闲散动能能量回收技术：有效节能方案

上海交通大学施光林副教授课题组提出了一种针对汽车行驶、走路跑步等闲散动能进行回收的方案，该方案不仅能有效收集汽车多余动能，且其发电规模大，发电效率高。该方案的闲散动能收集储存发电装置原理图^[5][6]如图7-52所示，该系统由三部分组成：机械收集装置、液压蓄能装置和液压发电装置，其中液压缸充当机械动能和液压动能转换的中间装置，其伸出杆与踏板铰接，当汽车碾压地面的踏板时，踏板带动液压缸伸出杆向下运动，将液压缸无杆腔的液压油压向液压蓄能装置。该方案一般至少包括两组蓄能器回路，工作时，车辆的碾压将减速板能量收集装置内的液压油压入第一组液压蓄能器中，此时第一组蓄能器处于充液状态，第二组蓄能器处于待充液状态。当第一组蓄能器充满时，控制器控制电磁换向阀6断开，电磁换向阀13和比例电磁阀22得电，此时第一组蓄能器的高压油驱动液压马达旋转，带动发电机发电，将电能储存在蓄电池中，第二组蓄能器与减速板能量收集装置连接，处于充液状态，若第二组蓄能器油液充满，则第一组进入充液状态，第二组进入发电状态，如此交替往复，蓄能回路依次收集减速板能量收集装置提供的高压油，可实现对所收集能量的循环收集以及长时间发电。其中比例电磁阀22采用PID控制来控制蓄能器放液速度，保证长时间以较高压力供液，使发电机处于高效发电状态。

图7-52 闲散动能收集储存发电装置原理图^[5][6]

1—减速板能量收集装置 2、9、18—常闭电磁球阀 3、4、7、16—单向阀 5、10、19—溢流阀 6、13、17、21—电磁换向阀 8、15—常开电磁球阀 11、20—压力传感器 12、14—液压蓄能器 22—比例电磁阀 23—液压马达 24—发电机

国网上海培训中心门前的一座座隆起的小“山丘”能把每一次驻车损耗的能量转化并储存为电能。这个长约80cm、宽约30cm的减速带下方装有机械收集装置、液压蓄能发电装置和控制装置组成的“闲散动能发电与储能一体化装置”，如图7-53所示。当车辆碾压时，踏板沿竖直向下，进行压油工作。当车辆离去后，由弹簧恢复到初始位置，进行吸油工作。往复工作将车辆的机械能转换为液压动能输出。进而通过多个电磁球阀的开闭控制，高压油统一压入一组蓄能器中，蓄能器达到指定压力后再对另一组蓄能器充液，如此交替，将离散液压动能转变为液压势能汇聚收集。发电时控制蓄能器放液速度，驱动液压马达，液压马达带动发电机，使之在高效工作区间内恒速旋转，最终将液体能量转换成电能输出。(www.xing528.com)

图7-53 闲散动能发电与储能一体化装置

这套“闲散动能发电与储能一体化装置”整个工作过程绿色、环保，并首次提出了对闲散动能进行统一储存与连续发电模式，开发了适用于大功率能量吸收的闲散动能装置，大幅提高了能源转换效率，并建立了闲散动能收集实时监测系统，实现了对装置状态、发电状态等进行实时监控分析，为技术节能提供了全新的举措。根据测算，按假设1个收费道口前安装60条集能器计算，每200辆车通过可收集的能量约为1.2kW·h。那么1.2kW·h能干什么呢？相当于25W灯泡48h使用的电量、11W节能灯108h使用的电量、家用计算机3h使用的电量，同时可减少二氧化碳排放1.2kg，节约0.48kg标准煤。