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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0.35 kW·h,发展到当今的30130 kW·h,储能密度达到30100 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。
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