9月3日，山梨縣甲府市的米倉(cāng)山光伏電站舉行了用于緩解百萬(wàn)光伏電站輸出變動(dòng)的“飛輪蓄電系統(tǒng)”的竣工儀式。在山梨縣企業(yè)局建設(shè)的約1MW光伏電站隔壁，設(shè)置了輸出功率為300kW，蓄電容量為100kWh的超導(dǎo)式飛輪蓄電系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)備。

完成的“飛輪蓄電系統(tǒng)”  （攝影：日經(jīng)BP社）

此為NEDO（新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)）“安全、低成本大規(guī)模蓄電系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目的一環(huán)，除了山梨縣和鐵道綜合技術(shù)研究所外，還有KUBOTEK、古河電氣工業(yè)和MIRAPRO三家公司參與。

山梨縣建設(shè)的驗(yàn)證試驗(yàn)用百萬(wàn)光伏電站  （攝影:日經(jīng)BP社）

“飛輪蓄電系統(tǒng)”是指，將電力轉(zhuǎn)換為飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，需要時(shí)候再以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)電的機(jī)制。此次的項(xiàng)目利用磁斥力懸浮起直徑2m、重4噸的CFRP（碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料）飛輪，以非接觸旋轉(zhuǎn)，大幅降低了軸承的損失。磁斥力是由釔類(lèi)高溫超導(dǎo)線材制造的線圈和塊體實(shí)現(xiàn)的。

每分鐘最高為6000轉(zhuǎn)

飛輪每分鐘1000轉(zhuǎn)以?xún)?nèi)時(shí)用電網(wǎng)電力旋轉(zhuǎn)，超過(guò)1000次則使用百萬(wàn)光伏電站的電力，最快可達(dá)每分鐘6000轉(zhuǎn)（充電）。放電時(shí)，令驅(qū)動(dòng)飛輪的馬達(dá)發(fā)揮發(fā)電機(jī)的作用，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電力。監(jiān)控百萬(wàn)光伏電站的輸出，控制飛輪側(cè)的充放電使之消除劇烈的輸出變動(dòng)，從而使與電網(wǎng)并網(wǎng)的組合輸出變得平均化。

在今后的驗(yàn)證試驗(yàn)中，將分別以毫秒（千分之一秒）、秒和分鐘為單位設(shè)定多個(gè)時(shí)間，進(jìn)行在其間將組合輸出的變動(dòng)幅度抑制在一定比例以下的實(shí)驗(yàn)。理論上，1MW光伏電站在接近最大輸出功率的狀態(tài)下出現(xiàn)劇烈的輸出變動(dòng)時(shí)，可在20分鐘內(nèi)將變動(dòng)幅度緩解至三分之一左右。設(shè)想作為電網(wǎng)的短周期變動(dòng)對(duì)策。

此次的系統(tǒng)構(gòu)成為，百萬(wàn)光伏電站和飛輪蓄電系統(tǒng)使用了不同的光伏逆變器（PCS），分別轉(zhuǎn)換為交流后組合輸出。飛輪蓄電系統(tǒng)安裝了通用交流馬達(dá)發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為直流后，用雙向PCS再轉(zhuǎn)換為交流，而后與百萬(wàn)光伏電站用PCS的輸出組合并網(wǎng)。

據(jù)稱(chēng)，飛輪蓄電系統(tǒng)采用局部冷卻技術(shù)等大幅抑制了外部的熱滲透，用于冷卻的基礎(chǔ)負(fù)載為數(shù)kW。因此，馬達(dá)發(fā)電機(jī)的損失+冷卻負(fù)載的系統(tǒng)效率（充放電效率）已達(dá)到了80％以上。