超级电容器的应用与发展
超级电容器的现状及发展趋势
超级电容器的现状及发展趋势一、本文概述随着科技的飞速发展和人类对能源需求的日益增长，超级电容器作为一种新兴的储能器件，正逐渐在能源储存和转换领域崭露头角。
本文旨在全面概述超级电容器的现状及其未来发展趋势，从而为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。
本文将回顾超级电容器的历史发展，探讨其从概念提出到实际应用的过程。
文章将详细介绍超级电容器的基本原理、结构特点以及性能优势，以便读者对其有深入的理解。
在此基础上，文章将重点分析当前超级电容器在各个领域的应用状况，如交通运输、电力储能、电子设备等领域。
同时，文章还将探讨超级电容器在实际应用中面临的挑战和问题，如成本、安全性、寿命等。
本文还将关注超级电容器的未来发展趋势。
随着材料科学、纳米技术、电化学等领域的进步，超级电容器的性能有望得到进一步提升。
文章将预测超级电容器在未来可能的技术突破和市场应用前景，包括新型电极材料的开发、电容器结构的优化、以及与其他能源储存技术的融合等。
本文将全面梳理超级电容器的现状及其未来发展趋势，旨在为读者提供一个清晰、全面的视角，以便更好地把握超级电容器在能源储存和转换领域的发展动态。
二、超级电容器的现状超级电容器，作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，以其独特的性能优势在现代能源领域引起了广泛的关注。
目前，超级电容器的应用已经渗透到了许多领域，包括交通、能源、工业、电子等。
在交通领域，超级电容器以其高功率密度和快速充放电的特性，被广泛应用于电动公交、混合动力汽车以及电动汽车的启动和加速过程中。
超级电容器能够在短时间内提供大量的电能，使车辆在短时间内达到较高的速度，从而提高车辆的动力性能。
超级电容器还可以作为车辆的辅助能源，与电池配合使用，延长车辆的续航里程。
在能源领域，超级电容器被用作风力发电和太阳能发电系统的储能装置。
在这些系统中，超级电容器可以平滑输出电能，避免由于风速和日照强度的不稳定而导致的电能波动。
超级电容器的研发及应用前景分析
超级电容器的研发及应用前景分析随着科技的不断发展，人们对电力储存技术的需求越来越高。
超级电容器作为一种新型的电力储存设备，具有储存量大、充放电速度快、长寿命等优势，受到了广泛的关注。
本文将从超级电容器的研发历程、目前的应用范围及其未来的发展前景等方面进行分析。
一、超级电容器的研发历程超级电容器是一种新型的电力储存技术，它能够在短时间内带来大量的电能，并具有长寿命和高效能等特点。
其发明历程可以追溯到20世纪70年代，在当时被称为“电容器式电动车”。
随着技术的不断发展，超级电容器的储能密度不断提高，使用寿命也得到了明显改善。
1996年，Maxwell Technologies公司推出了世界上第一款商用超级电容器，标志着超级电容器进入了实用化阶段。
二、目前超级电容器的应用范围超级电容器目前已经广泛应用于多个领域，如电动汽车、UPS（不间断电源）、可再生能源储能、医疗器械、铁路牵引等。
与传统的储能设备相比，超级电容器具有以下优点：1、储存量大，容量可达几百法拉到数千法拉；2、充放电速度快，可在毫秒级别完成；3、寿命长，可达数十万次充放电；4、高效能，能够实现高效能传输和储存。
三、超级电容器的未来发展前景超级电容器作为一种新型的电力储存技术，具有良好的发展前景。
随着技术的不断发展，超级电容器的储能密度将不断提高，使用寿命也将进一步延长。
未来，超级电容器将有望应用于更广泛的领域，如空间航天、智能电网、智能家居等。
1、空间航天超级电容器在航天领域的应用，主要是用于提供电力支持。
航天器通常需要长时间的飞行和停留，而超级电容器能够提供快速而高效的储能和放电，可以满足其对电力的需求。
此外，超级电容器还具有较强的抗辐射性能，适用于在高辐射环境下的航天任务。
