超级电容在太阳能_蓄电池系统中的应用
超级电容器的主要应用领域
超级电容器的主要应用领域超级电容器发展展望：超级电容器也叫做电化学电容器，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，比容量为传统电容器的20~200倍，比功率一般大于1000W/kg，循环寿命大于100000次，可储蓄的能量比传统电容要高得多，并且充电快速。
由于它们的使用寿命非常长，可被应用于终端产品的整个生命周期。
而且超级电容器对环境无污染，可以说，超级电容器是一种高效、实用、环保的能量储蓄装置。
当高能量电池和燃料电池与超级电容器技术相结合时，可实现高比功率、高比能量特性和长的工作寿命。
近年来，由于超级电容器在新能源领域所表现出的朝阳产业趋势，许多发达国家都已经把超级电容器项目作为国家重点研究和开发项目，超级电容器的国内外市场正呈现出前所未有的蓬勃景象。
依照美国国家能源局的数据预测，超级电容器在全球市场的容量预计将从2007年的4亿美元发展到2013年的120亿美元（见下图1），其中，在电动汽车/新能源汽车领域的市场规模有望在2013年达到40亿美元,在消费电子领域的市场规模有望在2013年达到30亿美元,在工业(风力发电、轨道交通、重型机械等)领域的市场规模有望在2013年达到40亿美元。
根据中商情报预测，截至2014年，我国超容产业的增长率都在30%以上。
超级电容器的主要应用领域：1.超级电容器在太阳能能源系统中的应用太阳能源的利用最终归结为太阳能利用和太阳光利用两个方面。
太阳能发电分为光伏发电和光热发电，其中光伏发电就是利用光伏电池将太阳能直接转化为电能。
光伏发电不论在转化效率、设备成本和发展前景尚都远远强于光热发电。
自从实用型多晶硅的光伏电池问世以来，世界上就便开始了太阳能光伏发电的应用。
目前，太阳能光伏发电系统有三个发展方向：独立运行、并网型和混合型光伏发电系统。
在独立运行系统中，储能单元一般是必须有的，它能将由日照时发出的剩余电能储存起来供日照不足或没有日照时使用。
目前，国际光伏能源产业的需求开始由边远农村和特殊应用向并网发电与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已有补充能源向替代能源过渡。
电力电子技术在可再生能源中的应用
电力电子技术在可再生能源中的应用可再生能源是解决当今能源危机的重要途径，而电力电子技术则在可再生能源的利用中发挥着关键作用。
本文将重点探讨电力电子技术在可再生能源中的应用，包括太阳能和风能的转换与储能方面。
一、太阳能的转换与储能太阳能是一种丰富的可再生能源，其转换和储存技术直接关系到能源的可持续利用。
电力电子技术在太阳能转换中的应用主要包括光伏电池和逆变器两个方面。
光伏电池作为太阳能电能转换的核心装置，其效率和稳定性直接决定了太阳能发电系统的性能。
电力电子技术在光伏电池系统中的应用主要包括最大功率点跟踪（MPPT）技术和电网接入技术。
MPPT技术通过追踪光伏电池工作点的最大功率点，最大化太阳能转化效率，提高系统的发电能力。
而电网接入技术则将光伏发电系统与电网连接起来，实现电能的注入和同步工作，实现了光伏发电系统的可靠性和灵活性。
逆变器作为太阳能发电系统的核心设备，其任务是将直流电能转换为交流电能，以满足电网供电要求。
电力电子技术在逆变器中的应用主要包括高效驱动技术和滤波技术。
高效驱动技术通过优化逆变器的拓扑结构和控制算法，提高电能转换效率。
滤波技术则通过使用滤波器，减小逆变器输出的谐波干扰，提高系统的电能质量。
应问题。
电力电子技术在太阳能储能中的应用主要包括电池储能技术和超级电容储能技术。
