超級電容詳細(xì)講解大全（工業(yè)領(lǐng)域）

超級電容詳細(xì)講解大全（工業(yè)領(lǐng)域）

       工業(yè)領(lǐng)域：作為備用電源、能量回收系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域

       智能電表場景下，超級電容用作內(nèi)部 RTC 電路后備電源，實(shí)現(xiàn)簡化充放電電路設(shè) 計(jì)、保障智能電表長期可靠運(yùn)行。智能電表相較傳統(tǒng)的電子式電表具備電能計(jì)量、實(shí)時(shí) 監(jiān)控、自動(dòng)控制、信息交互、數(shù)據(jù)處理等功能，是智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的重要組成部分， 2021 年疫情導(dǎo)致智能電表鋪設(shè)進(jìn)度放緩的負(fù)面影響消除后，我國智能電表招標(biāo)量開始 回升，2021 年招標(biāo)量 6674 萬只，同比增長 28.2%。

       超級電容作為智能電表內(nèi)部 RTC 電路后備電源的優(yōu)勢在于，其可滿足智能電表-40℃ ~+85℃的嚴(yán)苛工作溫度要求，超長工作壽命能夠保障智能電表長期可靠運(yùn)行，超級電容 相對間接的充放電管理電路設(shè)計(jì)能夠簡化 RTC 后備電源設(shè)計(jì)。目前，國網(wǎng)智能單相表 已明確提出使用超級電容作為 RTC 保持后補(bǔ)后備電源，保持 RTC 電路準(zhǔn)確運(yùn)行 48 小 時(shí)以上，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)置電池可更換的目的。

       風(fēng)電變槳場景下，備用電源需在極端惡劣情況下提供緊急電力，應(yīng)用超級電容相較 鉛酸電池更具成本優(yōu)勢。風(fēng)電變槳備用電源需要在遭遇大風(fēng)惡劣天氣或電網(wǎng)掉電等極端 情況下提供電力、使槳葉緊急順槳，其所需電能總量不大，但需在短時(shí)間內(nèi)提供足夠的 電壓和電流，對備用電源的功率密度、惡劣環(huán)境耐受能力要求極高；且備用電源直接并聯(lián)在直流母線上、長期處于荷電待機(jī)狀態(tài)，對備用電源的長期荷電壽命要求較高。根據(jù) Skeleton，使用鉛酸電池作為風(fēng)電變槳備用電源需每年維護(hù)、4 年更換一次，而使用超級 電容無需維護(hù)、15 年更換一次，超級電容作為風(fēng)電變槳備用電源使用成本顯著更低。

       港口起重機(jī)場景下，電動(dòng)機(jī)工作功率高達(dá) 200kW，使用超級電容彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)過載 狀態(tài)下的系統(tǒng)動(dòng)力不足。港口起重機(jī)電動(dòng)機(jī)的工作功率高達(dá) 200kW，通常采用柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)組作為動(dòng)力源，在起重機(jī)集中作業(yè)情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)處于過載狀態(tài)將導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降、電 壓降低，短時(shí)需要足夠的瞬時(shí)功率，超級電容可以利用其高功率密度的特性，快速提供 大電流以彌補(bǔ)系統(tǒng)動(dòng)力不足，避免電壓、頻率波動(dòng)導(dǎo)致停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。 

       同時(shí)，超級電容在起重機(jī)處于輕載上行或重載下行兩種狀態(tài)下，收集系統(tǒng)回饋的能 量，起重機(jī)處于負(fù)載狀態(tài)下時(shí)，再將收集的能量送至主電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。根 據(jù) Skeleton 案例分析，在起重機(jī)系統(tǒng)中添加超級電容后相較添加前，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能 30%、減少二氧化碳排放 10%。超級電容同樣可在電梯、地鐵輕軌等系統(tǒng)中發(fā)揮制動(dòng)能 量回收的作用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、降低運(yùn)行成本的目標(biāo)。

       不間斷電源場景下，超級電容可在幾秒內(nèi)提供兆瓦級的 UPS 解決方案，防止生產(chǎn) 損失與系統(tǒng)故障。不間斷電源（UPS）用于給對電源穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備提供不間斷 的電源，該應(yīng)用可以避免電壓暫降、暫升、中斷等電能質(zhì)量問題造成的產(chǎn)品損失、生產(chǎn) 時(shí)間損失、設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。在數(shù)據(jù)中心、智能制造、數(shù)據(jù)信息化管理、安全生產(chǎn)、 電力電子制造等領(lǐng)域，連接電網(wǎng)和負(fù)載的超級電容 UPS 解決方案可在幾秒內(nèi)提供兆瓦 級的脈沖，同時(shí)具備零維護(hù)、長壽命、寬工作溫度范圍等優(yōu)勢。