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电磁储能的几种方式

时间:2018-03-12 15:07来源:未知 作者:admin 点击:
电磁储能是电力储能技术的一种, 电磁储能主要包括超导磁储能、电容储能和超级电容器储能三种方式。

 电磁储能包括:超导储能、电容储能、超级电容器储能。

    超导储能超导储能系统(SMES)利用超导体制成的线圈储存磁场能量,功率输送时无需能源形式的转换,具有响应速度快(ms ),转换效率高(96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等优点,可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。SMES 可以充分满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节、提高系统稳定性和功率输送能力的要求。

    超级电容器储能超级电容器根据电化学双电层理论研制而成,可提供强大的脉冲功率,充电时处于理想极化状态的电极表面,电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子,使其附于电极表面,形成双电荷层,构成双电层电容。电力系统中多用于短时间、大功率的负载平滑和电能质量峰值功率场合,如大功率直流电机的启动支撑、态电压恢复器等,在电压跌落和瞬态干扰期间提高供电水平。

            


    超导储能(SMES) 采用超导体材料制成线圈, 利用电流流过线圈产生的电磁场来储存电能,参见图3。由于超导线圈的电阻为零,电能储存在线圈中几乎无损耗, 储能效率高达95% 。超导储能装置结构简单; 没有旋转机械部件和动密封问题, 因此设备寿命较长;储能密度高,可做成较大功率的系统; 响应速度快(1~ 100ms) ,调节电压和频率快速且容易。不过, 目前的超导材料, 特别是高温超导材料的技术还不成熟, 关键技术还有待于突破。

            

    电容储能用电荷的方式将电能直接储存在电容器的极板上, 充放电快, 能量密度高。由于一般的电容器的容量比较小,作为储能器件以前只能用于间断性的高压脉冲电源。超级电容器是一种双电层电容器, 采用极高的介电常数的电介质, 而且两电荷层的距离非常小(0.5 mm 以下) ; 采用特殊的电极结构, 电极表面积成万倍的增加, 因此可以用较小体积制成大容量电容器, 电容器的容量从微法拉级向法拉级飞跃, 储能大幅度增强, 最大放电量400~2000A。超级电容器系列产品在能源领域具有广泛的应用前景, 目前超级电容器主要用于改善电能质量,或者与其他储能装置联合使用(如和蓄电池联合使用用于电动汽车)

超级电容器的电介质耐压很低, 一般仅有几伏, 在实际使用中必须将多个电容器串联使用, 这就要求增加充放电的控制回路, 使每个电容器都工作在最佳工况下。


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