光熱電站鏡場系統(tǒng)突遇廠用電中斷供應(yīng)，定日鏡跟蹤系統(tǒng)將失效，輕則可能造成聚光失效，重則可能造成吸熱器過熱損毀，因此為鏡場系統(tǒng)配備后備電源，以應(yīng)對(duì)臨時(shí)斷電情況，是電站前期規(guī)劃不可忽視的課題。因名噪一時(shí)的美國Ivanpah塔式光熱電站采用超級(jí)電容作為光熱電站定日鏡系統(tǒng)的備用電源，全球光熱市場對(duì)超級(jí)電容作為備用電源的認(rèn)知度有所提升。與傳統(tǒng)備用電源方式——鉛酸電池UPS和柴油發(fā)電機(jī)組相較，超級(jí)電容以快速響應(yīng)、寬溫度范圍、免維護(hù)等特性脫穎而出，成為光熱電站備用電源的新選擇。

 

超級(jí)電容與鉛酸電池UPS電源系統(tǒng)及柴油發(fā)電機(jī)組均為光熱電站可選擇的備用供電方式。相比于采用后兩種集中式后備電源控制整個(gè)塔式電站所有定日鏡的UPS電源系統(tǒng)，超級(jí)電容有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其安裝在鏡場中的每一臺(tái)定日鏡上，利用廠用電對(duì)自身進(jìn)行充電，充滿之后，其將一直處于帶電狀態(tài)，以備不時(shí)之需。這種分布式備用電源系統(tǒng)能夠在電廠斷電瞬間快速釋放電能，并可在幾秒內(nèi)迅速將定日鏡驅(qū)動(dòng)至水平安全位置。由于這些備用電源的容量較小且數(shù)目眾多，彼此之間具有獨(dú)立性，同時(shí)發(fā)生故障的概率非常小，所以不易發(fā)生大規(guī)模的斷電事故，供電的可靠性較強(qiáng)。

在本月中旬CSPPLAZA會(huì)員單位巡回調(diào)研活動(dòng)中，自動(dòng)化設(shè)備公司、電力工程公司以及投資管理公司等多家單位代表饒有興趣聽取了超級(jí)電容領(lǐng)軍企業(yè)集星科技行業(yè)銷售總監(jiān)謝月興的介紹：以裝機(jī)50MW并配置20㎡規(guī)格的定日鏡的塔式光熱電站為例，每個(gè)定日鏡需安裝一組由6-9個(gè)單體串聯(lián)而成的超級(jí)電容模組，所需的投資約為700萬人民幣，與鉛酸電池UPS電源系統(tǒng)的投資成本基本持平；而配備超級(jí)電容的分布式后備電源系統(tǒng)的使用年限達(dá)15年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鉛酸電池的使用壽命；同時(shí)，由于超級(jí)電容器采用全密封結(jié)構(gòu)，沒有水分等液體揮發(fā)，使用過程中全生周期無需維護(hù)，即后續(xù)維修費(fèi)用為零。

相對(duì)鉛酸電池UPS系統(tǒng)，超級(jí)電容具有耐低溫、壽命長以及免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。一般來說，超級(jí)電容循環(huán)壽命達(dá)1百萬次，可正常應(yīng)用15年以上，其可在零下40度的超低溫條件下運(yùn)行且不需要任何電伴熱的輔助，而其容量變化率可在-40~65攝氏度的溫差范圍內(nèi)控制在≤5%。除此之外，由于采用活性炭材料電極、鋁金屬以及可降解的有機(jī)體系電解液作為材料，超級(jí)電容具有極佳的環(huán)境友好性。

謝月興稱，就目前來說，超級(jí)電容在國內(nèi)光熱發(fā)電行業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化應(yīng)用。究其原因，主要是由于光熱發(fā)電在中國尚處于起步階段，且國內(nèi)尚無足夠的案例證實(shí)其實(shí)際可行性，這使得國內(nèi)項(xiàng)目商仍比較傾向于選擇傳統(tǒng)的鉛酸電池UPS電源系統(tǒng)或柴油發(fā)電機(jī)組來作為備用電源。不過他對(duì)國內(nèi)光熱行業(yè)的發(fā)展與超級(jí)電容未來在光熱發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用前景持樂觀態(tài)度，他表示，超級(jí)電容在剛進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域時(shí)也經(jīng)歷了類似情況，但較終憑借自身優(yōu)勢(shì)得到了業(yè)內(nèi)認(rèn)可，未來隨著中國光熱市場的進(jìn)一步發(fā)展壯大，超級(jí)電容的應(yīng)用情況也有望得到改善。

超級(jí)電容是一種介于電容器和電池之間的新型儲(chǔ)能器件，兼?zhèn)淇焖俪浞烹娕c儲(chǔ)能的特點(diǎn)，但其儲(chǔ)能過程中并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在這點(diǎn)上與電池有著本質(zhì)區(qū)別。雖然電池的能量密度高于超級(jí)電容，單位體積下儲(chǔ)存的能量也更多，但超級(jí)電容的功率特性更好，可實(shí)現(xiàn)大電流快速充放電，適宜用作光熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等電力能源系統(tǒng)的備用電源。

CSPPLAZ立足于專業(yè)的太陽能熱發(fā)電及太陽能中高溫利用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，致力于為行業(yè)發(fā)展搭建權(quán)威的公共交流平臺(tái)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠商之間的溝通合作，加強(qiáng)國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)信息與技術(shù)層面的交流與協(xié)作，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策的制定與支撐。