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🧮 Flywheel Energy Storage 計算機

專業免費的 Flywheel Energy Storage 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
6,853,891.95 焦耳 (J)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是飛輪儲能計算器?

飛輪是以旋轉質量的「旋轉動能」形式來機械式儲存能量的裝置。本計算器可依飛輪的轉動慣量與轉速,算出它所儲存的能量。飛輪儲能系統 (FESS) 廣泛用於電網穩定、不斷電系統 (UPS)、再生制動,以及賽車運動中的動能回收系統 (KERS)——因為它能極快速地吸收與釋放功率。

使用方法

先選擇飛輪的形狀。實心圓盤或圓柱的轉動慣量為 I = \tfrac{1}{2}mr^{2};薄環或圈狀體則為 I = mr^{2}。輸入質量與半徑,或選擇「自訂」直接填入實測的轉動慣量。接著輸入以 RPM 為單位的轉速。計算器會回傳以焦耳、瓦時與千瓦時表示的儲能量,並一併顯示算出的轉動慣量與角速度。

公式解析

核心方程式為

E = \tfrac{1}{2} I \omega^{2}
。其中 I 為轉動慣量(kg·m^{2}),\omega 為角速度,單位是弧度/秒 (rad/s)。由於 RPM 代表每分鐘的完整轉數,須以 \omega = ((2π·RPM) ÷ (60)) 換算。能量與轉速的平方成正比,因此轉速加倍,儲存能量便增為四倍——這正是高性能飛輪要以極高轉速運轉的原因。

實例計算

以一個質量 100 kg、半徑 0.5 m 的實心鋼盤為例。其轉動慣量

I = \tfrac{1}{2} × 100 × 0.5^{2} = 12.5\ kg·m^{2}.
在 10,000 RPM 下,
\omega = ((2π × 10000) ÷ (60)) ≈ 1047.20\ rad/s.
能量
E = \tfrac{1}{2} × 12.5 × 1047.20^{2} ≈ 6,853,891\ J,
約等於 1.9 kWh。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼要用弧度/秒?
動能公式是以 SI 國際單位制定義的,角速度必須採用 rad/s,計算結果才會是焦耳。
如何把焦耳換算成瓦時?
將焦耳除以 3600 即可,因為 \( 1\ \text{Wh} = 3600\ \text{J} \)。
這有計入能量損耗嗎?
沒有——它給出的是理想的理論儲能量。實際系統會因軸承摩擦與空氣阻力而損耗能量,因此可用能量會略低於此值。