电池储能技术通过将太阳能转化为化学能，并在需要时释放出来，实现电能的储存和调度。
超级电容储能技术则通过利用电容器的高能量密度和高充放电效率，提供快速响应和高可靠性的储能解决方案。
二、风能的转换与储能风能是另一种重要的可再生能源，其转换和储存技术也需要依靠电力电子技术的支持。
电力电子技术在风能转换中的应用主要包括风力发电机和变频器两个方面。
风力发电机是将风能转化为电能的装置，其性能直接影响风能发电系统的效率和可靠性。
电力电子技术在风力发电机中的应用主要包括最大功率跟踪和电网接入技术。
最大功率跟踪技术通过控制风力发电机的转速和叶片角度，使其在不同风速下工作在最大功率点，提高发电效率。
储能技术在可再生能源中的应用
储能技术在可再生能源中的应用可再生能源是解决全球能源问题、推动可持续发展的重要手段之一，而储能技术则是实现可再生能源大规模利用的关键。
储能技术可以将电力转化为不同形式的储存，当需要时再次释放出来，从而解决可再生能源不稳定产生的问题，实现能源的持续性和平稳性。
本文将重点探讨储能技术在可再生能源中的应用，并分析其对可再生能源发展和实际运行的影响。
储能技术的分类目前，常见的储能技术包括电池储能、压缩空气储能、水泵储能、超级电容器等。
这些储能技术分别有其独特的特点和适用场景，下面将针对这些具体的储能技术进行介绍。
电池储能电池储能是目前应用最广泛的储能技术之一。
它通过将电力转化为化学能，并在需要时将化学能转化为电力释放出来。
常见的电池储能技术包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池等。
压缩空气储能压缩空气储能利用电力将空气压缩并存储，当需要时通过释放压缩空气，利用逆向空气压力发电机将压缩空气转化为电力。
这种技术具有高效率、长寿命等优点，并且对环境无污染。
水泵储能水泵储能利用电力将水泵抬升到高处，并在需要时通过放水以旋涡机方式释放水势产生电力。
这种储能技术主要适用于地势比较平缓的地区，优势在于容量大且设备成本相对较低。
超级电容器超级电容器是一种新型的高性能储能设备，具有高功率密度、快速充放电等特点。
它可以在短时间内存储大量的电荷，并且具有长寿命、高循环次数等优点。
储能技术在可再生能源中的应用可再生能源如太阳能和风能等存在着间歇性和不稳定性的特点，而储能技术可以弥补这些不足，提高可再生能源的利用效率和稳定性。
平滑功率输出利用储存的电力，可以在太阳光或风力不足时提供稳定供电。
比如，在夜晚或晴天无光照的情况下，通过依靠蓄电池等设备释放已经存储好的太阳光电力，确保供应连续和减少断电风险。
调节供需平衡通过将多余的可再生能源转化为储存形式，可以调节发电和消费之间的差异，并在需求高峰期提供额外动力。
例如，在风车产生过剩风力时，将多余风力转化为压缩空气并存储起来，在需求高峰期释放压缩空气产生额外发电量。
太阳能电池对储能装置两种方式充电实验(实验报告)
光伏工程实验报告实验名称：太阳能电池对储能装置两种方式充电实验学院：材料科学与工程学院专业：应用物理指导教师：报告人：学号：1班级：实验时间：2015/1/5实验报告提交时间：2014/12/一、实验目的1. 了解超级电容放电的实验；2. 了解太阳能组件直接对超级电容充电的实验；3. 了解太阳能组件加DC-DC模块后对超级电容充电实验；4. 熟悉恒压和恒定功率计算充电效率的方法；5. 通过对两组实验结果进行比较，找出实现最佳充电效率的方法。
二、实验原理1．DC-DC模块DC-DC为直流电压变换电路，能将直流电压转换为直流电压，相当于交流电路中的变压器，就是相当于我们平常使用的电源充电器，最基本的DC-DC变换电路如图1所示。
