超级电容储能电梯节能关键技术研究

摘要 ：随着建筑的不断提高，电梯逐渐进入我们的生活，并扮演重要角色，同时人们也开始关注起了电梯运行中的能耗问题。本文就简要介绍了电梯的组成和工作原理，什么是超级电容，超级电容优点，以及超级电容在电梯节能中的具体应用。

关键词 ：超级电容 储能电梯 节能技术

引言

电梯的存在是一把双刃剑，它在为人们的生活带来便利的同时也所带来了一定的负面影响。一方面，自从有了电梯之后，人们越来越依赖它，这就造成了越来越多的人懒得去爬楼梯，使人们每天的活动量大大缩减，严重影响了人们的健康状况;另外，电梯的使用也带来了巨大的能耗，因为电梯需要24小时不间断的运行，不能像电灯一样，用的时候打开，不用的时候关闭。所以，越来越多的人开始倡导走楼梯，减少电梯的使用，和研究电梯的节能技术。下面就简要介绍电梯的组成和工作原理，超级电容的含义和特点以及超级电容储能电梯节能技术的具体应用。

一、电梯的组成和工作原理

电梯作为一种特殊的垂直升降机，它的动力由电动机来提供，主要作用是在运输货物或是在建筑中承载人。电梯可以分文两种，一种为厢式，另一种为台阶式，也就是人们说的自动电梯。 电梯作为一种固定式的快速升降装置，主要应用于高层建筑中。

电梯的主要部分是轿厢与厅门、导轨、曳引机、安全装置、对重装置、信号操纵系统等。这些重要组成部分被安装在高层建筑预留的的井道和设备机房中。电梯在运行的过程中，一般会用钢丝绳进行机械摩擦传动，钢丝绳通过曳引机上的滑轮，然后在钢丝绳的两端分别连接上轿厢和对重装置，最后，电梯的电动机来驱动曳引机，使曳引机上的滑轮转动，引导轿厢不断地升或降。

二、超级电容的含义和特点

超级电容即超级电容器还可以称为电化学电容器，它是近代逐渐发展起来的一种全新的能量储存装置。它是传统电容器，又是电池，它既能够吸收电能，又可以发电，是一种特殊的电源，它用来储存能量的装置与传统的化学电源不同，它是的装置是具有氧化还原性质的假电容的电荷和双电层。

超级电容所具有的主要优点是：瞬间功率高，最高可以达到可达5000W/KG，相当于10块电池的电功率;充电、放电的时间很短，要达到超级电容额定容量的95%，最短只需要大约10秒;使用寿命长，超级电容的使用次数最多可以达到50万次，而且超级电容没有“记忆效应”;适应性强，超级电容可以在-40℃～+70℃的温度范围中进行正常工作;放电、充电的能力极强，与普通的电池或电容器相比，它的能量转换率极高，在超级电容运行过程中，能量的损失很小;产品的原材料、超级电容的使用、超级电容的回收处理过程都没有污染，是一种现在所倡导的绿色环保电源。

三、超级电容在电梯节能中的应用分析

（一）超级电容在电梯节能设备中的主要工作原理

超级电容在电梯节能设备中的主要工作原理是：当电梯运行的过程中，电梯的电机会不断的释放出大量的再生能源，这时就是超级电容起作用的时候，超级电容将电梯电机所释放出来的能量进行储存，使超级电容具有可以充电的作用。当超级电容的电充满之后就会停止对能量的吸收。这种方式既可以实现再生资源的充分利用，又不会对电网，电梯元件造成损坏。

（二）超级电容放电状态的时间确定

超级电容不仅可以用来吸收电梯时放的再生资源，还可以对电梯进行放电，为电梯提供动力，推动电梯运行。超级电容主要为电梯的开始到匀速这段时间进行放电。当电梯开始启动运行的时候，就可以将超级电容与电梯直接连接为电梯的运行提供电力，当电梯达到匀速运动状态时，再用预定电网将超级电容从电梯直接供电系统中替换出来，对超级电容进行充电过程，如此循环往复。

电梯运行过程中的速度变化是超级电容具体放电时间确定的依据，超级电容的具体放电时间主要受电梯的启动时间，加速时间的影响。作为超级电容的选型参数，它影响着超级电容的电容量水平和超级电容的价格。对于超级电容来说，放电时间越长，超级电容的电容量就越大，价格也就越贵。

（三）超级电容的工作选择

因为超级电容频繁的储电和放电会消耗大量的能量，考虑到超级电容和电梯的使用频率和使用次数，工作人员适当的减少了超级电容和转换器电机之间工作电压的差值，通过这种方法可以减少超级电容储电和放电而消耗得大量能量。另外，考虑到超级电压寿命的问题，超级电容的电压会被调整在额定电压到一半额定电压这一范围内。因为，一般的情况中，电梯一年大约会运行18万次，电梯的寿命在12年左右，那么电梯在它的运行寿命中总共会运行大约260万次，而在这期间，超级电容的充电和放电次数各占一半。但是，就目前的技术来说，超级电容深度充放电循环使用次数最高为50万次，所以为了在减少能量损耗的前提下最大限度的提高超级电容的寿命就需要将超级电容的工作电压设定在额定电压到一半额定电压这一范围内。

（四）超级电容器组均压装置

因为受到目前技术的限制，在制作超级电容的时候很难能够使超级电容单体之间完全的相同，在单体内部的电阻等方面就存在着很大的差异，而且这种差异的存在也会造成单体串联或并联时分压不均的现象，就会进一步使超级电容中单体的使用寿命大大缩减，从而影响超级电容的整体寿命和工作效率。为了保证超级电容的使用寿命，使超级电容内部的每一个单体都最大限度的发挥自己的作用，就需要在超级电容中安装一个平衡电压的装置，保证单体之间的电压相同。

四、超级电容工作下的电梯节能系统的优点

第一，与传统的电梯系统相比，在具有超级电容工作下的电梯系统更具有节能的特点，它可以对电梯电机产生的再生能源进行储存，并再次转换成电能用于电梯的启动和加速状态。

第二，将超级电容作为储能的装置可以减少再生能源的流失。因为超级电容具有极高的功率，尤其是瞬时功率。这样在一定程度上可以减少再生能源的流失，提高能源的利用率。

第三，超级电容储存的电能可以直接供给电梯使用，无需再通过固定的电网传送，这样可以减少不必要的电量损失，减少对电网的影响。

结语

总而言之，超级电容因其功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、超低温特性好等优点而在电梯节能中得到了广泛应用。但是，对于“将超级电容应用于电梯节能技术中”这一观点仍具有巨大的发展空间，这需要人们继续的不断探索，从而促进电梯节能技术的发展。

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