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能源是人类生存和发展的重要物质基础,社会经济持续快速发展离不开强有力的能源保障,能源问题是当今世界热点关注问题之一。为解决能源问题,从环境中提取能量已成为当前研究的热点。相对于太阳能、温差、风能及噪声等环境能源,从环境机械制动中俘获能量是一种比较理想的模式。 
你知道平时乘坐的地铁也可以储能吗？
地铁储能，就是在地铁进站刹车的时候，回收能量，并把这部分能量储存在一个高速旋转的飞轮装置上，等到地铁列车要出站启动的时候，飞轮储能系统会把能量再输出到地铁上。 
城市的轨道交通，比如地铁，车站间的距离不长，列车刹车、启动的次数相对比较频繁，列车在制动过程中产生的能量，往往就被浪费掉了。若这部分能源可以回收利用，轨道交通列车制动产生的能量，可达到牵引系统耗能的20%-40%，降低轨道交通的运营能耗。国内首台兆瓦级的飞轮储能装置在青岛地铁3号线投入使用，这是一套完全拥有自主知识产权的储能系统。 
｜什么是飞轮储能？ 飞轮储能是一种机械储能方式，利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电，将动能转化为电能。
地铁列车通过直流母排提供直流电，直流母排相当于地铁的电源，飞轮系统与直流母排相关。列车进站时，母排的电压升高，为飞轮系统提供电能，飞轮系统吸收能量，将电能转换成动能储存起来，转速高达每分钟20000转。列车启动时，母排电压下降，飞轮系统释放能量，把动能转换为电能，反馈到母排中，供列车使用。 
由于飞轮储能系统自身有一定的重量，为了减轻列车的负担，飞轮储能系统会被制成模块化产品，安装在各个地铁站点。通常情况下，一个地铁站点需要配备1-2套飞轮储能系统。
地铁进站制动时会产生能量损耗，而“飞轮”就像是一个节能系统，将原先被损耗的能源回收起来，又再次反馈到列车中，从而实现节能。如果按照三五分钟一趟地铁来计算，每一辆地铁可节约3-4度电，一天下来可以节约500-600度电。保守估计，飞轮储能系统可以帮助一个地铁站点一年大约节约50万度电。 
飞轮装置依靠机械装置进行能量转换，使用寿命长。理论上，飞轮本身可以无限使用，但其中的电子轴承、电力电子器件需要定期维护和更换。电力电子器件使用10年左右要对其进行维护，而电子轴承在好的情况下可以正常运行20年至30年。
｜飞轮储能未来发展空间巨大 飞轮储能是一种高功率密度、高可靠性、长寿命、环境友好的储能技术，除应用于轨道交通领域外，还可应用于电力能源、石油化工和船舶等行业、电网调频、UPS不间断电源等领域，目前市场渗透率仍处于低位，未来发展空间巨大。飞轮储能技术最早应用于航天领域，作为卫星姿控、储能一体化使用，其关键技术也逐渐转化到民用领域。根据中国能源研究会储能专委会数据，截止至2021 年底，全球飞轮储能在储能装机中占比仅0.22%，未来发展空间巨大。
飞轮储能用于UPS不间断电源。在电力系统中，存在大量对电能质量要求高的用户，例如半导体制造业、银行的计算机系统、通信系统、医院的精密医疗设备等。当外部电网中断或供电质量异常时，为确保这些用户连续可靠供电，可配备飞轮储能UPS 不间断电源。目前，美国Active Power 公司生产的飞轮储能UPS产品已经在全球被各大数据中心、电信运营商等广泛采用。国内飞轮储能UPS 产品市场正处于起步阶段，国机重装生产的200kW飞轮储能装臵已在四川移动德阳分公司投入使用。
在地铁等城市轨道交通的运营成本中，电费占40%左右，列车牵引动力占地铁运营总电力成本的45%-60%，其中17%为可回收的再生制动能量。未来我国更多的城市有望采用飞轮储能系统作为节能装备，市场空间约为204 亿元。
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