图1中，Ui为电源，T为晶体闸流管，uC为晶闸管驱动脉冲，L为滤波电感，C为电容，D为续流二极管，RL为负载，uo为负载电压。
调节晶闸管驱动脉冲的占空比，即驱动脉冲高电平持续时间与脉冲周期的比值，即可调节负载端电压。
DC-DC的作用：当电源电压与负载电压不匹配时，通过DC-DC调节负载端电压，使负载能正常工作。
本实验的太阳能组件输出电压可以超过10V，而超级电容器的额定电压为3V左右，因此需要用到DC-DC模块进行电压的转换。
通过改变负载端电压，改变了折算到电源端的等效负载电阻，当等效负载电阻与电源内阻相等时，电源能最大限度输出能量。
在本实验中，DC-DC模块用于控制太阳能电池，使其始终以最大限度输出能量，保证以恒定功率输出。
2.超级电容超级电容器是利用双电层原理的电容器。
当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大当超级电容所加电压低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态。
利用太阳能技术实现可持续建筑
利用太阳能技术实现可持续建筑太阳能作为一种可再生能源，已经成为当代建筑设计和建设的重要组成部分。
利用太阳能技术可以实现可持续建筑，促进环境保护和能源利用的可持续性。
本文将重点探讨如何利用太阳能技术来实现可持续建筑的各个方面。
一、太阳能的收集太阳能的收集是利用太阳辐射产生热能或电能的关键过程。
目前，常见的太阳能收集技术包括太阳能热利用和太阳能光伏利用两种方式。
太阳能热利用主要采用太阳能热发电和太阳能热水系统。
太阳能热发电通过聚光镜或光电池板将太阳能转化为热能，再利用热量驱动发电机产生电能。
太阳能热水系统则通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，用于供暖和热水的需求。
太阳能光伏利用则是通过太阳能电池板将太阳能光线转化为电能。
光伏系统常用于建筑的照明和电力供应需求。
二、太阳能建筑设计在太阳能建筑设计中，考虑到建筑的朝向和位置对太阳能的收集至关重要。
建筑师通过优化建筑朝向和位置，将太阳光线最大程度地引入建筑内部，减少能源的浪费。
另外，建筑师还可以运用太阳能技术来设计建筑的外立面。
太阳能电池板可以被集成到建筑外墙材料中，从而实现建筑外墙的电力供应，减少对传统能源的依赖。
三、太阳能的储存和利用太阳能收集到的热能或电能需要进行储存和利用，以满足建筑的持续能源需求。
传统的储能方式包括电池储能、超级电容储能和储热材料储能。
电池储能是最常见的方式，通过将太阳能电能存储在电池中，以备不时之需。
超级电容储能则通过将太阳能电能储存在超级电容中，实现电能的高效储存和释放。
储热材料储能则是将太阳能热能存储在特殊的储热材料中，以供暖和热水的需求。
四、太阳能建筑的效益利用太阳能技术实现可持续建筑可以带来多重效益。
首先，太阳能建筑能够减少对传统能源的依赖，降低能源消耗和土地资源的消耗。
其次，太阳能建筑可以减少温室气体的排放，降低对环境的污染。
此外，太阳能建筑还能够降低建筑的运营成本，减少能源费用。
五、太阳能建筑的应用案例太阳能技术在世界各地已经得到广泛应用。
光伏储能系统设计方案
光伏储能系统设计方案一、引言随着全球能源需求的日益增长和环境问题的日益突出，光伏作为可再生能源得到了广泛的应用和推广。
然而，光伏发电的间歇性和不稳定性问题也给电力系统的稳定运行带来了挑战，光伏储能系统应运而生，下面将介绍光伏储能系统的原理、应用场景和设计方案等信息。
二、光伏储能系统原理光伏储能系统是一种通过将太阳能转换成电能并存储起来的方式，为人们提供电力的系统。
