超级电容器在电梯节能中的应用

超级电容器在电梯节能中的应用

   一、概述

近年来，由于我国房地产建设项目遍地开花，也给电梯生产企业带来了不少的发展与利益，同时也因为频繁的电梯事故，让电梯离不开人们的视线。其原因主要集中于售后的维护不到位，管理方面过于松懈，检修不及时等。本文从节能环保的角度进行讨论，着重于传统电梯与运用超级电容器在电梯中使用后的效果比较，从而分析如何通过这一器件的安装来降低电梯的耗能。从现代社会发展与人类长远谋化的角度来看，节能，在任何地方的节约与环保理念的应用，都将造福子孙后代。

二、电梯耗能分析

在电梯的运行过程中，为了克服曳引机产生的能量，传统电梯都会采用制动电阻，将该能量转化为热量，并将其消耗掉。一般来讲在大多数情况下，电梯所消耗的电能，其中有三分之一是被以此形式间接的浪费掉了。如果现在的电梯用量为250万台，那么将会有百分之九十多的再生能量通过散热而耗散，如此算来每天的电量损耗会达到3600万度，同时由于热量的存在，也会给电梯正常运行带来不安全的隐患，所以从各方面来看，都应该加以解决。从目前的技术来看，技术难题虽然存在于高次谐波污染电网方面和电磁干扰技术方面，然而由于研究的深入与理论的创新，在节能方面确实出现了一些较为有效的节能方案，例如本文将要进行具体分析的超级电容器的应用。

三、节能方案分析

在电梯节能技术方面，我国较为优秀的创新与专利技术在于超级电容器在电梯节能中的应用，即应用这一新型储能器件，利用超级电容回收、利用电梯制动电能。从运送总量分析，电梯在上与下时，差别不大，一般来讲，在这一过程中驱动电动机经常在“拖动用电工况”、“制动发电工况”二者间进行循环工作，前者指上行满载的情况，后者指下午满载的情况。因而从中可以看出，其降耗的关键还依然在于对这一过程的研究之中。超级电容器的应用，主要是使交流电源通过变频器，接入电动机，并与变频器制动单元相连接（增加一个超级电容储能模块，经充放电控制单元接入）。

从作用方面分析，变频器是节能电气结构中发挥作用的主要方面，当电梯驱动电动机，制动发电时，会使制动电能反馈到变频器，从而达到使超级电容储能模块充电的目的（利用充放电控制单元）。当拖动与制动两种发电工况间适时交替工作时，其周期循环在一分钟内，因此可以得到这一超级电容器储能模块内的容量范围不大，通常相当于电动汽车蓄电池的百分之一容量。所以，超级电容器的应用成本较低。

四、实例分析

在我国，中国博览会会展综合体是上海最大的单体建筑，也是世界上最大的，当然对电梯的需求量也非常大，然而为了节省能量损耗，它安装了超过二百部此类备有超级电容器的电梯，自2010年世博会以来，这些电梯发挥了非常大的作用，据相关的电梯技术项目负责人所说，这些垂直电梯都以超级电容器第VI代为主，不但散热性能好，对能源的转化能力更高，其利用效率更高，而且还做到了防水功能。当电梯下行时，会把其中的能量储存起来，不但能够做到冲抵日常耗电的目的，还可以将其转化成电能，真正的将其作为储存能量以备不时之需，从这一大规模的应用可以看出其集中起来的力量有多大，也可以理解到当其超过400多部时将带来的真正的效益，例如可以以每一部装有超级电容器的电梯为例，当其节能率达25%～30%时，若国博综合体年度电达到一百万度以上，就可以使一千二百户居民的年用电量得到保证，从此可以推算出三至五年时间即可将成本收回，因此来看，超级电容器的使用，可以大大的降低成本，也可以真正达到节能的目的，可谓一举两得。最为主要的用途可以使节能电梯做到应急之用，也就是说，当遇到停电问题或者电梯故障时，节能电梯即可利用储存的能量来解决这些问题，比如对于通风的维持、对于照明功能的维持，对于通信功能的维持等，也可以使里边的人在平层安全撤出。

根据相关专家项目的评定，我国出现了这一超级电容节能电梯项目研究与应用，经过近几年的试运行与真正的推广应用，其效能良好，也在市场上得到了一定认可，不但从技术上**于国际同问题的水平，同时也在当前市场上取得了较好的口碑与评价，因而可以说其应用前景十分可观。

其技术核心被称作电梯用变频曳引设备节能系统，其原理是将上行与下行时的轻载和重载所产生的能量，利用超级电容器储存起来，然后利用连接于其上的变频器，将其导入直流母线，从而使电梯设备在供电容量方面得到降低，进而达到节能效果，从环保的角度讲，它不会给电网带来冲击与污染问题。和传统的电梯比较，其综合节电率甚至可以达到百分之三十，据估计，若把我国的这一技术应用于全国的一半电梯之中，那么其节省电能即可相当于我国刘家峡水电站在平均一年正常情况下的发电量，可见其节能技术带来的利益何其大。

另一方面，经过太仓特种设备学会组织的应用测试显示，当节能电梯在连续性运行测试环境下，其平均节电率可达到百分之三十，与计算结果较为符合，因而其在推广方面的价值较高。具体是这一组织通过对生产单位、电梯检验、计量测试、安装、维修以及相关的监管，选用专业人员对太仓检测大楼内的三台电梯的二十层站进行，其速度、额定载重量分别是二米每秒、一千千克，当把超级电容节能系统安装于该电梯时，对其展相关测试，分别从空载、不同负载（为百分之二十五、五十、七十五等）情况下，经过每组分别运行十个循环，于此可以更好的从全方位对这一节能系统的应用展开测试，也可以使超级电容器的性能得到全面的应用研究与分析，其结果如上所述。

对超级电容器的应用，主要是其节能技术以核心的系统设置较为前卫，在世界处于**地位，同时也可以看出，一项新型的节能技术的应用需要经过各方面的全面测试与试运行，才可以真正的达到理想效果，另外，真正的技术才是**生产力，要想使我国的节能环保事业达到繁荣，想通过技术达到可持续发展还有很多的路要走，还需要进行更多的研究与推广应用试验。

结束语

总而言之，笔者认为在电梯节能中，超级电容器只是近些年来才较为广泛应用的新型电力储能器件，其特征表明了自身优势，并且随城市化建设不断的推进与合理化，节能与环保理念的不断付诸实践，其应用市场与应用前景将指日可待，因此，应该加强对其研究探讨，并对其技术进行自主创新研究。

（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院）