2、智能电网随着智能电网的不断发展，超级电容器作为电力储存的重要设备，将在智能电网中得到广泛运用。
超级电容器可以用于调节电压、平衡负载以及提高电力质量，使得电力系统可以更加高效和稳定地运行。
超级电容器的应用与发展
超级电容器的应用与发展超级电容器目前在能量存储与释放领域的应用非常广泛。
首先，超级电容器在电动车和混合动力汽车等交通工具上起到了重要的作用。
由于超级电容器具有快速充电和放电的能力，可以为车辆的瞬时需求提供大量电能，从而提高汽车的启动性能和加速性能，减小滞后感。
其次，超级电容器也被广泛应用于储能系统中，如风力和太阳能发电等再生能源的储能系统，以及电网的储能系统。
超级电容器可以在短时间内储存大量的电能，并在需要时快速释放，有效地平衡电网负荷和供应之间的差异，提高电网的稳定性和可靠性。
此外，超级电容器还可以应用于电子设备、军事装备、医疗设备等领域，提供可靠的能量储存和供应。
超级电容器的发展也取得了巨大的进展。
首先，传统的电容器材料如铝电解电容器和陶瓷电容器已经逐渐被高性能碳电极材料取代，这些材料具有更高的比表面积和更好的电导率，能够提高超级电容器的能量密度和功率密度。
其次，新型纳米材料的研究也为超级电容器的发展提供了新的思路。
石墨烯、二维材料、金属有机骨架材料等具有特殊结构和性能的纳米材料，可以提供更大的表面积和更好的电气性能，使得超级电容器具有更高的能量密度和功率密度。
同时，研究人员还通过调控电解液和电极材料的组成和结构，改善了超级电容器的电化学性能，延长了其循环寿命，提高了稳定性。
未来，超级电容器的应用和发展还有许多潜力和挑战。
首先，随着电动交通工具和可再生能源的快速发展，对高性能超级电容器的需求将进一步增加。
因此，超级电容器的能量密度和功率密度还需要进一步提高，以满足更高的应用要求。
其次，超级电容器的成本也需要进一步降低，才能促进其在大规模应用中的普及。
目前，超级电容器的制造成本较高，限制了其在一些应用领域的推广。
因此，研究人员需要努力寻找更便宜和易于制造的材料和工艺，以降低成本。
此外，超级电容器的可靠性和循环寿命也需要得到进一步提高，以满足长期使用的需求。
总的来说，超级电容器具有广泛的应用前景和发展潜力。
锂离子超级法拉电容应用
锂离子超级法拉电容应用锂离子超级法拉电容，又称为超级电容器，是一种储能装置，具有大容量、高功率密度和长循环寿命等特点，被广泛应用于电子产品、电动车、储能系统等领域。
在本文中，将详细介绍锂离子超级法拉电容的工作原理、优点、应用场景以及发展前景。
锂离子超级法拉电容的工作原理是基于电的吸附和解吸现象，其结构由两个电极、电解质和隔离层组成。
两个电极分别是正极和负极，而电解质则是一个具有高容量的钠离子液体。
当外加电压施加到电容器上时，正极会吸附负离子，负极则吸附正离子，这样就形成了一个电位差。
当外加电压去除后，电解质中的离子又会返回到正负极板上，使电容器失去电位差。
锂离子超级法拉电容的优点主要有以下几个方面。
首先，它具有高能量密度和较低的内阻，可以快速充电和放电，大大缩短了充电时间。
其次，锂离子超级法拉电容的循环寿命较长，可以进行大约100,000次的充放电循环，相较于传统的锂离子电池有更好的耐久性。
此外，由于其体积小、重量轻，可以与其他储能装置相结合，提供更多的功率支持。
最后，锂离子超级法拉电容无污染、安全稳定，无需像锂离子电池一样担心发生热失控和爆炸的问题。
针对锂离子超级法拉电容的应用场景，目前已经有很多实际应用。
首先是电子产品领域，如智能手机、平板电脑、耳机等。
由于超级电容器可以在短时间内存储和释放大量能量，因此可以为电子设备提供更稳定、更持久的电源支持。
其次是电动车和混合动力车领域。
由于锂离子超级法拉电容的高能量密度和长循环寿命，适合作为储能系统的一部分，提供更高的功率输出和更长的续航里程。
另外，在可再生能源领域，锂离子超级法拉电容也有广泛的应用。
太阳能和风能等可再生能源不稳定性较高，需要稳定和平衡的电网能量储备。
