电容储能.doc

电容储能超级电容器是介于传统电容器与电池之间的一种新型电化学储能器件,它相比传统电容器有着更高的能量密度,静电容量能达千法拉至万法拉级;相比电池有着更高的功率密度和超长的循环寿命,因此它兼具传统电容器与电池的优点,是一种应用前景广阔的化学电源。它主要是利用电极/电解质界面电荷分离所形成的双电层,或借助电极表面、内部快速的氧化还原反应所产生的法拉第“准电容”来实现电荷和能量的储存的。因此,超级电容器具有充电速度快、大电流放电性能好、超长的循环寿命、工作温度宽等特点。。,风光发电储能,电力系统中电能质量调节,脉冲电源等。,其应用原理图如图1所示,由于汽车在行驶过程中经常需要加速启动或减速刹车,由于加速电动机需要很大的启动电流,大的启动电流对不论是蓄电池还是燃料电池都会造成大的伤害;而汽车进行减速制动时,根据研究制动所需要的能量占驱动能量的50%。如果加入超级电容储能器对汽车启动加速和刹车减速进行能量管理,既可以降低对电动汽车中蓄电池或燃料电池的伤害,又可以回收多余的能量,延长电动汽车的行驶里程。、最洁净的能源,目前普遍采用蓄电池作为贮能或缓冲装置,其存在的最大问题就是运行与维护费大、使用寿命短。超级电容器因其具有数万次以上的充放电循环寿命和完全免维护、高可靠性等特点,使得替换蓄电池成为一种必然趋势。超级电容器在白天阳光充足或风力强劲的条件下吸收能量,在夜晚或风力较弱时放电,以维持系统平衡。风光发电系统结构如图2所示。。在现实的供电系统中,由于非线性负载的广泛应用及大型电机的突然启停,电网电压谐波会增加,出现波形畸变,电压瞬间跌落等问题,这会对需要高质量的供电设备造成伤害,为了提高供电质量,超级电容储能系统作为储能元件来改善电能质量已经被广泛应用,主要分为:动态电压恢复器(DVR),配电静止同步补偿器(D-),统一电能质量调节器(UPQR),不间断电源(UPS)。如图3所示。图3超级电容储能的D-、卫星通信系统、无线电通信系统以及军用装备,尤其是野战装备,大多不能直接由公共电网供电,而需要配置发电设备及储能装置。未来将引入激光武器、粒子束武器、微波武器、电磁炮等新概念武器的脉冲功率系统通过充电系统从电网吸收能量,如中等能量激光器和高功率微波武器需要100kW到500kW的脉冲电功率,并在毫秒数量级以内大功率释放脉冲电能,脉冲功率源技术的研究方向,往往是在追求如何产生更高的瞬时输出功率,提高效能。高功率电源的核心技术问题是研究高储能密度(kJ/kg)和高功率密度(kW/kg)的脉冲功率储能系统。超级电容器的高功率密度输出特性,可以满足这些系统对功率的要求。,。图4所示为常用超级电容组。