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        用于可再生能源應用的超級電容器(1)

        來源:
        平尚科技(東莞)有限公司
        日期:
        2022年8月9日
        用于可再生能源應用的超級電容器(1)

        超級電容器電容比普通電容器高得多。它的電容,通常以法拉為單位表示,比電解電容高出數千倍。
        超級電容器可以頻繁充電和放電,使其適用于短時間需要大電流的情況。超級電容器的電壓限制為 2.7 V。高壓也是可能的,但它會縮短超級電容器的壽命?梢詫⒍鄠超級電容器串聯組合以實現更高的電壓,但這會增加內阻并降低整體電容。

        理論上可以無限次對超級電容器進行充電和放電。電化學電池則不同,因為它具有固定的生命周期。因此,超級電容的壽命遠不止電池。在正常條件下,超級電容器在 10 年內會衰減到其全部容量的 80%。然而,施加比特定電壓更高的電壓會對超級電容器造成嚴重損壞并縮短其壽命。高溫和低溫對超級電容器沒有影響,就像在電化學電池中一樣。

        太陽能行業是一個眾所周知的使用電池進行電力存儲的案例。行業內電池壽命為3-5年,具體取決于負載需求曲線。太陽能光伏電池的供應不一致通常會對電池壽命產生負面影響。光伏電池的生產取決于氣候條件,這使得它們非常不可預測且不穩定。這些輸出波動會嚴重損害電池壽命,從而中斷電池充電和放電循環。電池的功率密度不高,只有能量密度高。有時,負載會在短時間內要求電池提供高浪涌電流,這會對電池的使用壽命產生嚴重影響。這種不規則的放電會嚴重損害電池壽命。

        在太陽能光伏系統中,混合儲能系統是通過將超級電容器與電池相結合來提高系統的能量密度而設計的。該系統比單獨使用超級電容器或電池具有更多優勢。

        通過使用超級電容器和電池的混合系統,可以減少電池的壓力。新系統的運行和維護成本會更低,因為它減小了電池的尺寸和放電率,從而延長了電池壽命。這種混合存儲系統還將提高電能質量。超級電容器中的能量存儲在物理上分離的負電荷和正電荷中。當與電池一起使用時,超級電容器充當緩沖器。通過這種方式,它可以保護電池免受高功率消耗。超級電容器具有無限的生命周期、高功率密度、快速充電時間和較小的等效串聯電阻。由于這些優勢,超級電容器已經在許多應用中取代了電池。

        電池具有高能量密度,超級電容器具有高功率密度,兩者結合將構成完美的混合動力系統。在峰值功率要求下,超級電容器的高功率密度允許在短時間內提供足夠的能量。超級電容器放電后可以快速充電。另一方面,電池由于其高能量密度,會在很長一段時間內為負載持續供電。

        超級電容器還可以減小電池尺寸,因為在高峰時段能量將由超級電容器提供,因此無需設計大型電池來滿足峰值負載要求。電池壽命也會增加,因為電池不會頻繁放電。因此,增加一個超級電容器將降低系統的運行和維護成本。

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