超级电容器可以快速充放电，作为短时储能装置，提供电网稳定性。
此外，在工业领域中，锂离子超级法拉电容可以用于调峰填谷和紧急备份电源等应用。
虽然锂离子超级法拉电容在上述领域中已经取得了一定的应用，但其发展潜力仍然巨大。
超级电容器的原理与应用
超级电容器的原理与应用超级电容器，又称为超级电容、超级电容放电器，是一种新型电化学器件，它具有比传统电容器更高的电容量和能量密度，以及更高的功率密度。
这种电化学器件在现代电子设备、交通工具、能源储存系统等领域有着重要的应用。
本文将从超级电容器的原理、结构、特点以及应用领域等方面进行介绍。
一、超级电容器的原理超级电容器的工作原理基于电荷的吸附和离子在电解质中的迁移。
其正极和负极均采用多孔的活性碳材料，两者之间的电解质是导电液体。
当加上电压时，正负极之间形成两层电荷分布，即电荷层，进而形成电场。
电荷的吸附和电子的迁移使得电容器储存电能。
二、超级电容器的结构超级电容器的主要结构包括两块活性碳电极、电解质和两块集流体。
活性碳电极是超级电容器的核心部件，通过高度多孔的结构使得电极表面积大大增加，从而增加电容器的电容量。
电解质则起着导电和电荷传递的作用，而集流体则是用于导电的金属片或碳素片。
三、超级电容器的特点1.高功率密度：超级电容器具有较高的功率密度，能够在短时间内释放大量电能。
2.长循环寿命：相比于锂离子电池等储能装置，超级电容器具有更长的循环寿命。
3.快速充放电：超级电容器具有快速的充放电速度，适用于需要频繁充放电的场景。
4.环保节能：超级电容器不含有有害物质，具有较高的能源利用效率。
四、超级电容器的应用1.汽车启动系统：超级电容器作为汽车启动系统的辅助储能装置，能够有效提高发动机启动速度，降低能源消耗。
2.再生制动系统：超级电容器在电动汽车的再生制动系统中起到储能和释放能量的作用，提高能源回收效率。
3.电网能量储存：超级电容器可用作电网能量的储存装置，用于平衡电力需求与供给之间的波动。
4.工业自动化设备：超级电容器在工业自动化领域中广泛应用，用于缓冲电源波动和提供紧急供电。
5.医疗设备：超级电容器可用于医疗设备的储能，确保设备持续稳定运行。
结语超级电容器以其高功率密度、长循环寿命、快速充放电等特点在各个领域发挥着重要作用，为现代社会的能源存储和利用提供了新的技术解决方案。
超级电容器在储能系统中的应用与市场前景
超级电容器在储能系统中的应用与市场前景超级电容器是一种新型的储能装置，具有高能量密度和高功率密度的特点。
它有着很多优点，例如长服务寿命、高效率、快速充放电能力以及较低的维护成本，这使得超级电容器成为一种非常有潜力的储能技术。
在储能系统中，超级电容器可以发挥重要作用，为能源行业带来巨大的变革。
首先，超级电容器在电力系统中的应用非常广泛。
传统的电力系统往往容量不足，无法满足高峰期的需求，而超级电容器的快速充放电能力可以弥补这一不足。
在电力系统中，超级电容器可以作为备用电源，提供快速响应的电能输出，以应对突发事件或高峰期的需求。
此外，超级电容器还可以用于平衡电力负荷，使得电力系统更加稳定可靠。
其次，超级电容器在新能源领域中的应用前景广阔。
随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等，超级电容器可以作为能量存储装置，将这些不稳定的能源转化为稳定的电力输出。
此外，超级电容器还可以用于电动汽车和混合动力车辆中，提供高效率的能量回收和释放，延长电池的使用寿命，并提高车辆的续航里程。
超级电容器的应用可以进一步推动新能源产业的发展，促进可持续能源的利用。
此外，超级电容器还可以在电网融合和微电网方面发挥重要作用。
电网融合是指将传统电力系统与可再生能源系统相结合，形成一个更加灵活和可靠的电力网络。
超级电容器作为储能装置可以平衡不同能源之间的产能差异，提高电网的可靠性和稳定性。
在微电网中，超级电容器可以作为独立电源单元，提供可靠的能源储备和供应，减少对传统电力系统的依赖。
