储能复合材料飞轮力学研究进展

被引：7

作者：

王超 ^{[1
]}

戴兴建 ^{[2
]}

汪勇 ^{[2
]}

李玺 ^{[1
]}

钟国彬 ^{[1
]}

机构：

[1] 广东电网有限责任公司电力科学研究院

[2] 清华大学工程物理系

来源：

储能科学与技术 | 2017年 / 6卷 / 05期

关键词：

飞轮储能; 复合材料; 结构设计; 力学研究;

D O I：

暂无

中图分类号：

TB33 [复合材料]; TK02 [蓄能技术];

学科分类号：

080505 [复合材料]; 080707 [能源环境工程];

摘要：

简要分析了飞轮储能的特点、应用领域及其关键技术,其中复合材料飞轮结构力学研究是提高飞轮能量密度的基础。在研究中,一般利用分析力学和有限元方法获得复合材料飞轮的应力、应变信息,运用强度准则判断其极限转速,确定工作转速下的应力状态。采用多环过盈装配、混杂纤维材料组合结构、纤维多向排布、缠绕以及机织叠层新结构设计,充分利用复合材料的可设计性来适应旋转结构的应力特征,从而提高储能密度。复合材料飞轮的储能量从早期的0.3～5 kW·h,发展到当今的30～130 kW·h,储能密度达到30～100 W·h/kg。合金钢飞轮材料费用估计700$/kW·h,飞轮复合材料费用估计为3000$/k W·h,复合材料飞轮的性价比离大规模储能应用还有相当的距离。

引用

页码：1076 / 1083

页数：8

共 44 条

[1]

Spin test of three-dimensional composite rotor for flywheel energy storage system.[J].N. Hiroshima;H. Hatta;M. Koyama;J. Yoshimura;Y. Nagura;K. Goto;Y. Kogo.Composite Structures.2016,

[2]

Optimization of flywheel rotor made of three-dimensional composites.[J].N. Hiroshima;H. Hatta;M. Koyama;K. Goto;Y. Kogo.Composite Structures.2015,

[3]

Analysis of maximum radial stress location of composite energy storage flywheel rotor [J].

Wen, Shaobo .

ARCHIVE OF APPLIED MECHANICS, 2014, 84 (07) :1007-1013

[4]

The effect of filament winding mosaic pattern on the stress state of filament wound composite flywheel disk.[J].Md. Sayem Uddin;Evgeny V. Morozov;Krishnakumar Shankar.Composite Structures.2014,

[5]

Design and fabrication of hybrid composite hubs for a multi-rim flywheel energy storage system.[J].Seong J. Kim;Khazar Hayat;Sana U. Nasir;Sung K. Ha.Composite Structures.2014,

[6]

Energy storage: Applications and challenges.[J].T. Kousksou;P. Bruel;A. Jamil;T. El Rhafiki;Y. Zeraouli.Solar Energy Materials and Solar Cells.2014,

[7]

Optimization of cylindrical composite flywheel rotors for energy storage [J].