真空管道磁懸浮重環轉子超級蓄能系統

2021-01-11 騰訊網

真空管道磁懸浮高鐵將是未來數百年主要長途客運設施，該系統快速、環保、安全經濟。初期時速可達1000公裡/小時，技術成熟後可達到超音速的5000公裡/小時，成為遠途、跨洲際旅行的最佳工具。由於技術、經濟、安全等問題有待解決，在可預見的未來，我們還看不到實現的曙光。

但是真空管道磁懸浮的基礎技術是成熟的，可以由此發展一種低損耗的蓄能技術。當前，由於新能源的快速發展，國家電網急需大規模建設蓄能設施。國家能源局將在十四五規劃中編制7000萬千瓦抽水蓄能電站。之所以大規模建設抽水蓄能電站，抽水蓄能至今仍然是最成熟最經濟的蓄能方式。但是抽水蓄能的電力損耗也是巨大的，通常都是耗4發3，損耗25%，即使是新技術新設備，損耗也有20%。下面我們看一張圖表，在圖表中我們看到，水泵及水輪機的機械能損耗就佔到了14%，佔總損耗的70%。

我們再來看看真空管道磁懸浮重環轉子蓄能，就是在一條圓環形真空管道磁懸浮軌道上運行一個巨型重型環狀轉子，這個百萬噸的環狀轉子被磁懸浮漂浮在管道真空中，軌道上的線圈可以加速轉子運行，當需要發電時，也可以通過線圈發電。由於這個真空管道是絕對封閉的，內部真空度極高，環狀轉子在高速旋轉時，能量損耗也極少。這種蓄能技術能量損耗可以控制在5%，主要是驅動及發電線圈損耗。

真空管道磁懸浮蓄能隧道長度將超過30公裡，可以建在百米深的地下，環狀轉子粗徑達到3米以上，環狀半徑5000米，總重量高達150萬噸，把轉子加速到1000米/秒，需要2.1億度電。驅動及發電功率高達2000萬千瓦。按照抽水蓄能工程造價，2000萬千瓦蓄能設施造價高達1200億人民幣。而真空磁懸浮蓄能工程造價將在500億之內。技術成熟後造價會更低。

環狀轉子線速達到1000米/秒時，其巨大的離心力可能使其斷裂，所以必須採用大量高強度碳纖維加強，並且要在軌道外側增加磁懸浮垂壁軌道約束轉子的離心力，這對隧道的基礎強度也有很高要求。同時也要解決發電問題，因為動環在發電時轉子轉速有逐步衰減的趨勢，必須採取技術措施，確保輸出電力穩定。

我國許多企業及機構都有這個技術實力開發真空磁懸浮蓄能技術，如@西南交大@航天科技 @中國中車 @國家電網

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