一、超導儲能技術

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

如果將超導線圈通上電流且閉環(huán)運行，則超導線圈中的電流不會衰減。這就相當于把能量以磁場的形式儲存在線圈中（儲存的能量為0.5LI2），而當外部電網(wǎng)需要時，可以將該能量釋放出來回饋給電網(wǎng)，這就是超導儲能（SMES）的基本原理。

SMES系統(tǒng)主要包括超導線圈（SCM）、功率調節(jié)系統(tǒng)（PCS）、低溫系統(tǒng)（CS）、控制和保護系統(tǒng)（CPS）等。

超導儲能的關鍵技術包括超導線圈制作、絕熱技術、功率調節(jié)系統(tǒng)等。我國較早地開展了超導儲能的基礎理論和關鍵技術研究，從事超導儲能技術研究的單位有中國科學院電工研究所、清華大學、華中科技大學等。

中國科學院電工研究所首先在多功能集成的新型超導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量調節(jié)于一體的超導限流－儲能系統(tǒng)的原理，并完成了世界首套100kJ/25kVA超導限流——儲能系統(tǒng)樣機和實驗室測試。

清華大學于研制成一套500kJ/150kVA的超導儲能系統(tǒng)并通過了試驗。華中科技大學研制成35kJ/7kVA的微型高溫超導儲能系統(tǒng)并用于電力系統(tǒng)動態(tài)模擬研究。

二、超級電容器儲能技術

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導電聚合物的表面快速、可逆的法拉第反應產(chǎn)生的準電容來實現(xiàn)能量的儲存。

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

超級電容器關鍵技術包括電極材料、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)的機構很多，如清華大學、中科院電工所、中科院物理所、防化研究院、北京理工大學等。

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到實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有機體系超級電容器，上海奧威和江蘇雙登同時也生產(chǎn)C/Ni(OH)2混合型超級電容器。目前，國內(nèi)C/C有機體系超級電容器的能量密度和功率密度分別達到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。在超級電容器儲能系統(tǒng)研發(fā)與示范應用方面，國內(nèi)也開展了相關的研發(fā)與示范工作。超級電容器儲能系統(tǒng)的主要應用領域為：電動車、電氣化軌道交通、電能質量控制、UPS等。

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

上海潤通電動車技術有限公司整體承擔、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。