目前，超级电容器的市场前景十分广阔。
随着可再生能源的发展和新能源车辆的普及，对储能技术的需求不断增加。
超级电容器作为一种高效、可靠和环保的储能装置，将在未来的市场中具有巨大的潜力。
根据市场研究机构的预测，到2025年，超级电容器的市场规模将达到几十亿美元。
未来几年，随着技术的不断进步和成本的降低，超级电容器的市场将呈现出快速增长的趋势。
总结起来，超级电容器在储能系统中的应用前景广阔，可以为电力系统提供备用电源和平衡负荷的能力，为新能源领域的发展提供关键的能量存储装置，同时促进电网融合和微电网的发展。
超级电容器在储能领域的应用及性能优化
超级电容器在储能领域的应用及性能优化超级电容器（Supercapacitor）是一种储能装置，具有高能量密度、长循环寿命和快速充电与放电等优点。
它在能量存储和释放中具有广泛的应用，特别是在储能领域。
本文将探讨超级电容器在储能领域的应用，并提出相应的性能优化策略。
一、超级电容器在储能领域的应用1. 瞬态储能应用：超级电容器具有快速充电和放电的特性，在电能转换、电路稳定性和负载平衡等方面发挥重要作用，在瞬态储能应用中广泛使用。
例如，电动车和混合动力车通常利用超级电容器存储制动能量，并在需要时释放能量以提高车辆的燃料效率。
2. 供电备份应用：超级电容器具有长循环寿命和较低的能量损耗，适用于供电备份应用。
在电网故障或突发停电时，超级电容器可以提供短时的备用电源，确保关键设备的正常运行，减少生产或生活中的损失。
3. 可再生能源平滑输出：超级电容器可用于可再生能源系统中的平滑输出。
由于可再生能源的天气和变化的风速等因素的不稳定性，使用超级电容器可以存储能量并平滑输出，以在不稳定的环境中提供稳定的电力供应。
4. 电子设备稳压和滤波：超级电容器在电子设备中的应用日益增多，可用于滤波和稳压。
通过将超级电容器与传统电容器和电池结合使用，可以提高电子设备的功率密度和稳定性。
二、超级电容器性能优化策略为了进一步提高超级电容器的性能，在储能领域的应用中，我们可以采取以下策略：1. 电极材料优化：电极是超级电容器的核心组件之一，其材料的选择和优化对性能起着关键作用。
研究人员可以通过合成新型纳米材料、涂敷活性物质以增加电极表面积、优化电极结构等方法来改善电极性能，从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。
2. 电解质优化：电解质是超级电容器电极之间的介质，对电容器的功率密度和循环寿命具有直接影响。
优化电解质的离子导电性和稳定性，可以提高超级电容器的性能。
例如，研究人员可以改变电解质的组成、添加添加剂或调整电解质浓度等方式来改善电解质性能。
超级电容器的发展现状和未来趋势分析
超级电容器的发展现状和未来趋势分析超级电容器作为一种新型储能设备，具有高能量密度、高功率密度、长寿命等优势，正逐渐引起全球能源领域的关注。
本文将从超级电容器的发展现状和未来趋势两个方面进行分析。
一、超级电容器的发展现状目前，超级电容器的应用领域主要集中在储能领域和传感器领域。
在储能方面，超级电容器因其高功率密度和长寿命的特点，被用于替代传统电池，为运动器械、电动车辆等提供高效的储能方案。
而在传感器领域，超级电容器因其快速响应和长寿命的特点，被应用于无线传感器网络、智能手机等领域。
然而，超级电容器在发展过程中仍然面临一些挑战。
首先，超级电容器的能量密度相对较低，无法满足某些高功率应用的需求。
其次，超级电容器的制造成本较高，限制了其大规模应用的推广。
最后，超级电容器的寿命和循环稳定性仍然存在问题，需要进一步改进和优化。
二、超级电容器的未来趋势1.材料与制备技术的突破超级电容器的材料与制备技术是推动其发展的关键因素。
未来，随着纳米技术、材料科学等领域的进步，预计会出现更多新型材料和制备技术，从而提高超级电容器的能量密度、功率密度和循环寿命等性能指标。