它由太阳能电池板、电池储能系统以及电力逆变器等组成。
光伏储能系统的工作原理是将太阳能转换成电能，然后将产生的电能存储到电池储能系统中，通过电力逆变器将电能转化为直流或交流电。
三、应用场景1.居民住宅光伏储能系统通过安装太阳能光伏板来收集太阳能并转化为电能，通常安装在房屋的屋顶或外墙上。
不仅能够直接供给居民使用，还可以通过储存系统来进行储存，避免晚上或阴天时光伏板产生的电力不足以满足居民使用需求。
2.商业建筑商业建筑通常有较大的用电需求，通过安装在屋顶、立面或停车场上的太阳能光伏板收集太阳能。
在用电需求较低或太阳能用电量较高时，多余的电力会存储在储能系统中。
当用电需求较高时，储能系统会释放存储的电力以满足需求。
3.农村地区农村地区有许多仍旧出现供电条件有限和传统燃料资源匮乏等现象，通过安装太阳能光伏板，能够满足基本用电需求，如照明、通信和家庭用电等。
除此之外，还可以实现农业灌溉和畜牧业发展，通过将多余的电力存储起来，在夜间或阴天时仍能保证灌溉和畜牧设施的正常运行。
4.偏远地区偏远地区的供电条件较差，通过安装太阳能光伏板并配备适当规模的储能系统，可以实现电力的自给自足。
需要注意的是，偏远地区安装需要考虑长时间无日照或恶劣天气条件下的用电需求，要准备足够的储能容量和高效的储能技术。
还可以与传统发电设备结合使用，以应对突发情况或特殊需求。
四、设计方案光伏储能系统设计方案需要考虑多方面因素，包括光伏发电的规模和输出功率、电池储能技术、系统的调度策略和智能监控管理、环境和安全问题等因素。
探析新能源电力系统中的储能技术
探析新能源电力系统中的储能技术发布时间：2023-02-27T08:24:41.596Z 来源：《当代电力文化》2022年10月19期作者：苏忠云[导读] 随着全球能源短缺问题的日益严重，可再生能源在新能源电力系统中的应用也越来越广泛，因此储能技术也成为了一个重要研究课题。
文章主要对储能技术中的电容技术、超级电容器技术以及化学电池技术进行了分析。
苏忠云中电建新能源集团有限公司云南分公司云南李子箐风电场 652400摘要：随着全球能源短缺问题的日益严重，可再生能源在新能源电力系统中的应用也越来越广泛，因此储能技术也成为了一个重要研究课题。
文章主要对储能技术中的电容技术、超级电容器技术以及化学电池技术进行了分析。
主要研究了储能单元的容量、储能时间以及储能介质，以实现电力系统的稳定运行。
文章中首先对储能方式和发展方向进行了介绍与分析，然后对新能源电力系统中的储能原理与应用进行了探讨，最后根据储能技术原理对新能源电力系统中的实际应用进行探讨。
关键词：新能源电力储能技术超级电容一、引言随着社会的不断发展，对电力需求量也在不断增长，这就导致了能源危机和环境污染的问题。
由于我国幅员辽阔，在不同区域内所使用的电力系统也不尽相同，这样就会导致电网之间互相独立运行。
同时，新能源在发电过程中还会出现许多问题，比如间歇性和波动性。
例如我国大部分地区在夏季和冬季的气温比较低甚至是没有，所以电力系统就非常容易出现缺电的情况。
这就需要提高新能源技术中的效率，以保证电力系统可以安全稳定地运行。
现阶段储能技术应用很广泛，例如锂电池、超级电容器、化学电池等都已经得到了广泛的推广。
在这些储能系统中利用最多的就是化学电池储能技术，而其他类型的存储技术还需要进一步提高。
因为化学电池储能设备在循环过程中存在一定风险和损耗严重等问题，所以需要进一步提高化学电池储存功率水平，减少化学电池储能设备所消耗能源并降低成本。
