超级电容的应用

1、风机变桨系统风机用电动变桨系统有两种储能系统：一种采用超级电容器，另一种采用电池。电池 对许多应用而言是一种有效的储能装置，变桨系统起初也广泛采用电池做为储能装置。 但在超级电容器出现并开始应用到风机变桨后，它独到的优势便体现得淋漓尽致。变桨系统可不断调节桨叶间距，使其符合风机工作原理。这不仅能确保风机保持恒定 功率输出，避免因机械压力过大而导致桨叶断裂，同时也能减小涡轮结构的机械压力， 从而延长其使用寿命。众所周知，在风机运行过程中，如果电网出现故障，风机需要启动紧急备用系统。备 用系统是一种储能系统，它可提供足够电能，让风机桨叶恢复到空档位置，实现安全 停机的，避免风机因风力过大或不均匀而

2、严重受损甚至彻底报废。风机变桨系统采用超级电容器作为储能系统相对于电池而言有五大优势：高功率密度=瞬间释放大功率与电池不同，超级电容器能瞬间释放大功率，从而确保桨叶在电网发生故障情况下以 迅速恢复到空档位置。鉴于超级电容器充电速度比电池快很多，在电力需求和供电能 力短期不匹配的情况下，超级电容器也能提供高可靠性。降低总购置成本采用超级电容器的电动变桨系统的前期投入成本跟电池系统一样，但采用电池的电动 变桨系统（不含储能装置）需要更复杂的充电和监控系统，这就导致其成本更高。采 用超级电容器的系统需要的组件数量较少，机械安装和减振等机制也比电池系统更简 单。使用寿命长，老化周期可预测超级电容器在正

3、常工作条件下平均寿命为12年，这主要归功于两点：，一是超级电容 器能在-40OC到65T的广泛温度范围内工作；二是能可靠运行50万到100万次循环充 放电。很多情况下超级电容器的效率能达到97%乃至更高。与超级电容器不同，电池的 工作温度范围窄，恶劣的环境条件和连续充放电会让电池遭受重创，每两到四年就需 要更换电池。没有加热制冷成本如前所述，电池容易受极端温度的影响，超级电容器则无妨。电池需要加热制冷系统， 因此采用电池系统的设计成本必然会更高。超级电容器则不需要这种额外的高维护成 本。重量轻电池储能系统通常不得不采用超大型设计以满足峰值电力要求-即便峰值需求只有短 短几秒钟。因此，采用电池的

4、系统相对来说更庞大、更笨重。超级电容器则要明显轻 得多，因为超级电容器本身能瞬间释放大功率，完全可满足峰值电力需求，因此不需 要采用超大型设计。城市轨道交通列车在运行中会产生巨大的动能，但在停靠站台的制动减速过程中，该能量通常是通 过制动电阻消耗浪费掉。目前来说，解决这一问题最有效的方法是装配超级电容器储 能系统回收制动能量。超级电容器储能系统能在列车制动时，将回收的能量通过供电 线路输送至配电站并储存在储能系统中，在列车启动时，释放该能量用于列车加速。 这样不仅可以减少配电站的电能消耗，有效节约了能量，还降低了列车频繁启动对局 部电网造成的波动，稳定了电网电压。列车在刹车和加速时，时间短暂但

5、功率大，常规的电池无法在数秒内吸收能量，也满 足不了大功率的运行需求，因而不是储能系统的最佳选择。而这正是超级电容器的强 项：它能大电流充放电，大功率运行。此外，超级电容器充放电速度快、周期长、可 靠性强，这对于频繁启停的列车更为适用。工程机械、起重机械许多叉车制造商采用超级电容器为电动叉车提供电力，这样在运行叉车时可以减轻对 电池组的压力。在许多大型仓储的运营中，叉车电池存在一些严重的局限性。叉车操 作员耗尽电池，以至无法提供足够电力给叉车，需要中途更换电池的情况屡见不鲜。 这种情况在冷冻仓库环境中尤为明显，常见于食品销售中心，因为铅酸蓄电池的性能 随温度下降而降低。使用燃料电池或混合电力组

6、合替换常规铅酸电池组，就能提供一种清洁电源解决方案， 此方案可以快速添加燃料、延长运行时间、减少维护和降低基础设施成本，提高生产 力。采用燃料电池组的叉车需要超级电容器来满足功率需求。超级电容器最明显的 优势之一就是能够提高能源的功率密度。在港口起重机和建筑/矿业市场上，储能需求的典型特点包括要求高占空比的深度放电 周期。港口起重机制造商通过在其设备中使用超级电容器，起重机可为港务局提供创 新型解决方案，利用制动/下降过程中的能量回收，可节省油耗高达20%。由于无需发 动机提供峰值功率，因此还能缩小柴油发动机的体积，从而进一步节省燃油。在全球 变暖和废气排放日益严峻的现今气候条件下，此类系统可为港务局带来35%的CO2减排。超级电容为电动起重机、跨车、轮胎吊（RTG）、堆垛机、叉车及其它掘土机和矿业设 备提供的超级电容器解决方案是极为灵活的储能解决方案，虽然模块成本较高，但其