作者honkwun (反皮草 拒绝血腥时尚HKHK)
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时间Mon Dec 19 16:57:33 2022
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(图解见网址)
妈妈气候行动联盟 文/宋瑞文
东日本JR的新节能利器:超导飞轮蓄电系统
一般化学蓄电池是每个人生活中不可或缺的现代工具;使用久了会退化,蓄电能力会下降
,也是大家习以为常的生活常识。
另一方面,东日本旅客铁路株式会社(以下简称东日本JR)原本利用蓄电池来节能,但因
蓄电池的蓄电容量会随着时间衰退,决定开世界之先河,研发「铁道用超导飞轮蓄电系统
」。由於是物理蓄电的关系,没有化学电池衰减的缺点,藉此提高节能效益。
*超导飞轮蓄电(フライホイール/ flywheel)与一般化学蓄电池的差异。随着充放电次
数与使用时间的拉长,後者的蓄电容量会衰退,直到更换年限。而前者则可以维持不变。
(图片出处:JR东日本)
所谓物理蓄电,即是以物体形态变化的方式储存能源。例如常见的抽水蓄能电站:当电力
生产过剩时,剩电便会供予电动抽水泵,把水输送至地势较高的蓄水库,待电力需求增加
时,把水闸放开,水便从高处的蓄水库依地势流往原来电抽水泵的位置,借水位能推动水
道间的涡轮机重新发电,达至蓄能之效(wiki)。其他的物理蓄电,还有加压与冷却空气
等方式。
「铁道用超导飞轮蓄电系统」是2018年由东日本JR,与拥有超导磁气轴承等技术的铁道综
合技术研究所,与开发超导飞轮蓄电系统的米仓山电力储存技术研究站、山梨县政府等单
位,合作研发的项目。
在了解「铁道用超导飞轮蓄电系统」的运作原理之前,要先解释一下所谓的「回生电力」
:列车透过回生煞车器,把煞车时累积的动能,转到发电机所产生的电力。
而在「铁道用超导飞轮蓄电系统」的状况,则是煞车时把累积的动能用来让系统内的大型
圆盘回转,这样一来,等於把「回生电力」以动能的形式储存起来;需要供电时,再放出
动能转换成电力。
「超导飞轮蓄电系统」之所以有超导两字,是因为在轴承的部分使用超导技术(超导磁气
轴承),以非接触的方式让重达15公吨的大型圆盘(飞轮)浮起。
如前所述,物理蓄电不像化学蓄电,反覆地充放电也不会劣化衰退;又因为不含有害化学
物质的关系,对环境友善许多。而非接触的运作方式,可以减少能源损失,也不需要定期
施作大规模的维修工作。
东日本JR等单位在2018年3月开始研发「铁道用超导飞轮蓄电系统」後,於今年2022年6月
进入实证阶段。
该蓄电系统已经装设在东日本JR中央本线穴山车站旁边的穴山变电所,蓄电容量为29kWh
。当附近电车下坡时生产回生电力需要储电时,或上坡需要供电时,都能发挥效用。预计
一年可以减少146MWh的用电量。
就像其他的蓄电设备,都能用来平衡电力供需一样,「超导飞轮蓄电系统」原本是山梨县
为发电量变动的再生能源所开发,有益於再生能源的普及。位於该县米仓山的「米仓山实
证用太阳光发电所,在「超导飞轮蓄电系统」的辅助下,供电变动幅度大为收敛。
包括回生电力、零碳车站在内,JR东日本集团向来致力於节能减碳的工作。和日本政府与
许多知名企业一样,该集团也制定了2050实质零碳的目标,并预定在2030年度先达成实质
碳排减半(上图)。
透过「铁道用超导飞轮蓄电系统」的例子可以发现,受到其他新型蓄电系统的启发,铁路
公司得以开发提高节能效益的新方法。蓄能、节能与创能(再生能源)三者的技术时常彼
此提携,扩大应用领域。
即便零碳社会的实现还有许多挑战,但技术的效益与可能性,也要研发之後的集思广益才
能云开月明。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 101.12.42.169 (台湾)
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※ 编辑: honkwun (101.12.42.169 台湾), 12/19/2022 16:57:57
2F:推 omkizo: 而且能量密度不会输现在成熟电池很多 12/19 21:41
3F:推 a5mg4n: 能量密度输非常多吧 15吨29kwh 12/19 22:14
4F:→ a5mg4n: 50颗gogoro电池容量就超过了,但一吨都不到 12/19 22:15
5F:推 a5mg4n: 1MWh电费就算高到1万元,每年146万要让15吨的超导磁浮飞轮 12/19 22:20
6F:→ a5mg4n: 回本要多少年= =? 12/19 22:20
7F:→ a5mg4n: (把变电所双向化可能更有成本效益?) 12/19 22:23
8F:推 qwe753951: 能量密度是 能量/大小 ,像Wh/L 12/20 11:48