[1]超级电容器在电力系统中有着重要意义和作用，但其容量较小，需要进行技术革新以提高其性能水平；电容式和电感式电容器作为一种能量存储装置具有较大容量且性能稳定等特点但存在价格昂贵和寿命有限等问题；而超级电容器具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低等特点但它存在能量密度低等问题；随着人们对电力系统性能要求的提高，超级电容器在现代电力系统中也得到了广泛应用。
超级电容的选用及其常见应用电路性能比较
超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容（Electric Double-Layer Capacitors，简称EDLC），又称超级电容器、超级电容器，是一种具有高能量密度和高功率密度的电化学节能存储装置。
相比传统的电解电容器和锂离子电池，超级电容具有充电速度快、寿命长、环保、稳定性高等优点，成为了电子产品及能源存储领域的热门选项。
超级电容由电容质量（电极、电解质和分离膜）、电阻质量（内部电阻）和结构质量（电介质极化效应）三个方面的技术要素构成。
在选用超级电容时，需要考虑以下几个因素：1. 额定电压：超级电容的额定电压应与应用电路的工作电压匹配，以确保其正常工作。
2. 容量大小：超级电容的容值需根据应用需求来选择。
一般来说，应选用容量大于等于需求电流时长乘以额定电压的超级电容。
3. 充电和放电速度：超级电容的充电和放电速度直接影响着其能量存储和释放的效率。
需要根据应用需求来选择较快的充放电速度。
1. 零电能损耗系统（Zero Energy System）：超级电容可以用来提供短时间内的高功率输出，并在不同的电源之间提供能量的转移。
例如电子设备的备份电源和持续供电。
2. 能量回收系统（Energy Recovery Systems）：超级电容可以将制动能量等回收储存，然后在需要释放能量时提供电源。
例如电动汽车和电梯的能量回收系统。
3. 脉冲电源系统（Pulse Power Systems）：超级电容可以快速储存并释放大电流，用于强脉冲功率输出的应用场景，如激光器、闪光灯和电磁脉冲器等。
4. 可再生能源系统（Renewable Energy Systems）：超级电容可以用于储存和平衡太阳能和风能等可再生能源的波动，确保持续的能量输出。
与传统的电解电容器和锂离子电池相比，超级电容具有以下优势：1. 快速充放电能力：超级电容的充电速度比锂离子电池快几乎一个数量级，能够在短时间内储存或释放大量电能。
超级电容在微电网中的应用及健康状态分析综述
ＨＥＳＳ 的拓扑结构主要分为:被动型 ＨＥＳＳ、半
主动型 ＨＥＳＳ 和全主动型 ＨＥＳＳ [３] ꎬ如图 １ 所示ꎮ 但
在许多的工程应用中ꎬ电池和超级电容的输出电压
都低于直流母线ꎬ在全主动型 ＨＥＳＳ 拓扑中通过两
个双向 ＤＣ / ＤＣ 变换器将其与直流母线连接ꎬ保证
１
« 电气开关» (２０２２. Ｎｏ. ６)
文章编号:１００４ － ２８９Ｘ(２０２２)０６ － ０００１ － ０６
超级电容在微电网中的应用及健康状态分析综述
徐智帆
( 国网厦门供电公司ꎬ福建 厦门 ３６１００１)
摘 要:储能系统在各种应用中发挥着越来越重要的作用ꎬ如电动汽车或微电网ꎮ 但是在传统的储能系统中
近年来ꎬ研究者们对 ＳｏＨ 估计和 ＲＵＬ 预测进行了广
泛的研究ꎮ 对 ＳｏＨ 估计方法的研究较多ꎬ无论是锂
电池还是超级电容ꎬ一般可大致分为电化学 / 物理方
法、基于模型的方法和数据驱动方法三类ꎮ ＲＵＬ 预
测方法的两种主要方法:基于模型的方法和数据驱
动方法ꎮ 最后对不同的研究应用方法进行梳理ꎬ总
结给出目前应用广泛的思路ꎬ为相关领域研究人员
到尺寸限制、实验步骤复杂、成本高等方面的限制ꎬ
析ꎬ可以更进一步建立综合模型ꎮ 文献[２２] 提出根
