Maxwell储能电容的节能应用探讨

　　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

　　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