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電磁儲能

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電磁儲能包括:超導儲能、電容儲能、超級電容器儲能。1、超導儲能超導儲能系統(SMES)利用超導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換,具有響應速度快(ms 級),轉換效率高(≥96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等優點,可以實現與電力系統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電壓支撐、功率補償、頻率調節、提高系統穩定性和功率輸送能力的要求。2、超級電容器儲能超級電容器根據電化學雙電層理論研製而成,可提供強大的脈衝功率,充電時處於理想極化狀態的電極表面,電荷將吸引周圍電解質溶液中的異性離子,使其附於電極表面,形成雙電荷層,構成雙電層電容。電力系統中多用於短時間、大功率的負載平滑和電能質量峯值功率場合,如大功率直流電機的啓動支撐、態電壓恢復器等,在電壓跌落和瞬態干擾期間提高供電水平。
中文名
電磁儲能
外文名
SMES
英文全稱
Superconducting Magnetic Energy Storage
包    括
超導儲能、電容儲能、超級電容器儲能

電磁儲能簡介

電磁儲能包括超導線圈和超級電容器等。

電磁儲能超導線圈

超導儲能(SMES) 採用超導體材料製成線圈, 利用電流流過線圈產生的電磁場來儲存電能,參見圖3。由於超導線圈的電阻為零,電能儲存在線圈中幾乎無損耗, 儲能效率高達95% 。超導儲能裝置結構簡單; 沒有旋轉機械部件和動密封問題, 因此設備壽命較長;儲能密度高,可做成較大功率的系統; 響應速度快(1~ 100ms) ,調節電壓和頻率快速且容易。不過, 目前的超導材料, 特別是高温超導材料的技術還不成熟, 關鍵技術還有待於突破。

電磁儲能超級電容器

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。由於一般的電容器的容量比較小,作為儲能器件以前只能用於間斷性的高壓脈衝電源。超級電容器是一種雙電層電容器, 採用極高的介電常數的電介質, 而且兩電荷層的距離非常小(0.5 mm 以下) ; 採用特殊的電極結構, 電極表面積成萬倍的增加, 因此可以用較小體積製成大容量電容器, 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。超級電容器系列產品在能源領域具有廣泛的應用前景, 目前超級電容器主要用於改善電能質量,或者與其他儲能裝置聯合使用(如和蓄電池聯合使用用於電動汽車)。
超級電容器的電介質耐壓很低, 一般僅有幾伏, 在實際使用中必須將多個電容器串聯使用, 這就要求增加充放電的控制迴路, 使每個電容器都工作在最佳工況下。