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Maxwell儲能電容的節(jié)能應(yīng)用探討

發(fā)布時間:2010-03-25 來源:電子元件技術(shù)網(wǎng)

相對鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池,儲能電容具有節(jié)能、超長使用壽命、安全、環(huán)保、寬溫度范圍、充電快速、無需人工維護等優(yōu)點。本文介紹Maxwell儲能電容在UPS、軌道交通、汽車、智能儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的儲能系統(tǒng)是使用鉛酸電池。以風(fēng)力發(fā)電為例,有風(fēng)時由風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電,無風(fēng)時由儲能系統(tǒng)供電。當(dāng)電源斷開進行切換時,鉛酸電池需要十幾秒的反應(yīng)時間。這時便可由儲能電容進行輔助。由于儲能電容是將電荷儲存起來,可以快速的補充和釋放,而電池則需要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)的方式進行充放電。在這十幾秒的時間里,儲能電容可以提供短時間的能量,保證電源穩(wěn)定。儲能電容可以工作在在-40℃~65℃之間,可以覆蓋PC -20℃~60℃的工作溫度范圍和電池0℃~50℃的工作溫度。儲能電容是功率密集元件,但放電時間較短,電池是能量密集型元件,放電時間較長。
 
圖1:儲能電容與電池的充放電次數(shù)比較
圖1:儲能電容與電池的充放電次數(shù)比較

儲能電容的應(yīng)用主要是用作備用電源和提供峰值功率。儲能電容用作備用電源時,具有高可靠性、免維護、長壽命和寬工作溫度范圍的特點。由于儲能電容能夠進行高功率的充放電,所以可以將火車,城市輕軌的剎車能量儲存起來,加速時提供峰值功率,或者可以在吊車起吊時,電動機啟動時提供峰值功率。
 
圖2:儲能電容用作備用電源時原理
圖2:儲能電容用作備用電源時原理
 
圖3:儲能電容提供峰值功率時原理
圖3:儲能電容提供峰值功率時原理

在電池和發(fā)動機提供能量的系統(tǒng)中,加入了儲能電容的能量系統(tǒng)比不加的系統(tǒng)更加高效。沒有儲能電容時,在負(fù)載啟動、維持運行和終止的過程中,能量全部由電池或發(fā)動機供給。如果加入了儲能電容,負(fù)載啟動時需要的峰值功率可以由儲能電容承擔(dān),負(fù)載運行時,主要由電池或發(fā)動機提供動力,負(fù)載終止時,儲能電容可以重新捕獲能量,特別是在機車、電動機、汽車、吊車的啟動和剎車時。這樣,加入了儲能電容做輔助電源,可以提高能量利用效率,延長電池和發(fā)動機壽命。

在大型碼頭吊車上,柴油機配合Maxwell儲能電容不僅能夠提高能量使用效率,柴油機尺寸可以縮減一半即可提供所需動力。在城市輕軌列車上,列車剎車可以為電容迅速充電,列車加速時放電,節(jié)約電網(wǎng)電能消耗。

相機開啟閃光燈照相時,需要電池不斷提供峰值能量,這會縮短電池壽命,儲能電容與電池配合為閃光燈提供能量,可以有效的保護電池。電表中使用儲能電容可以替代電池,在水/氣表中使用儲能電容配合電池,可以延長電池使用期限。下圖中Maxwell儲能電容在電表中替代電池,儲能電容不僅壽命長,而且板上面積比電池小。
 
圖4:Maxwell儲能電容在電表中替代電池
圖4:Maxwell儲能電容在電表中替代電池


 

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