超級電容在有軌電車的應用

　　隨著國家城市化進程的加快，各地方城市人口呈逐步上升的趨勢，人口的流動及道路車輛的增多，進一步加劇了城市交通的擁擠和環(huán)境的污染。現(xiàn)代有軌電車是一種中低運量的城市公共交通工具，具有建設周期短，綜合造價和運營成本相對地鐵低、無需獨立路權(quán)等特點，受到各大中小城市的青睞。其中，儲能式有軌電車有效解決了電車系統(tǒng)需沿途架設接觸網(wǎng)供電的傳統(tǒng)方式，得到了廣泛地應用。

　　儲能式供電設備以超級電容最為常見，但隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，氫燃料電池也逐步進入軌道交通領(lǐng)域。特別是高明氫能源有軌電車的開通運營，為儲能式設備提供了新的樣本。氫能源是一種二次能源，與超級電容存在較大的差異，其技術(shù)原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及在有軌電車的運營表現(xiàn)均有不同的特點，對比分析這兩類典型的儲能式設備在有軌電車應用上的表現(xiàn)，為氫能源在有軌電車的應用與改進提供參考。

　　超級電容在有軌電車的應用

　　超級電容

　　超級電容器，又被稱作雙電層電容器，是在20世紀60年代發(fā)展起來的一種基于新材料和新工藝的新型儲能裝置，通過利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)來獲得超大的容量，通過電荷在電極表面的分離來儲能，其電極上不發(fā)生法拉第反應。其既具備電容器快速充放電的特性，同時又具備電池的儲能特性，并且能提供比物理電容器更高的能量密度、比電池具有更高的功率密度和更長的循環(huán)壽命。

　　基于有軌電車啟動頻繁、電流量大的特點，超級電容作為獨立的車載儲能設備可以較好地滿足有軌電車的運行需求。目前，利用超級電容作為儲能裝置進行獨立供電的有軌電車已經(jīng)在廣州、深圳、武漢、淮安等地的多條線路上被較為廣泛地應用。

　　超級電容供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　如圖2所示，采用超級電容作為儲能元件的儲能式現(xiàn)代有軌電車，其供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由車頂受電器系統(tǒng)、超級電容系統(tǒng)等組成。其中，車頂受電器一般采用單臂式輕型受電器，車輛在行駛過程中，受電器一直處于升起狀態(tài)，當車輛進入站場區(qū)域，受電器與供電軌接觸，從供電軌上集取電流，利用短暫的列車停站時間為超級電容快速補充電能。