可能出现的设备故障ꎬ又能提高系统的工作效率和
正ꎮ 文献[１７] 提出了一种基于自适应增益的滑模
使用寿命ꎬ因此对于 ＳｏＨ 的研究需要一定程度的实
观测器的超级电容容量在线诊断模型ꎬ减小了计算
际工程运用价值ꎮ 对于超级电容的寿命终止定义为
负担的同时为系统动态提供了更准确的表示ꎬ该方
ｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅꎬ ＥＳＲ ) 达 到 其 额 定 值 的
储能技术在新能源电力系统中的应用
储能技术在新能源电力系统中的应用摘要：当前，对于新能源的利用开发主要集中在新能源发电项目，利用太阳能和风能等新能源可以发电。
但是新能源发电与化石能源发电的方式相比起来，其发电过程中容易受到外界自然因素的干扰，新能源电力系统往往会存在供电中断或者波动性较大等问题，如果将新能源电力系统广泛推广应用，对于电网整体安全稳定的供电会造成不良影响。
为此，新能源电力系统运行期间，应用储能技术对其控制，解决系统供电的技术缺陷，充分保障新能源电力系统的平稳持续性运行，新能源电力系统想要在未来实现大规模并网的目标，离不开储能技术对其系统的优化和支持。
关键词：储能技术；新能源；电力系统；应用1导言储能技术合理运用到新能源电力系统中，能够有效促进能源储存转化，满足电力系统的用电需求，确保电力系统运行的安全性。
为了进一步发挥储能技术在新能源电力系统能源储存转化方面的应用作用，需要工作人员加强储能系统优化配置，在应用储能技术进行能源转化时，应注意能源转化的质量和效率，尽可能为电力系统提供充足的电力能源，保证电力系统运行中有足够的电力能源可用。
2储能系统集成技术针对具体应用，储能系统的集成技术和方式也比较重要，决定了储能系统整体的使用效率和功能体现，主要涉及电池成组技术、电化学储能变流器系统技术以及相应的系统拓扑结构，同时储能电池的运行需要电池管理系统的技术支持。
(1)电池成组导致寿命问题。
由于电池的不一致性客观存在，需要做到成组电池容量、内阻、充放电特性趋于一致，在集成后通过均衡策略尽可能实现性能均匀，整体表现良好特性，有利于电池寿命延长。
(2)温度控制问题。
温度对电池的容量甚至寿命、安全影响明显。
在电池成组中考虑冷却方式、散热结构、隔热方式、风道设计等相关热管理技术。
(3)电气安全问题。
电池系统是一个高能量体，通过较合理的串、并联连接方式实现分流分压，防止局部产生电气安全事故。
(4)电化学储能变流器是储能与交流电网连接的枢纽。
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下转第 ５５ 页
表 １ 太阳能电池输出及超级电容充电与光照关系
图 ２ 超级电容充电时间与光照的关系
－４３－
图 ３ 六只超级电容连接
表 ３ ＰＮＮ 方法故障识别率统计表
由此可见，采用基于径向基函数的概率神 经网络可以有效地辨识训练过及未训练过的样 本数据，精度达到故障诊断标准，具有较强的泛 化能力。
规划线位控制点坐标（１９９０年天津直角坐 标系）详见表 ２ 。
２．４ 相交道路规划 津文快速路：外环线～环外快速环路段规 划为城市快速路，红线宽８０ 米，规划横断面为 ６ｍ（人行道）— １１ｍ（辅道）— １．５ｍ（侧分隔 带）— １９．５ｍ（机动车道）— ４ｍ（中央分隔带） — １９．５ｍ（机动车道）— １．５ｍ（侧分隔带）— １１ｍ（辅道）— ６ｍ（人行道）；西主干路十三： 红线宽４０ 米，规划横断面为３．５ｍ（人行道）— ３３ｍ（车行道）— ３．５ｍ（人行道）；津晋高速公 路（京津塘高速公路三线）：红线控制宽１００米， 规划为双向六车道，路基宽３５ 米，规划横断面 为 ０．７５ｍ（路肩）—１５．