VYCON飞轮储能系统简介170806

飞轮能量存储系统产品简介CONFIDENTIAL飞轮储能技术原理2飞轮储能的工作原理即在电力富裕条件下，由电能驱动飞轮到高速旋转,电能转变为机械能储存；当系统需要时，飞轮减速,电动机作发电机运行,将飞轮动能转换成电能,供用户使用。飞轮储能通过转子的加速和减速，实现电能的存入和释放。与其他形式的储能技术相比，飞轮储能具有使用寿命长、储能密度高、不受充放电次数限制、安装维护方便、对环境危害小等优点CONFIDENTIALVycon公司亮点3突破性的领先技术•产品经过20年的不断改进，超过5000万美元的系统研发投入•最高的可靠性，最小的占地面积和几乎零成本的系统维护成熟的实际应用•有超过1100台飞轮产品正在全球各行业中使用•拥有2,500,000次充电和放电实际验证的可靠性•与全球领先的UPS制造商/分销商建立战略作伙伴关系拥有核心技术专利•主动磁悬浮轴承与控制系统•紧凑型钢合金转子设计与加工•行业领先的飞轮效率（99.4％）CONFIDENTIAL55Vycon飞轮结构高速–37000RPM外部空气冷却内部真空设计紧凑型钢合金飞轮质量(90公斤)磁悬浮轴承：悬浮支持转动元件高功率密度(300kW)OSHPD抗震认证可扩展99.4%的输出效率CONFIDENTIALVycon飞轮储能产品–VyconVDC飞轮模块—系统核心构建，可实现20年免维护图像用户界面—提供系统状态监测、系统功能设定等功能核心控制单元—监控能量输出请求并控制包括飞轮充电、放电在内的子系统磁力轴承控制单元—通过五轴磁悬浮系统控制飞轮的位置双向能量转换器—直流系统与由飞轮产生的交流变频电压之间的转化接口6真空泵—排空飞轮内的空气，以减少风阻损失，从而提高电气效率123451234565Vycon飞轮技术提供了行业领先的高可靠性、高效、低成本的能量存储系统CONFIDENTIALVycon飞轮储能产品应用领域6关键电源/电源质量UPS电源车载电力供应智能电网/能源再生风电/智能电网储能国防能量回收牵引动力节能航空航天UPS行业应用概况CONFIDENTIAL典型的UPS系统运用8双变换UPS系统ATS整流器AC/DC油机AC逆变器DC/AC市电AC长时间备用电源关键电源输出自动切换开关540VDC380VACDC储能单元CONFIDENTIAL免蓄电池UPS系统9市电208–600VACUPS关键负载DC母线自动切换开关VYCON飞轮储能单元后备发电机ATSCONFIDENTIALVYCON飞轮+蓄电池共用系统10市电208–600VAC关键负载DC母线自动切换开关VYCON飞轮储能单元-+-蓄电池++--+UPS任何断电或晃电情形，由飞轮先放电。如此可以保护电池免于因为晃电放电造成电池寿命的缩短。从而延长电池寿命和可靠性，以及减少电池节数。后备发电机ATSCONFIDENTIAL飞轮储能与铅酸电池储能比较11铅酸电池采购次数：初期+3次=4次每组电池配直流开关电池房：设计(加强结构)，建筑费用精密空调系统：运行温度25℃电池监控系统：按数据中心级别特殊防火消防设计：气体灭火飞轮20年使用寿命无须空调，-10-45℃通风环境承重无须特殊设计可直接放置于UPS房占地面积小，节省的空间可用于扩充业务需求CONFIDENTIAL飞轮储能与铅酸电池储能投资回报比较1250,000000RMB0某在建数据中心：12,000KVA，19x800KVAUPS，铅酸电池后备时间15分200,000电池更换150,000Flywheel飞轮Battery电池100,000250,0001234567891011121314151617181920年度飞轮与蓄电池20年周期累积成本比较蓄电池周期成本包含为蓄电池配套的电池房建筑成本，直流开关，精密空调，消防，以及运营的空调电费，每6年更换全部电池的费用；不含占用空间无法作为机架租金收入的机会成本CONFIDENTIALVDC产品系列-应用于UPS领域VyconVDCXE最大额定功率:300kW最大能源存储率:4,000kW秒@140kW功率密度:48kW/ft2输出效率:99.4%@最大功率Vycon飞轮技术提供了行业领先的高可靠性、高效、低成本的能量存储系统VyconVDCXXE最大额定功率:300kWVyconVDCXXT最大额定功率:500kW最大能源存储率:6,000kW秒@400kW功率密度:80kW/ft2输出效率:99.6%@最大功率最大能源存储率:6,000kW秒@140kW功率密度:48kW/ft2输出效率:99.4%@最大功率2006年推出2015年二季度推出2017年三季度推出13CONFIDENTIAL北美应用案例-EMC北卡杜兰4.5万平米数据中心14配置：•6x825KVA/750kWUPS•24VDCXEVYCON飞轮•无蓄电池CONFIDENTIAL北美应用案例-Gainesville质子治疗中心15配置：•2x750KVA/675kWUPS•8VDCXE飞轮•无蓄电池CONFIDENTIAL北美应用案例-U.S.Navy医院16配置：•825kVA/750kWUPS•5VDCXE飞轮•户外箱体CONFIDENTIAL国内应用案例-北京电信数据中心17（1）北京亦庄数据中心UPS：2*艾默生400kVA飞轮：2*VDC300kW安装时间：2010年11月安装地点：北京亦庄（2）北京酒仙桥数据中心高压直流电源：2*台达200kW飞轮：2*VDC125kW安装时间：2011年6月安装地点：北京酒仙桥CONFIDENTIAL国内应用案例-华为数据中心18UPS：1*Socomec500kVA飞轮：2*VDCXXE300kW安装时间：2015年12月安装地点：东莞松山湖轨道交通行业应用概况CONFIDENTIALCostofEnergy牵引电力成本65-75%电力成本15-20%地铁运营成本100%20地铁运营能源成本CONFIDENTIALElectricity,ConsumptionandLosses牵引电力成本65-75%电力成本15-20%地铁运营成本100%机车制动产生的直流电调节能量能量存储：可节省总运营成本的3%制动损失能量100%牵引力损失牵引电力电机8%电阻16%转换器2%传输4%损失约17%可重复利用能源33%21电力的消耗和损失辅助系统20%地铁列车的制动能量目前多采用制动电阻消耗制动或将减速过程中的能量转化为热能而浪费，，而且会产生大量废热，使地铁隧道和车站内的温度升高。CONFIDENTIAL基于飞轮技术的能量回收存储系统22在列车制动过程中，将制动能量通过飞轮系统储存起来。当列车需要大功率工作时(如上坡、加速等)，将飞轮系统存储的能量释放出来以供系统使用。系统优势充分利用制动能量，通过储存再生制动的电能而提高能量利用率，达到节能的目的。降低供电系统峰值功率要求。供电系统的容量只能按照电能消耗的峰值来设置，多数时候不会满负荷运行。采用能量储存方法，可通过减少设备的峰值容量而节约成本。改善直流供电稳定性，在低电位时提供电压支持。提高供电的可靠性。在系统因故障而停电时，储能装置可以短时供电，相当于大型的UPS的作用。减少隧道内的灰尘和热量。CONFIDENTIALREGEN®系统用于降低高峰负荷、促进能源用量平稳的能源存储回收系统125kW容量的持续循环容量10,000至20,000转750VDC和500VDC两种规格18秒完全充电/放电每75-90秒一次，可无限循环使用4-6年可收回成本投入超过20年的使用寿命唯一经过优化的轨道交通飞轮储能系统REGEN®系统23REGEN®产品系列-用于地铁等轨道交通领域REGEN®产品在包括南美、北美、欧洲、亚洲各地的数十条地铁线路中均投入使用，包括：美国洛杉矶地铁（2014年实施）巴西里约热内卢地铁（实施中）美国纽约地铁（正在洽谈）巴西圣保罗地铁（正在洽谈）英国伦敦地铁（正在洽谈）瑞士巴塞尔