一、超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)

超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置是利用超導(dǎo)材料制成的線圈，由電網(wǎng)經(jīng)變流器供電勵(lì)磁，在線圈中產(chǎn)生磁場而儲(chǔ)存能量，在需要時(shí)可將此能量經(jīng)逆變器傳入電網(wǎng)或作其他用途。由于超導(dǎo)體的電阻為零，因此利用超導(dǎo)體研制而成的超導(dǎo)線圈的電阻也為零。

如果將超導(dǎo)線圈通上電流且閉環(huán)運(yùn)行，則超導(dǎo)線圈中的電流不會(huì)衰減。這就相當(dāng)于把能量以磁場的形式儲(chǔ)存在線圈中（儲(chǔ)存的能量為0.5LI2），而當(dāng)外部電網(wǎng)需要時(shí)，可以將該能量釋放出來回饋給電網(wǎng)，這就是超導(dǎo)儲(chǔ)能（SMES）的基本原理。

SMES系統(tǒng)主要包括超導(dǎo)線圈（SCM）、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)（PCS）、低溫系統(tǒng)（CS）、控制和保護(hù)系統(tǒng)（CPS）等。

超導(dǎo)儲(chǔ)能的關(guān)鍵技術(shù)包括超導(dǎo)線圈制作、絕熱技術(shù)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。我國較早地開展了超導(dǎo)儲(chǔ)能的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，從事超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)研究的單位有中國科學(xué)院電工研究所、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等。

中國科學(xué)院電工研究所首先在多功能集成的新型超導(dǎo)電力裝置上取得了重大突破，在世界上首次提出集成限流和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)于一體的超導(dǎo)限流－儲(chǔ)能系統(tǒng)的原理，并完成了世界首套100kJ/25kVA超導(dǎo)限流——儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)和實(shí)驗(yàn)室測試。

清華大學(xué)于研制成一套500kJ/150kVA的超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并通過了試驗(yàn)。華中科技大學(xué)研制成35kJ/7kVA的微型高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并用于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬研究。

二、超級電容器儲(chǔ)能技術(shù)

超級電容器是基于多孔炭電極/電解液界面的雙電層電容，或者基于金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔锏谋砻婵焖佟⒖赡娴姆ɡ诜磻?yīng)產(chǎn)生的準(zhǔn)電容來實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存。

超級電容器工作原理：電壓加在超級電容器兩電極時(shí)，負(fù)電荷積累在電容器的正極，在電解質(zhì)溶液中吸引正電離子，同時(shí)負(fù)電離子被吸引到電容器的負(fù)極，那里積累了正電荷。這樣一來，在兩個(gè)電極表面分別形成的雙電層。

超級電容器關(guān)鍵技術(shù)包括電極材料、制備及組裝工藝等，而超級電容器的電極材料研究主要集中在金屬氧化物、活性炭材料和導(dǎo)電聚合物及以上三種材料的混合物上。

國內(nèi)從事超級電容器研發(fā)的機(jī)構(gòu)很多，如清華大學(xué)、中科院電工所、中科院物理所、防化研究院、北京理工大學(xué)等。

國內(nèi)從事小容量超級電容器生產(chǎn)的廠家有數(shù)十家，能夠批量生產(chǎn)大容量超級電容器并達(dá)到實(shí)用化水平的廠家只有上海奧威、江蘇雙登、北京集星、天津力神、錦州富辰、哈爾濱巨容等幾家超級電容器生產(chǎn)廠家。

以上所有廠家均生產(chǎn)C/C有機(jī)體系超級電容器，上海奧威和江蘇雙登同時(shí)也生產(chǎn)C/Ni(OH)2混合型超級電容器。目前，國內(nèi)C/C有機(jī)體系超級電容器的能量密度和功率密度分別達(dá)到4.8Wh/kg和4.3kW/kg，C/Ni(OH)2混合型超級電容器的能量密度和功率密度分別達(dá)到6Wh/kg和1kW/kg。

從總體上講，我國超級電容器的研發(fā)水平與國外還有一定的差距。在超級電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)研發(fā)與示范應(yīng)用方面，國內(nèi)也開展了相關(guān)的研發(fā)與示范工作。超級電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋弘妱?dòng)車、電氣化軌道交通、電能質(zhì)量控制、UPS等。

中國科學(xué)院電工研究所開發(fā)成功了70kVA基于超級電容器儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，并在國家科技部科技支撐計(jì)劃的支持下開發(fā)成功500kVA/5kWh的用于磁懸浮列車制定能量吸收和啟動(dòng)支撐的超級電容器儲(chǔ)能節(jié)電系統(tǒng)。

上海潤通電動(dòng)車技術(shù)有限公司整體承擔(dān)、上海奧威科技開發(fā)有限公司等多家企業(yè)共同參與研發(fā)了10輛超級電容器公交車，用于上海11路公交線路。該公交車上超級電容器的儲(chǔ)能規(guī)模為75kW/6.4kWh，一次充電公交模式續(xù)行里程7.9km，平均車速22km/h。