2.与其他能源存储技术的结合超级电容器作为一种储能设备，与其他能源存储技术的结合将进一步完善能源存储系统。
例如，将超级电容器与锂离子电池相结合，可以克服锂离子电池的长充电时间和寿命限制，为应用提供更高效的电力支持。
3.高倍率充放电技术的突破高倍率充放电是超级电容器面临的另一个挑战。
未来，预计会有更多的研究关注如何提高超级电容器的充放电速度，以满足各种高功率应用的需求。
4.应用领域的扩展随着技术的进步和超级电容器性能的改进，其应用领域将得到进一步拓展。
除了储能和传感器领域，超级电容器还有望应用于智能电网、新能源汽车、航空航天等领域，为人们的生活和产业发展带来更多便利。
综上所述，超级电容器作为一种新型储能设备，具有广阔的发展前景。
未来，超级电容器的发展将得到材料与制备技术的突破，与其他能源存储技术的结合，高倍率充放电技术的突破以及应用领域的扩展。
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2008年1月第9卷第1期电力设备E l e c tri c a lEqu i p men tJ an12008Vo.l9No.1超级电容器的应用与发展胡毅,陈轩恕,杜砚,尹婷(国网武汉高压研究院,湖北省武汉市430074)摘要:超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。
文章介绍了超级电容器的原理、主要性能指标、特点及国内外发展和应用状况;归纳了超级电容器在电力系统中的若干具体应用,指出了使用中应注意的问题及其解决方法,以及今后的研究方向。
关键词:电力系统;蓄电池;超级电容器;储能中图分类号:T M531概述超级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,其容量可达几百至上千法拉。
与传统电容器相比,它具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命;而与蓄电池相比,它又具有较高的比功率,且对环境无污染。
因此可以说,超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。
几种能量存储装置的性能比较如表1所示。
表1能量存储装置性能比较元器件比能量/Wh#kg-1比功率/W#kg-1充放电次数/次普通电容器<0.2104~106>106超级电容器0.2~20.0102~104>105充电电池20~200<500<104超级电容器的发展始于20世纪60年代,起先被认为是一种低功率、低能量、长使用寿命的器件。
但到了20世纪90年代,由于混合电动汽车的兴起,超级电容器才受到广泛的关注并开始迅速发展起来。
现今,大功率的超级电容器被视作一种大功率物理二次电源,各发达国家都把对超级电容器的研究列为国家重点战略研究项目。
目前,超级电容器在电力系统中的应用越来越受到关注,如基于双电层电容储能的静止同步补偿器和动态电压补偿器等,国内外对他的研究和应用正在如火如荼地进行。
此外,超级电容器还活跃在电动汽车、消费类电子电源、军事、工业等高峰值功率场合。
超级电容器主要应用领域如表2[1]所列。
2超级电容器的工作原理及发展状况2.1工作原理和性能指标一般认为超级电容器包括双电层电容器和电化学电容器两大类[2]。
表2超级电容器主要应用领域应用领域典型应用性能要求RC时间常数电力系统静止同步补偿器、动态电压补偿器、分布式发电系统高功率、高电压、可靠m s~s 记忆贮备消费电器、计算机、通信低功率、低电压s~m i n~h 电动车、负载调节高功率、高电压<2m i n 空间能量束高功率、高电压、可靠<5s 军事电子枪、S D I、电子辅助装置、消声装置可靠m s~s 工业工厂自动化、遥控<1s 汽车辅助装置催化预热器、用回热器刹车、冷起动中功率、高电压s2.1.1双电层电容器早在1897年,德国人H e l m holtz就提出了基于超级电容器的双电层理论。
