来源:《UPS应用》杂志

8月30日,《UPS应用》杂志社曲学基主编、王其英副主编、孙阳执行主编和市场部经理齐雪娇女士一行人应邀访问了北京泓慧国际能源技术发展有限公司(以下简称:泓慧能源)研发中心。

这是一个秋日的午后,艳阳高照,尽管天气还十分的炎热,但早已没有了闷燥的感觉。京郊大地笼罩在秋色之中,有几分恬静,还有几分即将丰收的喜庆。泓慧能源研发中心位于顺义区马坡镇,这个位置远离大城市的喧杂,高大的办公及研发生产的厂房裹挟在绿树成荫之中,现代与乡壤交织,让人感觉一新。泓慧能源首席运营官沈庆生、总工程师李光军、副总工程师李树胜、崔亚东、系统所所长张帆、市场部经理柴晓等人热情地接待了《UPS应用》杂志社一行。

旋转创造未来

在泓慧能源研发中心的展厅里,首先映入我们眼帘的是公司响亮的口号:旋转创造未来(Future of Turning)。见到这个口号,仿佛主人一下子就把我们带入到时光隧道,引领我们开始了未来旅程。    

泓慧能源首席运营官沈庆生首先激情地向我们介绍起泓慧能源:泓慧能源是由国家技术发明一等奖获得者团队成员领衔,汇聚了来自著名高校和科研院所的航天、电力电子、自动控制、能源领域的顶尖专家学者,开发出了国际领先的拥有完全自主知识产权的飞轮储能技术和系列化产品,并致力于以此核心技为不同领域的客户提供绿色、高效和安全的能源解决方案。    

作为一家航天技术转民用的高新技术企业,公司以大功率磁悬浮飞轮储能技术为核心,提供能源管理、节能改造、清洁能源开发等全方位体系性解决方案,产品已广泛应用于集成电路工厂动态UPS电能质量改善、数据中心飞轮储能UPS、飞轮UPS移动电源车、石油钻机节能储能、新能源储能等多个领域,在中国率先实现了完全自主知识产权的飞轮储能技术的大批量商业化应用,打破了国外垄断,填补了国内空白。   

来到公司发展历程的展板前,沈总意味深长的向我们介绍公司从1998年开始探寻飞轮储能技术和产品的过程。讲述他们从实验室开始做起,许多有识之士结成团队,一步一个脚印摸爬滚打的奋斗历程。  

正所谓,二十年磨一剑。经过多年的不懈努力,泓慧能源已经成长为国内研发飞轮储能技术和产品的独一无二的公司。    

在公司知识产权的展板前,沈总非常自豪的向我们介绍公司在这方面取得的成就。泓慧能源现已拥有国家发明专利5项、外观专利1项,已受理国家发明专利18项,国家外观专利2项,已授权软件著作20项。泓慧能源于2016年底被评为国家高新技术企业,在国家工业和信息化部主办的2017“创客中国”创新创业大赛中,泓慧能源从全国几千家企业中脱颖而出,荣获全国企业组唯一的一等奖,并受工信部邀请赴乌镇在第四届世界互联网大会上做专题报告。泓慧能源的大功率磁悬浮储能飞轮技术,还荣获了储能国际峰会“2018储能技术创新典范TOP10”大奖,“2019储能应用创新典范TOP10”大奖。 

科技部国家重点研究项目MW级先进飞轮储能关键技术研究项目由国内多家单位共同合作。泓慧能源在项目中承担了飞轮、磁悬浮和单机集成关键技术研究任务子课题;通过该项目的实施,一方面为中国大规模飞轮储能技术的发展贡献力量,另一方面,也将大力推动公司自身技术实力的提升,为公司未来的发展打下更加坚实的基础。   沈总指着展板展示的各类证书和奖状说到,泓慧能源正在参与和主持飞轮储能标准的制定。这个标准逐步形成团体标准,最终推动行业标准、国家标准的制定,推动中国飞轮储能这一新兴产业的健康快速发展,为中国储能和节能环保产业的发展贡献力量。泓慧能源获得科技部和中央财政资金支持。公司还获得国家开发投资公司旗下国投京津冀科技成果转化创业投资基金等多家知名机构亿元级别的战略投资。当然,我们的证书和奖状还远远不止这些……。

 