地铁（正在洽谈）土耳其布尔萨地铁（正在洽谈）土耳其伊兹密尔地铁（正在洽谈）香港港铁（正在洽谈）日本东京地铁（与日本住友合作）菲律宾马尼拉地铁（正在洽谈）REGEN®产品实施案例CONFIDENTIAL洛杉矶地铁项目介绍实施范围:在地铁系统的牵引变电站使用2MW/8.2千瓦时REGEN®系列产品，准备扩容至6MW/24.6kW容量联邦运输管理局（FTA）从ARRA运输温室气体和能源减排计划（TIGGER）计划拨款站点数量：14个线路长度：28公里自2014以来，每天在洛杉矶地铁运行的REGEN®系统可节约平均1.6-1.8兆瓦（14%-15%）能量,同时：无需维护没有能量衰减与电池等产品相比，尺寸和重量更小。超过20年的使用寿命无需温度调节没有化学泄露产品的健康风险在需求变化时容易增加或减少模块实时监控25CONFIDENTIAL巴西地铁项目介绍26里约1号线站点数量20日乘客量275000线路长度（公里）16.909轨距1,600mm电压750V直流平均速度24km/h最快速度50km/h平均车头时距(min)5#变电站12节能单元数量44节能效果统计电力价格美元/千瓦时0.112个站点日用电量千瓦时136,194日电费美元年平均电费4,971,071每日节能量千瓦时18,824节能比例13.82%节能系统安装成本美元$3,774,920节能系统每日节约电费美元$1,882节能系统每年节约电费美元$687,092投资回报周期年5.49航空航天/国防行业应用概况飞轮储能与蓄电池储能的比较项目化学蓄电池飞轮储能储能容量中高循环寿命几百次几百万次使用寿命2～8年＞20年放电深度有限制基本无限制维护时间＜6个月＞10年环境污染污染环境无污染储能密度10～20Wh/kg＞100Wh/kg功率密度300W/kg5000W/kg飞轮储能特点优势特点特点介绍高功率密度飞轮储能的功率密度比化学蓄电池高一个数量级充电快速飞轮储能系统有较快的充电、放电速度；寿命长飞轮储能系统的使用寿命较长，一般比蓄电池的寿命长5~10倍，相对整个使用周期来说价格较低；环保飞轮储能过程干净、清洁，对环境无任何不良影响；稳定飞轮储能系统的储能十分稳定，储能能力不因外界温度等因素的变化而波动；高效飞轮储能系统具有很高的效率，总效率达到90%以上，而化学储能电池一般只有60%左右；飞轮系统应用场景-舰载设备舰载相控阵雷达、垂直发射、电磁弹射等装备短时用电量大，可利用飞轮系统作为能量存储介质，保障装备使用时舰船整体的能源供应稳定。美国福特级航母电磁弹射的供电系统由电动机、飞轮储能装置和大功率发电机组成。其卧式飞轮储能装置储存的能量可以达到140兆焦以上，充电功率可达4兆瓦。2016年7月11日第50届范堡罗国际航展展出的福特级航母的电磁弹射系统模型此外，飞轮储能系统还可以作为舰船动力补充，短时加快行进速度，提高机动性。飞轮系统应用场景-高功率脉冲电源在电磁炮/激光武器系统中，高功率脉冲电源是系统的主要构件。飞轮储能系统高能量密度、大储能、能够快速充电的特点使其成为高功率瞬发脉冲电源的关键技术。在美国海军研究办公室日前公布了测试片段，可见电磁轨道炮成功于25秒内接连发射2枚炮弹，炮弹速度为每小时7200公里，炮弹的有效射击距离为185公里。飞轮系统应用场景-移动UPS电源车在同等功率密度下，飞轮系统的体积仅为蓄电池的1/4，具有更高的机动性。在普通应急发电车的基础上增加飞轮储能电源系统，相当于大功率的UPS，可以为负载提供零毫秒级不间断、高质量的电力供给，可为移动指挥所等提供可靠的电力保障。国家电网UPS电源车配置UPS：1*Borri250kVA飞轮：1*VDCXE300kWATS:1*施耐德MCCB飞轮系统应用场景-航空航天在人造卫星、飞船、空间站中，飞轮储能一次充电可以提供同重量化学电池4倍的功率，同负载的使用寿命为化学电池的3～10倍。飞轮储能系统对于温度等环境的要求远低于化学电池，使之在航空航天领