輪儲能裝置中有壹個內置電機，既是電動機又是發電機。充電時，充當電機加速飛輪；放電時充當發電機給外設供電，此時飛輪轉速不斷降低；當飛輪空轉時，整個裝置以最小的損耗運行。飛輪儲能裝置中沒有化學活性物質，沒有化學反應。飛輪轉動時是純機械運動，飛輪轉動時的動能為:
E =1/2Jω/2，其中:J為飛輪的轉動慣量，ω為飛輪的角速度。
飛輪儲能的技術優勢是技術成熟度高，充放電次數不限，無汙染。飛輪儲能能量密度不夠高，自放電率高。如果停止充電，能量會在幾個到幾十個小時內自行耗盡。適用於電網調頻和電能質量保障。
飛輪儲能應用1，無電池磁懸浮飛輪儲能UPS (1)當市電輸入正常，或者市電輸入低或高(壹定範圍內)時，UPS利用其內部有源動態濾波器對市電進行穩定和濾波，為負載設備提供高質量的電力保障，同時對飛輪儲能裝置進行充電，UPS利用內置的飛輪儲能裝置進行儲能。(2)在市電輸入質量不能滿足UPS正常運行要求，或市電輸入中斷的情況下，UPS將飛輪儲能裝置中儲存的機械能轉化為電能，繼續為負載設備提供優質不間斷的電力保障。
(3)在UPS內部問題影響工作的情況下，UPS通過其內部靜態開關切換到旁路模式，市電直接向負載設備提供不間斷電源保障。
(4)當市電輸入恢復供電，或市電輸入質量恢復到滿足UPS正常運行要求時，立即切換到市電通過UPS供電的模式，繼續為負載設備提供優質不間斷的電力保障，並繼續為飛輪儲能裝置充電。
2.電動汽車電池隨著環保意識的提高和全球能源供需矛盾的加劇，開發節能環保型汽車，采用替代能源減少環境汙染，是世界汽車工業發展的重要趨勢。汽車制造業已經將註意力轉向電動汽車的發展。尋找壹種儲能密度高、充電時間短、價格合理的新型電池，是電動汽車能否擁有更大機動性並與汽油車競爭的關鍵。飛輪電池具有清潔、高效、快速充放電、不汙染環境等特點，受到了汽車行業的廣泛重視。據預測，飛輪電池將是21世紀電動汽車行業的研究熱點。
3.不間斷電源不間斷電源因能保證不間斷供電和供電質量，被廣泛應用於通信樞紐、國防指揮中心、工業生產控制中心等場所。目前，不間斷電源由整流器、逆變器、靜態開關和電池組組成。但目前通常對工作溫度、工作濕度、輸入電壓、放電深度都有要求，不允許電池頻繁開合。飛輪具有儲能大、儲能密度高、充電快、充放電次數不限等優點，在不間斷電源系統領域具有良好的應用前景。
4.風力發電系統不間斷供電由於風速不穩定，給風力發電用戶帶來困難。傳統的方式是安裝柴油發電機，但由於柴油機本身的特殊要求，只能在啟動後30分鐘內停止。風經常中斷幾秒鐘和幾分鐘。柴油機不僅啟動頻繁，使用壽命也受到影響；而且風扇重啟後，柴油機會同時動作，會造成功率過剩。考慮到飛輪儲存的大量能量。充電快，所以國外很多科研機構都把儲能飛輪引入風力發電系統。美國將飛輪引入風力發電系統，實現整體調峰。飛輪組的發電功率為300KW，大容量儲能飛輪的儲能為每小時277KW。
5.大功率脈沖放電電源為了避免運載火箭只能使用壹次的巨大浪費，減少空氣汙染，美國正在研究壹種磁懸浮直線電機支架(又稱太空電梯)來發射航天飛機，需要壹個功率巨大但放電時間極短的電源，因此降低壹個容量巨大的存儲系統提供的能量顯然是不合理的。這可以通過使用飛輪儲能系統來實現。飛輪儲能簡介飛輪儲能工作原理組成結構飛輪儲能應用@2019