当金属插入电解液中时,金属表面上的净电荷将从溶液中吸引部分不规则分布的带异种电荷的离子,使它们在电极2溶液界面的溶液一侧离电极一定距离处排成一排,形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。
该界面由两个电荷层组成,一层在电极上,一层在溶液中,因此称作双电层。
由于界面上存在一个位垒,因而两层电荷都不能越过边界而中和,按照电容器原理而形成一平板电容器[3-4]。
由于其距离非常小,一般在0.5nm以下[5],加之采用特殊电极材料后使其表面积成万倍地增加,从而产生了极大的电容量。
2.1.2电化学电容器电化学电容器按电极材料的不同可分为金属氧化物电化学电容器和导电性高分子聚合物电化学电20电力设备第9卷第1期容器,即法拉第准电容。
对于电化学电容器,其存储电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应导致的电荷在电极中的储存[6]。
与双电层超级电容器的静电容量相比,相同表面积下的电化学电容器的容量要大10~100倍[7]。
目前,对超级电容器性能描述的指标有:(1)额定容量。
指按规定的恒定电流(如1000F 以上的超级电容器规定的充电电流为100A,200F以下的为3A)充电到额定电压后保持2~3m i n,在规定的恒定电流放电条件下放电到端电压为零所需的时间与电流的乘积再除以额定电压值,单位为法拉,F。
(2)额定电压。
即可以使用的最高安全端电压。
此外还有浪涌电压,通常为额定电压的105%;击穿电压,其值远高于额定电压,约为额定电压的1.5~3倍,单位为伏特(V)。
(3)额定电流。
指5s内放电到额定电压一半的电流,单位为安培(A)。
(4)最大存储能量。
指额定电压下放电到零所释放的能量,单位为焦耳(J)或瓦时(W h)。
(5)能量密度,也称比能量。
指单位质量或单位体积的电容器所给出的能量,单位为Wh/kg或W h/L。
(6)功率密度,也称比功率。
指单位质量或单位体积的超级电容器在匹配负荷下产生电/热效应各半时的放电功率。
它表征超级电容器所能承受电流的能力,单位为k W/kg或k W/L。
(7)等效串联电阻(ES R)。
其值与超级电容器电解液和电极材料、制备工艺等因素有关[8]。
通常交流ES R比直流ES R小,且随温度上升而减小。
单位为欧姆(8)。
(8)漏电流。
指超级电容器保持静态储能状态时,内部等效并联阻抗导致的静态损耗,通常为加额定电压72h后测得的电流[9],单位安培(A)。
(9)使用寿命。
是指超级电容器的电容量低于额定容量的20%或ES R增大到额定值的1.5倍时的时间长度。
因为此时可判断为其寿命终了。
(10)循环寿命。
超级电容器经历1次充电和放电,称为1次循环或叫1个周期。
超级电容器的循环寿命很长,可达10万次以上。
2.2国内外发展现状在超级电容器的研制上,目前主要倾向于液体电解质双电层电容器和复合电极材料/导电聚合物电化学超级电容器。
国外超级电容器的发展情况如表3所示[10]。
在超级电容器的产业化上,最早是1987年松下/三菱与1980年NEC/Tokin的产品。
这些电容器标称电压为2.3~6V,电容从10-2F至几F,年产量数百万只。
20世纪90年代,俄罗斯Econd公司和ELI T生产了SC牌电化学电容器,其标称电压为12~450V,电容从1F至几百F,适合于需要大功率启动动力的场合。
如今,日本松下、EPCOS、NEC,美国Max well、Po werstor、Evans,法国S AFT,澳大利亚Cap O xx,韩国NESS等公司在超级电容器方面的研究均非常活跃[11212]。
总的来说,当前美国、日本、俄罗斯的产品几乎占据了整个超级电容器市场,实现产业化的超级电容器基本上都是双电层电容器。
一些双电层电容器产品的部分性能参数列于表4。
