Một nhóm dự án do Đại học Công nghệ Graz (TU Graz) dẫn đầu trình bày nguyên mẫu của hệ thống lưu trữ bánh đà, FlyGrid, có thể lưu trữ điện cục bộ và phân phối điện bằng công nghệ sạc nhanh.
Các giải pháp sạc và lưu trữ sáng tạo đã trở nên quan trọng hơn nhiều do sự sẵn có ngày càng tăng của các năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió và thủy điện cũng như sự gia tăng trong lĩnh vực xe điện. Chúng nhằm lưu trữ lượng điện dư thừa cho những thời điểm năng lượng tái tạo không cung cấp điện, nhằm tăng tính ổn định của lưới điện và cung cấp cơ sở hạ tầng sạc đầy đủ.
Với FlyGrid, một nhóm dự án bao gồm các trường đại học, nhà cung cấp năng lượng, công ty và công ty khởi nghiệp trình bày nguyên mẫu của hệ thống lưu trữ bánh đà đã được tích hợp vào một trạm sạc nhanh hoàn toàn tự động, do đó cho phép cải thiện việc sử dụng các nguồn dễ bay hơi cục bộ.
Sau vài tháng thử nghiệm FlyGrid tại Đại học Leoben, hệ thống lưu trữ bánh đà hiện đã được đưa vào hoạt động tại Energie Steiermark, nơi nó có thể được cải thiện hơn nữa trong điều kiện thực tế. Bộ lưu trữ đệm của nguyên mẫu có hàm lượng năng lượng là 5 kilowatt giờ và cung cấp công suất sạc 100 kW. Khối lượng lưu trữ lớn hơn cũng có thể do thiết kế mô-đun.
Mặc dù công nghệ lưu trữ bánh đà là một trong những hình thức lưu trữ năng lượng lâu đời nhất, một trong những biến thể đầu tiên là bánh xe của thợ gốm, việc phát triển FlyGrid là cần thiết để điều chỉnh các hệ thống con và thành phần theo yêu cầu mới. Để lưu trữ năng lượng cơ học, một rôto—còn gọi là bánh đà—được tăng tốc lên tốc độ cao nhờ một động cơ điện và năng lượng được lưu trữ dưới dạng năng lượng quay. Năng lượng được thu hồi bởi rôto giải phóng năng lượng quay của nó cho máy phát điện. Toàn bộ quá trình phát triển và sản xuất diễn ra ở Áo.
Tuổi thọ của dịch vụ không phụ thuộc vào chu kỳ sạc
Các đối tác phát triển đặc biệt chú ý đến vòng bi lăn, trong đó nhà sản xuất vòng bi lăn myonic đóng vai trò hàng đầu. Chúng phải chịu được tốc độ quay lên tới 30.000 vòng/phút với trọng lượng cánh quạt là 160 kg. Vì lượng năng lượng có thể được lưu trữ trong rôto bị giới hạn bởi lực ly tâm, sợi carbon cường độ cao đã được sử dụng để sản xuất nó.
Đối tác dự án FWT đã phát triển một quy trình sản xuất đặc biệt cho rô-to composite sợi carbon. Rôto được tăng tốc bởi một động cơ từ trở đồng bộ, được tối ưu hóa tổn thất do công ty Thien eDrives nghĩ ra. Công nghệ động cơ điện này được chọn vì nó đạt hiệu quả rất cao và không cần nam châm hay đất hiếm. Tuy nhiên, động cơ tiêu thụ năng lượng để duy trì sạc, nghĩa là bộ lưu trữ sẽ xả điện theo thời gian và hết pin sau khoảng 25 giờ.
Do đó, FlyGrid nên được coi là một hệ thống lưu trữ ngắn hạn chỉ khả thi nếu năng lượng được cung cấp và loại bỏ thường xuyên. Hệ thống được đóng gói trong một vỏ bọc an toàn được phát triển đặc biệt. Ưu điểm chính của FlyGrid là tuổi thọ dự kiến dài , không giống như pin, không phụ thuộc vào số chu kỳ sạc hoặc tuổi thọ.
Ngoài việc lưu trữ và phân phối năng lượng, dự án đã phát triển một khái niệm tổng thể xung quanh việc lưu trữ cũng tính đến các khía cạnh cung cấp năng lượng, phụ tải lưới điện và cơ sở hạ tầng sạc. Điều này được phản ánh trong các lĩnh vực ứng dụng dự định của FlyGrid. Trong số những thứ khác, các nguồn dễ bay hơi cục bộ như hệ thống PV sẽ được tích hợp, năng lượng của chúng có thể được lưu trữ không chỉ để sạc mà còn để cung cấp năng lượng cao vào lưới điện. FlyGrid cũng có thể được sử dụng làm hộp sạc nhanh di động, chẳng hạn như cho máy móc xây dựng điện khí hóa. Trong lĩnh vực công nghệ sạc, đối tác dự án Easlink đã đóng góp hệ thống sạc hoàn toàn tự động Matrix Charging.
Bổ sung hữu ích cho các giải pháp hiện có
"Việc tăng cường điện khí hóa cho phương tiện di chuyển và cả ngành công nghiệp cũng như việc mở rộng các nguồn năng lượng tái tạo dễ bay hơi là một thách thức đối với lưới điện của chúng ta. Do đó, điều quan trọng là phải đưa ra các giải pháp một mặt giảm tải cho lưới điện và mặt khác tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng phương tiện di động điện tử," trưởng dự án Armin Buchroithner từ Viện Hệ thống cảm biến và đo lường điện tại Đại học Công nghệ Graz (TU Graz) giải thích.
"Ngoài các giải pháp như pin hóa học hoặc nhà máy điện lưu trữ bằng bơm, bộ lưu trữ bánh đà của FlyGrid cung cấp một hệ thống lâu dài mang lại hiệu suất cao. Điều này làm cho FlyGrid trở thành một bổ sung hữu ích hỗ trợ chuyển đổi sang năng lượng tái tạo ở quy mô nhỏ hơn và lớn hơn, " anh ta nói.
