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電磁儲能

電磁儲能包括:超導(dǎo)儲能、電容儲能、超級電容器儲能。

    ont-family: sans-serif; font-size: 14px; line-height: 1.75em; text-indent: 2em;">1、超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能系統(tǒng)(SMES)利用超導(dǎo)體制成的線圈儲存磁場能量,功率輸送時無需能源形式的轉(zhuǎn)換,具有響應(yīng)速度快(ms 級),轉(zhuǎn)換效率高(≥96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等優(yōu)點,可以實現(xiàn)與電力系統(tǒng)的實時大容量能量交換和功率補償。SMES 可以充分滿足輸配電網(wǎng)電壓支撐、功率補償、頻率調(diào)節(jié)、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力的要求。

argin: 5px 0px; line-height: 1.75em; font-size: 14px; font-family: sans-serif; text-indent: 2em;">2、超級電容器儲能超級電容器根據(jù)電化學(xué)雙電層理論研制而成,可提供強大的脈沖功率,充電時處于理想極化狀態(tài)的電極表面,電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子,使其附于電極表面,形成雙電荷層,構(gòu)成雙電層電容。電力系統(tǒng)中多用于短時間、大功率的負(fù)載平滑和電能質(zhì)量峰值功率場合,如大功率直流電機的啟動支撐、態(tài)電壓恢復(fù)器等,在電壓跌落和瞬態(tài)干擾期間提高供電水平。

超導(dǎo)線圈

超導(dǎo)儲能(SMES) 采用超導(dǎo)體材料制成線圈, 利用電流流過線圈產(chǎn)生的電磁場來儲存電能,參見圖3。由于超導(dǎo)線圈的電阻為零,電能儲存在線圈中幾乎無損耗, 儲能效率高達(dá)95% 。超導(dǎo)儲能裝置結(jié)構(gòu)簡單; 沒有旋轉(zhuǎn)機械部件和動密封問題, 因此設(shè)備壽命較長;儲能密度高,可做成較大功率的系統(tǒng); 響應(yīng)速度快(1~ 100ms) ,調(diào)節(jié)電壓和頻率快速且容易。不過, 目前的超導(dǎo)材料, 特別是高溫超導(dǎo)材料的技術(shù)還不成熟, 關(guān)鍵技術(shù)還有待于突破。

超級電容器

電容儲能用電荷的方式將電能直接儲存在電容器的極板上, 充放電快, 能量密度高。由于一般的電容器的容量比較小,作為儲能器件以前只能用于間斷性的高壓脈沖電源。超級電容器是一種雙電層電容器, 采用極高的介電常數(shù)的電介質(zhì), 而且兩電荷層的距離非常小(0.5 mm 以下) ; 采用特殊的電極結(jié)構(gòu), 電極表面積成萬倍的增加, 因此可以用較小體積制成大容量電容器, 電容器的容量從微法拉級向法拉級飛躍, 儲能大幅度增強, 最大放電量400~2000A。超級電容器系列產(chǎn)品在能源領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景, 目前超級電容器主要用于改善電能質(zhì)量,或者與其他儲能裝置聯(lián)合使用(如和蓄電池聯(lián)合使用用于電動汽車)。

超級電容器的電介質(zhì)耐壓很低, 一般僅有幾伏, 在實際使用中必須將多個電容器串聯(lián)使用, 這就要求增加充放電的控制回路, 使每個電容器都工作在最佳工況下。


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