飞轮储能系统关键技术及其研究现状

飞轮储能作为一种物理储能方式以其在使用寿命、充电时间、充放电效率方面的突出特点得到了广泛关注。本文首先介绍了飞轮储能系统的结构组成、工作原理、工作模式,并对其各结构的功用进行了简要说明。重点对目前飞轮储能系统的飞轮转子技术、支承轴承技术、电动/发电机技术、电力电子装置技术、真空室技术等关键技术进行了全面分析,并对各部件的关键技术国内外研究现状逐一进行阐述。随着与飞轮储能相关的关键技术快速发展,作为一种新型储能方式,其应用领域将不断扩大。

超临界态甲烷密度研究

超临界甲烷密度不仅是非常规天然气资源量计算与吸附能力测定的重要参数,同时也是衡量超临界甲烷扩散效率与溶解有机物能力的主要指标。通过对比分析各种气体状态方程的适用性,认为基于亥姆霍兹能量基本状态方程可以准确计算0~30 MPa、270~360 K条件下甲烷的密度。利用Microsoft Office Excel编写了甲烷密度的计算程序,与NIST(美国国家标准与技术研究院)商业软件计算结果相比,误差小于0.05%。分析了0~100 MPa、270~360 K范围内甲烷密度的变化规律。结果表明,甲烷密度随压力增大而增大,在低于30 MPa时增速较大且对温度的敏感性较强,高于30 MPa时增速逐渐变缓,且敏感性减弱。在煤层原位条件下随着埋深的增大,甲烷密度随温度升高而减小,随压力增大而增大;在温度与压力共同作用下,甲烷密度呈先增速不变、近似线性增加,后增速逐渐减小、凸曲线形增加的变化规律。游离态甲烷密度受温度的影响比吸附态甲烷小,是深部煤层气资源增量的主要贡献者。研究结果为深部煤层气赋存及其潜力预测提供了基础参数。

飞轮储能技术及在汽车上应用的仿真分析

介绍了飞轮储能技术的特点及国内外研究现状。从飞轮转子的几何形状、材料强度两方面对飞轮的储能效果进行分析,以汽车动力平衡方程式为基础利用运动学分析软件ADAMS,对汽车的运行特性进行仿真分析,从而对飞轮储能驱动汽车设计的完善与优化提供有价值的参考。

飞轮储能系统关键技术分析及应用现状

从飞轮储能系统的结构原理入手,介绍了飞轮储能系统的结构组成、工作原理及其工作模式,对飞轮转子、支承轴承、真空室、电动/发电机及电力电子装置等关键技术进行了全面的分析,并介绍了关键技术的国内外研究现状,在此基础上对飞轮储能的应用现状进行了阐述。

不同变形机制下构造煤大分子结构演化机理

构造煤是一期或多期构造应力作用的产物,其物理和化学性质均发生了深刻的变化,并显著制约了煤层瓦斯突出和煤层气产出。为了探讨构造应力对煤中有机大分子结构的影响,应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对淮北矿区不同类型构造煤的大分子结构及演化进行了对比分析。结果表明:煤中有机大分子结构对构造应力十分敏感,随着构造煤变形程度增加,煤中脂烃减少13.28%、芳烃增加25.45%、脂肪侧链长度减小1.29、芳环缩聚程度增加4.9。不同应力-应变环境对构造煤结构影响迥异,与原生结构煤相比,脆性变形序列构造煤(片状煤和碎粒煤)脂烃降低了9.24%,芳烃增加了18.89%;而韧性变形序列构造煤(揉皱煤和糜棱煤)中的脂烃减少量比脆性变形煤高6.36%、芳烃增加量高4.02%,说明构造应力对韧性变形序列构造煤的改造作用尤为明显,韧性变形过程更易促使脂肪链发生裂解重组,并促使脱落的小分子物质缩聚成稳定的芳香结构。

车用飞轮储能装置再生制动试验台研究

针对电动汽车制动能量的回收与再利用现状,提出一种将飞轮储能装置耦合于车辆传动系统的混合动力方案,阐述了车辆运行过程中飞轮储能装置的3种工作模式:制动能量回收模式、存储能量输出模式及回收能量保持模式。设计了车用飞轮储能装置再生制动试验台及能量回收试验系统,确定以能量回收率作为指标分析和评价飞轮储能装置的能量回收效果。惯性飞轮加速至不同旋转速度时所具有的旋转动能模拟车辆以不同速度制动时的能量,完成了多目标车速下的能量回收试验,结果表明,受传动比制约,储能飞轮进行能量回收存储时存在能量平衡点,能量回收率平均值为25.28%,所开发的试验台从体系结构到控制方案都能够很好地满足制动能量回收系统的控制需求。