２５ｍ（车行道）— ３ｍ（分 隔带）— １５．２５ｍ（车行道）— ０．７５ｍ（路肩）； 环外快速环路：规划为城市快速路，红线宽 ８０ 米，规划横断面为 １６．２５ｍ（边沟及绿化）—０． ７５ｍ（硬路肩）— １９ｍ（车行道）— ８ｍ（中央 分隔带）— １９ｍ（车行道）— ０．７５ｍ（硬路肩） — １６．２５ｍ（边沟及绿化）；独流减河南路：规划 为支路，红线宽１８ 米，规划横断面为 ２．５－１３－２． ５米；规划次干路：规划为次干路，红线宽２４米， 规划横断面为３－１８－３ 米。 ２．５ 铁路规划 周芦铁路：为铁路货运南通道的组成部分， 地方铁路，规划在现状铁路北侧增加复线。规划 要求既有铁路中心线以北３７米、以南３２米为铁 路控制用地，不得建设任何建筑物；津保城际铁 路：天津至保定的城际客运专线，规划为复线。 规划要求铁路外侧轨中以外各５０米为铁路控制 用地，不得建设任何建筑物。 ２．６ 轨道交通规划 根据《天津市城市总体规划（２ ０ ０ ５ ～ ２０２０）》成果，地铁 ６ 号线向南延伸至团泊新 城水库西区，规划在团泊快速路路中预留轨道 用地。 ２．７ 线路交叉规划 团泊快速路与相交道路、公路、铁路资料见 表 ３。
本实验中，每一循环的放电电流曲线符 合蓄电池最佳电流接收曲线。可以有效保证充 电的效率，延长蓄电池使用寿命。
３ 结论
在太阳能—蓄电池系统中，采用超级电 容模组作为太阳能电池板和蓄电池之间的能量 传递器件。利用超级电容的充放电迅速、转 换效率高、连接配置灵活等特性，通过多只 超级电容串并联切换，可实现在较弱光照环 境下，有效吸收太阳能量，提高太阳能利用 效率。并且，使蓄电池的充电电流更加符合其 最佳吸收曲线。实现对蓄电池的脉冲充电，改 善蓄电池的充电质量，有效延长蓄电池的循环 使用寿命。
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１１．１８．００８
基金项目：国家大学生创新性实验计划资助项目
超级电容在太阳能—蓄电池系统中的应用
魏善义 徐恩胜 韦先声 苗洪利 中国海洋大学信息科学与工程学院，青岛 ２６６１００
摘 要 本文设计了将超级电容应用于传统太阳能 － 蓄电池系统的一种方案。太阳能电池交替给 两组超级电容模组充电，同时，此两组超级电 容模组交替给蓄电池充电。在单个超级电容 模组内部，由 ６ 只单体超级电容组成，可以切 换为 ６ 串和２ 串 ３ 并形式。实现对蓄电池脉冲 充电，符合蓄电池最佳电流接收曲线。有利于 提高充电效率和延长蓄电池使用寿命。 关键词 超级电容；太阳能电池；蓄电池；脉冲充电
从图 ２ 曲线可以看到，光照在 ５５００Ｌｘ 以 上（开路电压 １７．５０Ｖ 以上）时 ２ 串 ３ 并连 接的充电方式并不快，因此宜采用 ６ 只串联 方式充电。在较低光照下，特别在低于 ２０００Ｌｘ 光照下，完全串联方式已得不到充电 电流，此时串并混联表现出优势。综上，当检 测到超级电容充电电压高于 １７．５０Ｖ 时候，超 级电容模组采用６只串联方式充电，当检测到 超级电容充电电压低于 １７．５０Ｖ 时候，超级电 容模组切换为 ２ 串 ３ 并方式充电。
１ 实验方法
实验采用额定２０Ｗ单晶硅太阳能电池板 １ 块，１２Ｖ／１２Ａｈ 铅酸蓄电池 １ 块，１００Ｆ／ ２．７Ｖ 超级电容两组（每组 ６ 只）共 １２ 只， ５００Ｗ卤素灯 １ 只，通过调节光源与太阳能电 池板之间距离来模拟太阳光照。实验器件及 仪器连接见图 １ 。测量采用自行编制的 ＬａｂＶＩＥＷ数据采集系统，通过数据采集卡实 时监测并记录充放电过程中超级电容和蓄电池 两端的电流、电压变化，并能累计充放电 量。
图 １ 实验连接图
２ 实验结果与分析
