橋式電力：使燃料電池能作后備系統(tǒng)
加入技術(shù)交流群
瀑布式結(jié)構(gòu)
在歷史上，一個(gè)單一的電力發(fā)電方式，比如一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)與一套簡單的電池反饋逆變器不間斷電源一起作為電橋使用。對(duì)于這些裝置，鑒于典型的不間斷電源僅能夠支持八到二十分鐘的載荷，一個(gè)較小的電力故障不會(huì)造成很大的影響。柴油發(fā)電機(jī)與電池不間斷電源系統(tǒng)的一個(gè)主要問題就是可靠性和維護(hù)。電信公司需要一套典型的發(fā)電機(jī)/電池聯(lián)合體系提供更高的可靠性。更復(fù)雜的構(gòu)架正被引入，服務(wù)于電訊業(yè)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及那些無法承受絲毫電力中斷的制造工藝?！捌俨际健毕到y(tǒng)將一系列不同的連續(xù)供電技術(shù)（例如：發(fā)電機(jī)、燃料電池、微渦輪機(jī)）層疊使用，用短時(shí)間電橋動(dòng)力技術(shù)（如：電池、超級(jí)電容器、儲(chǔ)能輪）跨接每一次躍遷。就電橋技術(shù)中的許多可選方案來講，總體可靠性要求是必須要考慮的。隨著超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)的成熟，超級(jí)電容器比老式傳統(tǒng)電橋技術(shù)具有更高的競(jìng)爭(zhēng)力，在很多情況下也更有優(yōu)勢(shì)。
超級(jí)電容器提供的功能
超級(jí)電容器為關(guān)鍵任務(wù)的備電系統(tǒng)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)良好提供功能性、可靠性并減少壽命周期成本。因超級(jí)電容器被嚴(yán)格地用作電橋，它的高功率密度非常適合為30-100秒的短周期提供大功率電力支持。一個(gè)電池尺寸大小取決于輸電時(shí)間的長短，通常它們的尺寸比實(shí)際需求大。如果一個(gè)電池的尺寸按實(shí)際所需的持續(xù)供電時(shí)間來設(shè)定，那么他將難以供應(yīng)必要的電力。此外，因?yàn)橄鄬?duì)電池來講超級(jí)電容器依照完全不同的原理工作，超級(jí)電容器能夠延時(shí)充電而無任何電容損失。而電池則因?yàn)檠訒r(shí)充電會(huì)造成容量損失而聲名狼藉。
與電池比起來超級(jí)電容器還有另一個(gè)明顯的不同——它們非常適合支持燃料電池。一個(gè)燃料電池的輸出隨負(fù)載而變化（負(fù)載受控于功率電子）。一個(gè)電池的輸出值是相當(dāng)固定的，所以燃料電池輸出的負(fù)載將會(huì)影響燃料電池的性能（除非使用在直流系統(tǒng)中功率電子的輸出上，但是電池的輸出又會(huì)受到控制）。另一方面，一個(gè)超級(jí)電容器沒有固定的工作電壓，因此可以直接跨接在燃料電池的輸出，并直接接入功率電子。
超級(jí)電容器減少壽命周期成本
在之前引用的Citigroup報(bào)道中，電池的更換周期為三到五年，并且對(duì)于環(huán)境溫度的依賴性很強(qiáng)。考慮到電池的使用壽命是在華氏75到78度的環(huán)境溫度基礎(chǔ)上，而在一套裝置中溫度的變化要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這個(gè)范圍。超級(jí)電容器卻可以在超過十年的時(shí)間內(nèi)高性能地運(yùn)行，并且具備更寬的運(yùn)行溫度范圍，最重要的是它還能夠減少整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。
超級(jí)電容器提供可靠性
有關(guān)電池的一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)就是在測(cè)量其充電狀態(tài)上的困難。操作員需要使用大量的運(yùn)算和電路才能指示電池中剩余多少電量。另一方面，一個(gè)超級(jí)電容器可以被單獨(dú)測(cè)量電壓；知道了電壓，就知道了充電狀態(tài)。結(jié)合了很寬的溫度范圍、長使用壽命以及靈活的電壓范圍，超級(jí)電容器可提供給橋式電力極其可靠的解決方案。
您如何保障可靠的電力？
依Steve Fairfax所言，問題是很復(fù)雜的，因?yàn)殡娮与娏W(wǎng)絡(luò)比過去的可靠性更低了。“由于多種原因，電網(wǎng)供給的電力比以前的可靠性更低了，并且我們預(yù)計(jì)這種可靠性將繼續(xù)降低?！?
在如何保障電力的可靠性方面專家們也存在爭(zhēng)議。場(chǎng)地出租服務(wù)公司Equinix的創(chuàng)始人兼總裁 Jay Adelson說“你們?cè)谧咴┩髀?，”“你們每周都檢查你們的不間斷電源，你們還安裝了多余的發(fā)電機(jī)，并且你們還為柴油機(jī)簽署了三份燃料合同，以便電網(wǎng)斷電時(shí)你們有可能繼續(xù)工作，只是有可能。”
隨著新型燃料電池與超級(jí)電容器技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與技術(shù)領(lǐng)域的可行，Adelson先生的需求將會(huì)早日實(shí)現(xiàn)。超級(jí)電容器能減少或者根本不需要每周對(duì)不間斷電源做檢修，并且燃料電池已經(jīng)證明可靠性遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)。隨著轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展（從碳?xì)浠衔镏刑崛洌粋€(gè)聯(lián)合供暖供電燃料電池可由天然氣充電，天然氣可通過管道輸運(yùn)進(jìn)設(shè)備，勝于瓶裝氫，可確保24/7動(dòng)力實(shí)用性且無需運(yùn)輸柴油機(jī)燃料。(end)
超級(jí)電容器相關(guān)文章:超級(jí)電容器原理
評(píng)論