(六)基于超级电容的重力再生电能就地存储再利用节能系统
1.技术适用范围
适用于可再生能源领域工业变频驱动设备节能技术改造。
2.技术原理及工艺
在传统位能负载变频驱动变频器直流母线上并接超级电容储能模组,变频器和超容模组间不经过 DC/DC 电压、功率变换,电机在发电状态时,电机倒发电回馈电能到变频器直流母线并接的超级电容系统进行存储;电机在电动状态时,超级电容储能系统中存储的电能通过变频器向电机供能,由此完成重力再生电能就地存储再利用。技术原理如图 5 所示。
3.技术指标
(1)在电梯系统应用中,综合节电率 20%~50%;在石油抽油机系统应用中,综合节电率 15%~40%;
(2)系统设计寿命大于 10 年;
(3)不改变原有设备内部电气结构、不参与原有设备控制逻辑。
4.技术功能特性
(1)系统具有能量暂存功能,电网中断时,可提供短时后备动力电源支撑,降低电网电压波动的影响,提升设备的可靠性;
(2)超级电容储能单元采用模块化设计,灵活配置,可满足不同电压等级和容量需求。

技术原理图
5.应用案例
大港某油田超容储能型抽油机控制柜应用项目,技术提供单位为力容新能源技术(天津)有限公司。
(1)用户用能情况简单说明:油田共 9 台抽油机,型号为14 型,工作制度为冲程 6 米,冲次 3 次/分钟,平均每台抽油机耗电量为 240 千瓦时/天。
(2)实施内容及周期:安装 9 台超容储能型抽油机控制柜替换原有工频控制柜。实施周期 40 天。
(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,通过控制柜内变频器与超容模组的配合,就地回收再利用抽油机工作过程中的重力势能,据统计,项目综合节约电量 23.7 万千瓦时/年,折合节约标准煤 73.3 吨/年,减排 CO2 203.2 吨/年。投资回收期 2年。
6.预计到 2025 年行业普及率及节能减排能力
预计到 2025 年行业普及率可达到 10%。可实现节约标准煤12 万吨/年,减排CO2 33 万吨/年。