绿色研究立根本

在泓慧能源的会议室中,刚刚开完会的总工程师李光军博士赶来,同我们亲切地交流起来。李光军博士早年在北航任教,在飞轮储能技术方面有深厚的造诣,目前主要承担飞轮系统的总体设计。 

曲学基主编:我们请李总就目前飞轮储能技术的发展、国内飞轮储能的应用,尤其是在数据中心领域中的应用以及行业发展的前景做个介绍。  

李总从飞轮储能的原理讲起。他说,飞轮储能一种物理储能方式,利用旋转体旋转时所具有的动能来存储能量。原理较简单,根据能量守恒定律,飞轮的双向电机在电动机运行状态下,使飞轮加速,将输入电能转化为动能存储;双向电机在发电机运行状态下,使转子减速,将动能转化为电能输出。最典型的应用是我们看到的冲床。然而过去这种简单的应用受到两方面的制约。其一,飞轮的转速低,主要是由于支撑(轴承)的技术没有解决;其二,飞轮储能的输出(动能转化为电能)的控制问题有障碍因素。所以,要想提高飞轮储能的能效要从这两个方面下手。根据飞轮储能公式 E=½M·V²=½J·ω²,增加飞轮能量应从飞轮的质量和形状着手,目前高能的飞轮系统所使用的转子多采用高强度碳纤维制成,并通过磁悬浮轴承实现悬浮,在真空腔体内转子的转速可达到20,000到50,000rpm。这类飞轮可以在几分钟内达到所需的速度——远远快于其他储能方式。  

李总向我们介绍飞轮系统的分类时强调,飞轮系统的分类方式有多种,除去在材料和转速方面的分类,目前还有一种方式是工况分类。比如:利用车辆制动、石油钻机钻杆下放等时的能量回收应用、针对电网调峰、调频环节的能量调节应用等。

 

预制模块践行者

李总看出我们更关心飞轮储能技术在数据中心方面的应用的想法,他话锋一转,侃侃谈起泓慧能源飞轮UPS在数据中心方面的应用。他讲,飞轮储能技术用于UPS只是飞轮储能技术应用的一个很小部分。飞轮电池取代UPS电源中的蓄电池,具有很大的优势,包括可靠性高、使用寿命长、绿色环保、转换效率高、占地面积小、使用成本低等。飞轮UPS在应用时需要与发电机组相互配合,瞬时提供大功率电力。在这方面,泓慧能源开发出HFW2503A(额定功率:250kW,储电量:3kWh,飞轮转速:9000rpm)、HFW2503B/C(额定功率:250kW,储电量:3kWh,飞轮转速:10500rpm)、HFW3002(额定功率:300kW,储电量:2kWh,飞轮转速:18000rpm)等几款产品。 

李总还介绍了泓慧能源飞轮储能技术在数据中心应用的方案。

泓慧能源飞轮储能数据中心应用模块方案为三个组成部分:数字模块、电源模块和制冷模块。  

李总边介绍边引导我们来到模块化数据中心的实体前面。泓慧能源飞轮储能数据中心应用模块方案的三个组成部分分别由三个集装箱构成,这种简便的构造难以让人与复杂的数据中心联想在一起,然而麻雀虽小五脏俱全,就是这三个集装箱(三个模块),却体现了强大的功能。李总详细地向我们介绍到:我们就是要将复杂的数据中心规划建设变成像简单的搭积木游戏一样。模块化数据中心机柜密度可达10kW/架、设计时IP防护等级达到了IP56、核心部位采取双路电源供电并可自动切换、安装工艺采用阻燃电缆和管道;这个方案采用了专利冷却技术、支持多密度服务器设备、维护成本低、可靠性高、工作时充分体现高效节能;从全生命周期角度看这个方案具备PUE值≤1.4、工厂预制、建设周期短、高密度和灵活布局、投资灵活且应用成本(TCO)可降低到60%以下等优势。 

泓慧能源专注于推动数据中心工业化建设模式的发展,从模块化数据中心方案的推出可以看到,泓慧能源业已成为预制化的践行者和数据中心行业领先的预制化基础设施服务商。

 

节能只在一瞬间

关于飞轮的储能和应用是我们一行极为关注的问题,所以很迫切的想知道泓慧能源的应用解决方案和具体实例。  

李总向我们介绍起飞轮储能的特点及应用。他说:飞轮储能与其他储能方式相比,具有充放电迅速、储能密度高、功率大、效率高、寿命长,低污染等优点。利用这些优点飞轮产品可广泛应用于地铁系统节能、电力系统调峰、不间断电源、港口龙门吊节能、风力发电、太阳能发电、汽车供能、卫星储能、大功率机车、电磁炮等众多方面。  

