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Maxwell储能电容的节能应用探讨 [复制链接]

相对铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池,储能电容具有节能、超长使用寿命、安全、环保、宽温度范围、充电快速、无需人工维护等优点。本文介绍Maxwell储能电容在UPS、轨道交通、汽车、智能仪表等领域的应用。

传统的储能系统是使用铅酸电池。以风力发电为例,有风时由风力发电机发电,无风时由储能系统供电。当电源断开进行切换时,铅酸电池需要十几秒的反应时间。 这时便可由储能电容进行辅助。由于储能电容是将电荷储存起来,可以快速的补充和释放,而电池则需要经过化学反应的方式进行充放电。在这十几秒的时间里,储 能电容可以提供短时间的能量,保证电源稳定。储能电容可以工作在在-40℃~65℃之间,可以覆盖PC -20℃~60℃的工作温度范围和电池0℃~50℃的工作温度。储能电容是功率密集元件,但放电时间较短,电池是能量密集型元件,放电时间较长。
 
图1:储能电容与电池的充放电次数比较
图1:储能电容与电池的充放电次数比较

储能电容的应用主要是用作备用电源和提供峰值功率。储能电容用作备用电源时,具有高可靠性、免维护、长寿命和宽工作温度范围的特点。由于储能电容能 够进行高功率的充放电,所以可以将火车,城市轻轨的刹车能量储存起来,加速时提供峰值功率,或者可以在吊车起吊时,电动机启动时提供峰值功率。
 
图2:储能电容用作备用电源时原理
图2:储能电容用作备用电源时原理
 
图3:储能电容提供峰值功率时原理
图3:储能电容提供峰值功率时原理

在电池和发动机提供能量的系统中,加入了储能电容的能量系统比不加的系统更加高效。没有储能电容时,在负载启动、维持运行和终止的过程中,能量全部 由电池或发动机供给。如果加入了储能电容,负载启动时需要的峰值功率可以由储能电容承担,负载运行时,主要由电池或发动机提供动力,负载终止时,储能电容 可以重新捕获能量,特别是在机车、电动机、汽车、吊车的启动和刹车时。这样,加入了储能电容做辅助电源,可以提高能量利用效率,延长电池和发动机寿命。

在大型码头吊车上,柴油机配合Maxwell储能电容不仅能够提高能量使用效率,柴油机尺寸可以缩减一半即可提供所需动力。在城市轻轨列车上,列车刹车可以为电容迅速充电,列车加速时放电,节约电网电能消耗。

相机开启闪光灯照相时,需要电池不断提供峰值能量,这会缩短电池寿命,储能电容与电池配合为闪光灯提供能量,可以有效的保护电池。电表中使用储能电 容可以替代电池,在水/气表中使用储能电容配合电池,可以延长电池使用期限。下图中Maxwell储能电容在电表中替代电池,储能电容不仅寿命长,而且板 上面积比电池小。
 
图4:Maxwell储能电容在电表中替代电池
图4:Maxwell储能电容在电表中替代电池

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