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超级法拉电容有什么用

2017年12月14日 10:48 网络整理 作者: 用户评论(0

  超级电容器从储能机理上面分的话,超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。是一种新型储能装置,它具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。

  超级电容器(supercapacitor,ultracapacitor),又叫电化学电容器(Electrochemical Capacitor, EC)、黄金电容、法拉第电容;包括双电层电容器(ElectrostaTIc double-layer capacitor)和赝电容器(Electrochemical pseudocapacitor),通过极化电解质来储能。它是储能过程是可逆的一种电化学元件,可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个电容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近。

  超级法拉电容有什么用

  原理

  超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹(1821~1894)提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。众所周知,插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷,从而使相间产生电位差。那么,如果在电解液中同时插入两个电极,并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压,这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动,并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层,即双电层。

  它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似,从而产生电容效应,紧密的双电层近似于平板电容器,但是,由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离要小得多,因而具有比普通电容器更大的容量。

  双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大,因此,可在无负载电阻情况下直接充电,如果出现过电压充电的情况,双电层电容器将会开路而不致损坏器件,这一特点与铝电解电容器的过电压击穿不同。同时,双电层电容器与可充电电池相比,可进行不限流充电,且充电次数可达10^6次以上,因此双电层电容不但具有电容的特性,同时也具有电池特性,是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。

  超级法拉的电容作用

  电力电容器是一种无功补偿装置。电力系统的负荷和供电设备如电动机、变压器、互感器等,除了消耗有功电力以外,还要“吸收”无功电力。如果这些无功电力都由发电机供给,必将影响它的有功出力,不但不经济,而且会造成电压质量低劣,影响用户使用。

  电容器在交流电压作用下能“发”无功电力(电容电流),如果把电容器并接在负荷(如电动机)或供电设备(如变压器)上运行,那么,负荷或供电设备要“吸收”的无功电力,正好由电容器“发出”的无功电力供给,这就是并联补偿。并联补偿减少了线路能量损耗,可改善电压质量,提高功率因数,提高系统供电能力。

  如果把电容器串联在线路上,补偿线路电抗,改变线路参数,这就是串联补偿。串联补偿可以减少线路电压损失,提高线路末端电压水平,减少电网的功率损失和电能损失,提高输电能力。

  电力电容器包括移相电容器、电热电容器、均压电容器、藕合电容器、脉冲电容器等。移相电容器主要用于补偿无功功率,以提高系统的功率因数;电热电容器主要用于提高中频电力系统的功率因数;均压电容器一般并联在断路器的断口上作均压用;藕合电容器主要用于电力送电线路的通信、测量、控制、保护;脉冲电容器主要用于脉冲电路及直流高压整流滤波。

  随着国民经济的发展,负荷日益增多,供电容量扩大,无功补偿工作必须相应跟上去。用电容器作为无功补偿时,投资少,损耗小,便于分散安装,使用较广。当然,由于系统稳定的要求,必须配备一定比例的调相机。那么超级法拉电容工业方面可以用来做从事哪些方面的应用呢?

  1、手电筒

  在需要使用手电筒的紧急情况下,却发现手电筒越来越暗淡无光,是十分令人沮丧的,因为电池的寿命已至。即使是现代的手电筒,也需要数小时充满电,而且电池的循环寿命很短。

  电池的所有这一切都可能成为历史。一种使用超级电容器而不是电池做为储能元件的手电筒,充电只需90s,循环寿命可达50万次。如果您每天使用一个充放电循环,可使用约135年。

  这种战术手电筒是为专业用户开发的,主要是如警察和军队。

  2、直流屏储能系统

  直流屏储能系统

  直流屏作为供电电源,在变电站、发电厂、大中型厂矿企业等供电系统中占有很重要的地位,主要用于向控制、保护、通信设备、自动装置操作机械和调节机械的传动机构供电,同时还可以作为独立的事故照明电源,所以其性能及可靠性直接影响到整个供电系统的正常安全运行。

  由蓄电池组成的直流屏,可以存储很大的电能从而实现停电时长时间的直流供给,在一些重要变电站(如110kv及以上级别的变电站)应用广泛。然而有些不重要的末端站及用户站,实际上并不需要停电后长时间的直流供给,只是在分、合闸操作时需要直流电能。考虑到要保证事故分闸的可靠性使用了蓄电池式直流屏,必然带来很高的运营成本,设备需要经常的维护保养且使用寿命很短。另外故障率也因其电池的多节串联而增加,任何一节电池有问题,都将影响整个蓄电池组的正常工作,且废弃蓄电池对环境带来很大危害。由于上述设备存在的问题,人们迫切希望有较好的办法来解决,超级法拉电容的出现及其具备的优良性能为解决这一问题带来了希望。

  超级法拉电容与电池相比,具有许多电池无法比拟的优点。

  (1)具有非常高的功率密度。

  (2)充电速度快。

  (3)使用寿命长。

  (4)低温性能优越。

  (5)超级电容器使用的材料安全、无毒、环保,并且免维护。而蓄电池需要经常维护,废弃的蓄电池对环境带来很大危害。

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( 发表人:龚婷 )

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