２．１ 太阳能电池输出与光照关系 通过调节５００Ｗ卤素灯与太阳能电池板距 离，测得在不同光照强度下，电池板的开路 输出电压、短路电流，见表 １ 。
单只电容从 ２．０８Ｖ 到 ２．７５Ｖ 视为充满， Ｃ＝１００Ｆ，△ Ｖ＝０．６７Ｖ。６ 只串联时，充电 量满足 Ｃ ﹒△ Ｖ＝Ｉ ﹒△ ｔ ，而 ２ 只串联再 ３ 组 并联时，充电量满足 ３ Ｃ ﹒△ Ｖ＝Ｉ ﹒△ ｔ［２］。 表 １ 中的理论充满时间是将充电电流视为恒 流。实际充电过程中，随着超级电容荷电状 态的增加，充电电流会减小，这使得实际充 电时间大于理论充电时间。由于实际充电时 间存在很大的不确定性，此处理论充电时间 可以近似替代实际充电时间。充满时间与光 照的关系曲线见图 ２ 。
４ 结语
在以上的规划背景下，团泊新城的开发建 设需要团泊快速工程的支持，而团泊新桥作为 团泊快速工程的一个重要组成部分，本工程的 修建势在必行。简言之，本项目的规划建设能够 完善中心城区环外快速路网络，沟通中心城区 与团泊新城的交通发展，提升中心城区外围新 城土地价值，促进沿线区域经济发展，为城市建 设提供充足的发展空间。而且可以为团泊新城 开发建设及旅游业发展提供先决条件。
随着人类社会对能源需求量的增大，能 源危机提上日程，因为太阳能资源具有储量巨 大、可再生的特点，一直为人们重视。目前铅 酸蓄电池在太阳光伏能源系统中被普遍使用， 不合理的充电方式会大大降低蓄电池的使用容
量，缩短使用寿命［ １ ］ ，因此，设计一种更好 的接收太阳能和保护蓄电池的方案是光伏发电 的必然趋势。本文从超级电容着手，设计了一 种适合太阳能——蓄电池方案的传能储能系 统。该系统可以更好地在光线较弱情况下吸收 太阳能，并通过脉冲充电方式延长蓄电池寿 命。
参考文献 ［ １ ］ 天津市城市规划设计研究院． 天津团泊新 城西区战略构想． ２ ０ ０ ６ ［ ２ ］ 天津市滨海市政建设发展有限公司． 设计 任务委托书． ２ ０ ０ ７ ［ ３ ］ 天津市城市规划设计研究院． 天津市中心 城区环外快速路系统规划． ２ ０ ０ ０
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参考文献 ［ １ ］ 廖金华， 李建黎． 铅酸蓄电池充电技术综述 ［Ｊ］． 蓄电池． ２ ０ １ ０ ， ４ ７ （ ３ ） ： １ ３ ２ ～１ ３ ９ ［ ２ ］ 唐西胜， 齐智平． 基于超级电容器储能的独 立光伏系统［ Ｊ ］ ． 太阳能学报． ２ ０ ０ ６ ， ２ ７ （ １ １ ） ： １ ０ ９ ７ ～１ １ ０ ２ ［ ３ ］李俄收， 王远， 吴文民． 铅酸蓄电池充电技术 的研究［ Ｊ ］ ． 蓄电池． ２ ０ １ ０ ， ４ ７ （ ５ ） ： ２ ５ ３ ～２ ５ ８ ［ ４ ］王艳茹， 李文坡， 陈杰． 脉冲充电提高铅蓄电 池充电效率的研究［ Ｊ ］ ．电池工业． ２ ０ １ ０ ， １ ５ （ ４ ） ２ ２ ２ ～２ ２ ５ ［ ５ ］唐西胜， 武鑫， 齐智平． 超级电容器蓄电池混 合储能独立光伏系统研究［Ｊ］． 太阳能学报． ２ ０ ０ ７ ， ２ ８ （ ２ ） ： １ ７ ８ ～１ ８ ２ 作者简介 魏善义（１ ９ ８ ９ 生）， 男， 中国海洋大学海洋技 术专业本科生。
２．２ 超级电容模组内部串并联切换 太阳能电池板给超级电容充电时，根据 太阳能电池充电电压的不同，超级电容模组 采取不同的充电方式。而超级电容给 １２Ｖ 蓄 电池充电时，始终保持 ６ 只串联的状态。 在图 ３ 中，可实现 ６ 只超级电容的串并 联切换，一种接法是 ６ 只串联，即所有双向 开关拨向 ｂ 端。另一种接法是每 ２ 只串联，