上海2015年7月28日電 /美通社/ -- 風(fēng)機(jī)用電動(dòng)變槳系統(tǒng)有兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)：一種采用超級(jí)電容器，另一種采用電池。電池對(duì)許多應(yīng)用而言是一種有效的儲(chǔ)能裝置，變槳系統(tǒng)起初也廣泛采用電池做為儲(chǔ)能裝置。但在超級(jí)電容器出現(xiàn)并開(kāi)始應(yīng)用到風(fēng)機(jī)變槳后，它獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)便體現(xiàn)得淋漓盡致。
變槳系統(tǒng)可不斷調(diào)節(jié)槳葉間距，使其符合風(fēng)機(jī)工作原理。這不僅能確保風(fēng)機(jī)保持恒定功率輸出，避免因機(jī)械壓力過(guò)大而導(dǎo)致槳葉斷裂，同時(shí)也能減小渦輪結(jié)構(gòu)的機(jī)械壓力，從而延長(zhǎng)其使用壽命。
眾所周知，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障，風(fēng)機(jī)需要啟動(dòng)緊急備用系統(tǒng)。備用系統(tǒng)是一種儲(chǔ)能系統(tǒng)，它可提供足夠電能，讓風(fēng)機(jī)槳葉恢復(fù)到空檔位置，實(shí)現(xiàn)安全停機(jī)的，避免風(fēng)機(jī)因風(fēng)力過(guò)大或不均勻而嚴(yán)重受損甚至徹底報(bào)廢。
風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)采用超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能系統(tǒng)相對(duì)于電池而言有五大優(yōu)勢(shì)：
1. 高功率密度 = 瞬間釋放大功率
與電池不同，超級(jí)電容器能瞬間釋放大功率，從而確保槳葉在電網(wǎng)發(fā)生故障情況下以迅速恢復(fù)到空檔位置。鑒于超級(jí)電容器充電速度比電池快很多，在電力需求和供電能力短期不匹配的情況下，超級(jí)電容器也能提供高可靠性。
2. 降低總購(gòu)置成本
采用超級(jí)電容器的電動(dòng)變槳系統(tǒng)的前期投入成本跟電池系統(tǒng)一樣，但采用電池的電動(dòng)變槳系統(tǒng)（不含儲(chǔ)能裝置）需要更復(fù)雜的充電和監(jiān)控系統(tǒng)，這就導(dǎo)致其成本更高。采用超級(jí)電容器的系統(tǒng)需要的組件數(shù)量較少，機(jī)械安裝和減振等機(jī)制也比電池系統(tǒng)更簡(jiǎn)單。
3. 使用壽命長(zhǎng)，老化周期可預(yù)測(cè)
超級(jí)電容器在正常工作條件下平均壽命為12年，這主要?dú)w功于兩點(diǎn)：，一是超級(jí)電容器能在–40攝氏度到65攝氏度的廣泛溫度范圍內(nèi)工作；二是能可靠運(yùn)行50萬(wàn)到100萬(wàn)次循環(huán)充放電。很多情況下超級(jí)電容器的效率能達(dá)到97%乃至更高。與超級(jí)電容器不同，電池的工作溫度范圍窄，惡劣的環(huán)境條件和連續(xù)充放電會(huì)讓電池遭受重創(chuàng)，每?jī)傻剿哪昃托枰鼡Q電池。
4. 沒(méi)有加熱制冷成本
如前所述，電池容易受極端溫度的影響，超級(jí)電容器則無(wú)妨。電池需要加熱制冷系統(tǒng)，因此采用電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本必然會(huì)更高；超級(jí)電容器則不需要這種額外的高維護(hù)成本。
5. 重量輕
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通常不得不采用超大型設(shè)計(jì)以滿足峰值電力要求 -- 即便峰值需求只有短短幾秒鐘。因此，采用電池的系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)更龐大、更笨重。超級(jí)電容器則要明顯輕得多，因?yàn)槌?jí)電容器本身能瞬間釋放大功率，完全可滿足峰值電力需求，因此不需要采用超大型設(shè)計(jì)。
為了更好地說(shuō)明問(wèn)題，我們不妨設(shè)想這樣一個(gè)情景：要派維修人員去一個(gè)孤立的海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行電池維護(hù)可是非常困難的，而超級(jí)電容器在這種情況下的優(yōu)勢(shì)就很明顯了，如果該海上風(fēng)電場(chǎng)從一開(kāi)始就采用超級(jí)電容器的話，那么將節(jié)省大量時(shí)間和資金。 從長(zhǎng)期看，電池會(huì)產(chǎn)生高昂的維護(hù)和更換成本，超級(jí)電容器則可避免這種成本支出。
綜上所述，風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)采用超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能設(shè)備可以節(jié)省大量人力物力財(cái)力，性價(jià)比高，值得一用。
