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超级电容器单体的电压低,模块化的也不超过100V,不能直接用于电力系统。可以采用两种方式提高电压等级:将超级电容器直接串联提高电压等级;文献[10]将超级电容器模块连接BoostDC/DC变换器,然后经过逆变器与电网连接,为了实现更高的电压等级,还可以在逆变器与电网间加入升压变压器。第一种方式存在均压的问题,升压范围有限,通常采用第二种方式实现储能和供电。
目前,超级电容器大多用于高峰值功率、低容量的场合,随着超级电容器材料的研发,功率密度和能量密度的不断提高,在电力系统中的应用范围将更加广阔。
4应用中注意的问题
超级电容器具有固定的极性,在使用前应确认极性。超级电容器应在标称电压下使用: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,而且内阻增加,寿命缩短。超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中,高频率的快速充放电会导致电容器内部发热,容量衰减,内阻增加,在某些情况下会导致电容器性能崩溃。
当超级电容器进行串联使用时,存在单体间的电压均衡问题。单纯的串联会导致某个或几个单体电容器过压,从而损坏这些电容器,整体性能受到影响。
5结语
超级电容器的出现,解决了能源系统的功率密度和能量密度之间的矛盾。随着超级电容器的进一步发展,将取代当前电动汽车需频繁充电和更换的蓄电池,而且家用储能超级电容器也有可能实现。太阳能、风能和燃料电池等无污染能源将储存在超级电容器中,不断提供电能,不需要投资大的发电站,也不需要复杂的输送电网,是一种应用再生能源和投资少的节能措施。
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