在谈到飞轮储能的具体应用时,沈总举了个例子。  

现在轨道交通已经十分普遍,这种交通方式极大地缓解了城市交通拥挤的问题,随着社会城镇化建设的加快,轨道交通还会获得发展。

但在城市轨道车辆启动和制动频繁、瞬时功率大,属于典型的大功率冲击性负荷,对电力牵引电网电压造成巨大冲击,目前的制动方式能量浪费巨大,同时升高了地铁空间的温度,带来安全隐患。我们把飞轮储能的应用理念用在地铁机车上,列车进站时,飞轮系统吸收列车制动能量,取代制动电阻;列车出站时,飞轮释放存储能量,牵引列车前进,达到节能效果。节能只在一瞬间,实际上刹车的瞬间,已经完成了储能的过程,运用这种方式,方便地完成了能源的转换。 

在宽大的厂房外面,一辆涂装有国家电网图样的重型卡车引起了我们的注意。

李总指着卡车向我们说到,这是我们的移动电源解决方案,这辆车是我们专为国家电网定制的应急供电车。伴随着他爽朗的笑声,他自豪地又说道,我们的移动电源解决方案应用范围很广,以前2009年天安门60年国庆,2010年上海世博会,2014年APEC会议等大型活动保电任务都用的国外的飞轮储能产品,我们的产品打破了国外垄断。 

李总旋即又谈到了泓慧能源的未来。他说,我们的产品和方案已经转载到移动设备上驰向远方,飞轮储能技术将在大环境下得到高速发展。但飞轮储能并不能取代所有的储能技术,未来储能的发展还需要业界的通力合作。我们也希望与《UPS应用》杂志社建立起更加紧密的战略合作伙伴关系,一起担负起发展国家绿色环保能源事业的重任。  

王其英老师代表《UPS应用》杂志社一行兴奋地讲到,感谢泓慧能源的接待,感谢泓慧能源为行业、为国家所做作的一切。他引用业界的一句话语“谁能够把不同的储能技术组合到一起,发挥各技术的最大优势,谁才是储能领域的王者,储能市场的未来需要合作共赢!”来赞颂泓慧能源。同时他讲述了《UPS应用》杂志社与泓慧能源合作的意愿,我们将在杂志上开辟专栏报道飞轮储能技术,让全行业来关注飞轮储能技术的应用、关注泓慧能源的成长。 

此时,落日的余晖将泓慧能源的厂房建筑镀上一层金黄,微风又送来清爽的感觉,我们收获满满地结束了参观。

 

后  记

又是一个秋高气爽的日子,《UPS应用》杂志社再一次组织了强大的阵容造访北京泓慧国际能源技术发展有限公司总部。由社长何春华女士和编委会主任张广明先生带队,阵容中除包含上次参加人员外,还包括编委——来自军事科学院系统工程研究院网络信息研究所的孟海军先生。  

泓慧公司首席运营官沈庆生、以及专程从江苏江阴赶过来的江苏捷电科技有限公司的首席运营官唐士洲先生热情地接待了《UPS应用》杂志社一行。  

泓慧公司总部位于后海南隅,是北京四合院的建筑风格,绕过门庭影壁,左侧是泓慧堂,泓慧公司的公司名称盖出于此。

在交流阶段,唐士洲先生先就江苏捷电科技有限公司与北京泓慧国际能源技术发展有限公司的关系讲起,深入浅出地讲解飞轮节能技术为当前众多节能技术的异军突起,有着广阔的发展前景。沈庆生先生也就飞轮节能技术在一些特殊场合的应用有着不可比拟的优势情形再次做了介绍。专家和评委从技术、应用、比较、前景等多角度提出了询问。大家一致认为,飞轮节能技术作为众多节能技术中一项新型技术在泓慧公司的潜心攻关中,近年来已经从实验室阶段走出,发展到可以在特殊场景下大展身手的实用技术,有着不可估量的发展前景。  

社长何春华女士和编委会主任张广明先生、专家和评委都表示,《UPS应用》杂志社以及相关行业愿意为推广这项技术早日盛开结果做出努力。


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