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捷運技術 第 50 期 171

表 1.8 鎳金屬電池系統與超級電容儲能系統之比較

川崎鎳金屬電池儲能系統 西門子超級電容儲能系統

容量：141 Ah 36 V 5.1 kWh 容量：2600 F 2.5 V
單體參數 大小：1287×218×350 mm 大小：60×60×172 mm
重量：單體約 250 kg 重量：單體約 0.8 kg

需要單體數量 19 個 1344 個

系統儲能能量 100 kWh 2.5 kWh

系統整體重量 17.3 tons 4.3 tons

一年可節省 一年可節省
節能效果
電能約 1600 MWh 電能約 500 MWh

循環壽命 約 500~2000 次以上 達 100000 次以上

由上表的比較數據可以知道鎳金屬電池系統儲能容量較大，當直流牽引系統發生跳電
事故時，還可以提供站間列車緩慢運行到車站的電能，達到緊急疏散的優點，相反的
超級電容的儲能容量較小，但充放電速度快，適合即充即用的場合，可以迅速反應在
變電站的供電變化，若需要讓超級電容可以有讓列車緊急疏散的功能，則需要並聯多

組超級電容設備以提升儲能容量，造成設備佔地空間加大，故若需要有列車緊急疏散
的功能，鎳金屬電池儲能系統為較可行的選擇。
另外在表 2.9 中的電池循環壽命並不是單純依照充電次數來計算的，真正直接影響電
池循環壽命的是深度放電的次數，即所謂的 DOD 值，目前國內的鋰電池在 100 % 深

度放電（即 DOD 值是 100 %）情況下的循環壽命一般就在 200~300 次，國外質量好的
電池可以達到近千次左右，多數的都是在 200~500 次之間，但如果這個 DOD 值是 50
%，那電池的循環壽命就會大幅提高，也就是說如果電池電量在用掉一半的時候充電，
那么循環壽命也會有相應的增多，所以並不是每充電一次都損失一次循環壽命，而是

以電池 100 % 深度放電一次來視為循環壽命減少一次。

二、再生煞車能量之計算與儲能系統設計

在選擇使用何種儲能設備之前，最重要的課題是必須先確定儲能設備的容量等基本參
數，藉由分析列車再生煞車的物理過程和再生能量回饋的特性，計算出再生煞車能量的大小，
分析這些數據，才能確定儲能系統的電容量等參數，讓儲能系統得到有效的運用。