Qnetic启动碳纤维飞轮储能系统测试，Pulsar瞄准4小时电网储能市场

发布时间：

2026-11-13 11:20

来源：

飞轮储能系统之家

概要：

总部位于萨克拉门托的Qnetic公司已在其位于中国上海的技术中心启动飞轮储能系统的低速测试。这款名为Pulsar的原型机组沿用了该公司的机械储能架构，初始容量预计为200千瓦时，同一平台可扩容至500千瓦时，按照125千瓦标称放电功率计算，可实现4小时储能。

飞轮通过高速旋转的转子以动能形式存储能量：富余电力输入系统后，转子提升至高速状态运转；需要供电时，发电机将动能重新转化为电能，转子转速随之下降。该技术支持者表示，飞轮储能有望挑战当前在电网可再生能源领域占主导地位的电池储能系统(BESS)。

据Qnetic公司9月份发布消息称，Pulsar已成功完成首轮100次连续充放电循环，期间零故障、无容量衰减。单独测试显示，该系统电机输出功率达130千瓦，效率可达97.3%，转速超过11000转/分。

Qnetic公司已在萨克拉门托设立工厂与总部，计划小批量生产商用Pulsar机组。在美国电力科学研究院(EPRI)牵头的一项风险消减专项计划支持下，萨克拉门托市公用事业区(SMUD)将通过试点项目对Pulsar开展性能评估。Qnetic公司计划于2027年上半年启动该试点。

Qnetic联合创始人兼首席执行官迈克尔·普拉特(Michael Pratt)在接受《pv magazine》（光伏杂志）美国版采访时表示，其公司所采用的飞轮技术方案旨在克服锂离子电池的诸多短板，尤其是在循环速率与长期容量衰减两大方面。

“大约五年前我们构思这套方案时，大型集装箱式并网锂离子电池储能系统才刚刚迈入主流，”普拉特说道，“当时人们已经相当清楚，电池的成本仍然过高，但最核心的难题还是容量衰减问题。”

普拉特表示，由于将可再生能源接入电网的需求迫切，尽管电池储能系统存在缺陷，但在当时仍是现成方案中的最优解。他指出，从那以后，业界已投入数十亿美元优化电池化学体系，但根本问题依然存在：循环寿命与日历寿命。

“通常，锂离子电池会每天完成一次充放电循环，服役年限十分有限，”普拉特说道，“并且在全生命周期内，其性能会持续衰减。我们当时就知道，飞轮储能的特性使其可在电网场景下反复循环运行，且长期使用不会出现容量损耗。同时我们也发现，目前还没有人按照电网储能所需要的方式，把各个环节整合起来。”

从应用历史来看，飞轮属于储能装置，擅长在分钟级乃至秒级的短时场景中快速进行大功率输出。典型应用场景包括通信设施与数据中心的备用电源，或是在柴油发电机投入运行前提供桥接过渡电源。得益于精准的控制能力与高输出功率特性，飞轮还可应用于核聚变实验中，用于托卡马克装置的建造。

Qnetic公司的目标是生产适用于电网侧长时储能的飞轮产品。即便4小时放电时长还达不到“长时”标准，也已能满足许多电网公用事业公司的应用需求。此外，多台飞轮机组可组成阵列，支持更长周期的持续放电调用，且放电速率也可根据需求进行调节。

已投运的电网级机组采用地下埋设布置，通过外露的穹顶结构可触及到控制装置，整体排布形态如同蛋盒中的鸡蛋。普拉特认为，从消防安全角度来看，飞轮储能比锂离子电池更安全；但转子运行转速极高，仍需针对“非计划快速解体”的风险予以防范。他补充表示，通过确保电机不会将转子加速到额定最高转速等安全机制，可避免此类事故的发生。

同为飞轮储能厂商、但与其构成竞争关系的Amber Kinetics也推出了其32千瓦机组的地上部署版本，采用钢制海运集装箱方案。

尽管普拉特论证了飞轮储能可有效克服电池储能系统的若干具体短板，即循环速率与容量衰减问题，但他也承认，要实现更高容量与规模经济，这类机械储能技术自身同样面临发展瓶颈。

其中一部分难题已在Pulsar的系统架构中得到解决。该机组采用碳纤维转子，在真空环境下依托非接触式磁轴承运转，几乎完全消除了摩擦。转子与中心轴采用无接触设计，其技术原理与磁悬浮列车不接触轨道即可运行的机制类似。整套组件封装于圆柱形钢制舱体中。

Pulsar产品研发的核心目标之一，是提升由碳纤维丝制成的复合转子的强度。转子强度越高，可达到的转速就越快，储存的动能也就越大。在产品当前的配置下，通过碳纤维材料的持续迭代优化，即可将其储能容量提升至500千瓦时。

“随着设备规格放大，规模经济会十分显著，”普拉特表示，“若物理尺寸翻倍，同一外形包络内的潜在储能容量可达到原来的8倍。第二个优化方向是提升转速，这需要打造强度极高的转子以支撑其高速运转。因此，高性能转子与大尺寸设计，是实现系统低成本的两大关键。”

与此同时，普拉特也指出，依靠放大尺寸来提升容量、进而实现成本效益，存在诸多现实限制。其中之一在于，该公司的复合材料转子研发本质上属于行业前沿探索。普拉特表示，这款升级转子采用碳纤维缠绕成型工艺制造，目前行业内还少有直径超过2.5米的此类产品实现量产。

“我们会对设备开展高强度反复循环测试，排查故障隐患，一旦出现问题便整改，”他表示，“走完整套验证流程后，我们才会启动首批试点项目。”

普拉特表示，总体而言，支撑Pulsar产品的所有底层技术均已成熟并投入商用。或许除制备更大尺寸碳纤维转子外，Qnetic主要开展系统集成与控制优化工作，并非原始性的工程设计与研发。公司的目标是基于下一代产品，打造兆瓦级飞轮储能机组。

飞轮储能之所以给人以小众储能方案的印象，很大程度上是因为它此前长期局限于细分应用场景。Qnetic发言人向《pv magazine》美国版介绍道，并网飞轮技术先驱企业Beacon Power早在2011-2014年间，就在纽约州与宾夕法尼亚州的两处电网场站部署了该公司生产的400台100千瓦/ 25千瓦时机组，用于提供快速响应调频服务。两处场站各配置了200台发电机组，铭牌容量均为2万千瓦/ 5000千瓦时，截至目前，两处站点仍在持续提供调频服务并产生收益。

普拉特表示，飞轮技术只会越来越好、越来越可靠。他指出，飞轮设备服役寿命可超过30年，支持每日多次充放电循环，响应速度快且无容量衰减，这一特性使其在各种规模储能场景中都具备应用潜力，包括电网侧长时储能场景。

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