在我国,北京有色金属研究总院、锦州电力电容器有限责任公司、北京科技大学、北京化工大学、北京理工大学、北京金正平公司、解放军防化院、哈尔滨巨容公司、上海奥威公司等正在开展超级电容器的研究。
2005年,由中国科学院电工所承担的/8630项目/可再生能源发电用超级电容器储能系统关键技术研究0通过专家验收。
该项目完成了用于光伏发电系统的300W h/1k W超级电容器储能系统的研究开发工作。
另外,华北电力大学等有关课题组,正在研究将超级电容器储能(SCES)系统应用到分布式发电系统的配电网。
但从整体来看,我国在超级电容器领域的研究与应用水平明显落后于世界先进水平。
表3国外超级电容器技术现状公司名称国家技术基础电解质结构规格Po werstor美国凝胶碳有机卷绕式3~5V,715F Skeleton美国纳米碳有机预烧结碳2金属复合物3~5V,250FM axwell美国复合碳纤维有机铝箔、碳布3V,1000~2700F Superfarad瑞典复合碳纤维有机碳布+粘合剂、多单元40V,250FCap O xx澳大利亚复合碳颗粒有机卷绕式、碳颗粒+粘合剂3V,120FEL I T俄罗斯复合碳颗粒硫酸双极式、多单元450V,0.5FNEC日本复合碳颗粒水系碳布+粘合剂、多单元5~11V,1~2F Panason ic日本复合碳颗粒有机卷绕式、碳颗粒+粘合剂3V,800~2000F S AFT法国复合碳颗粒有机卷绕式、碳颗粒+粘合剂3V,130FLos A l a m os Lab美国导电聚合物薄膜有机单一单元、导聚合物薄膜PFPT+碳纸 2.8V,0.8FES MA俄罗斯混合材料KOH多单元、碳+氧化镍 1.7V,50000F Evans美国混合材料硫酸单一单元、氧化钌+锂箔28V,0.02FPi nn acle美国混合金属氧化物硫酸双极式、多单元、氧化钌+锂箔15V,125FUS A r m v美国混合金属氧化物硫酸双极式、多单元、含水氧化钌5V,1F热点焦聚胡毅等:超级电容器的应用与发展21表4双电层超级电容器产品的部分性能参数公司名称电极材料电解液能量密度/W h#kg-1功率密度/W#kg-1 FY碳H2SO40.33)FE碳H2SO40.01)Panas on i c碳有机溶液2.2400Evans碳H2SO40.2)M ax well O Aubu rn复合碳/金属KO H1.2800M ax well O Aubu rn复合碳/金属有机溶液72000L i vernore N ati ona lLaboratory碳(气凝胶)KO H1)Sandia Nati onal Laborat ory碳(合成)水溶液1.410002.3使用中应注意的问题在超级电容器的使用中,应注意以下问题:¹超级电容器具有固定的极性,在使用前应确认极性。
º超级电容器应在标称电压下使用。
因为当电容器电压超过标称电压时会导致电解液分解,同时电容器会发热,容量下降,内阻增加,使其寿命缩短。
»由于ES R的存在,超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中。
¼当对超级电容器进行串联使用时,存在单体间的电压均衡问题[13]。
单纯的串联会导致某个或几个单体电容器因过压而损坏,从而影响其整体性能[6]。
3超级电容器在电力系统中的应用3.1用于分布式发电系统随着电力系统的发展,分布式发电技术越来越受到重视。
储能系统作为分布式发电系统必要的能量缓冲环节,因而其作用越来越重要。
超级电容器储能系统利用多组超级电容器将能量以电场能的形式储存起来,当能量紧急缺乏或需要时,再将存储的能量通过控制单元释放出来,准确快速地补偿系统所需的有功和无功,从而实现电能的平衡与稳定控制[14]。
2005年,美国加利福尼亚州建造了1台450k W的超级电容器储能装置,用以减轻950k W风力发电机组向电网输送功率的波动。
除此之外,储能系统对电力系统配电网电能质量的提高也可起到重要的作用。