超級電容器的應(yīng)用

    需要一個 5.5 伏、1.5 法拉的超級電容器作為電子電路的能量存儲備用設(shè)備。如果超級電容器由單個 2.75v、0.5F 電池制成，請計算所需的電池數(shù)量和陣列布局。

    超級電容電壓
    因此，該陣列將具有兩個串聯(lián)的 2.75v 電容器單元，以提供所需的 5.5v。
       然后陣列將總共有六個單獨(dú)的列，由兩行六列組成，從而形成一個具有 6 x 2 陣列的超級電容器，如圖所示。
    6×2 超級電容陣列
    超級電容能源
    與所有電容器一樣，超級電容器是一種能量存儲設(shè)備。電能以電荷的形式存儲在其板之間的電場中，并且由于這種存儲的能量，兩個板之間存在電位差，即電壓。在充電過程中（電流從連接的電源流過超級電容器），電能存儲在其極板之間。
    超級電容器充電后，電流停止從電源流出，超級電容器端電壓等于電源電壓。因此，充電的超級電容器將存儲這種電能，即使在從電壓源上移除時也是如此，直到需要它作為能量存儲設(shè)備。

    放電時（電流流出），超級電容器將儲存的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，為連接的負(fù)載供電。那么超級電容器本身不消耗任何能量，而是根據(jù)需要儲存和釋放電能，儲存在超級電容器中的能量的量與電容器的電容值成正比。

    如前所述，存儲的能量與電容C和兩端電壓V的平方成正比。
    儲存在超級電容器中的能量

    其中：E是以焦耳為單位存儲的能量。然后對于上面的超級電容器示例，陣列存儲的能量為：

    電能儲存在我們的超級電容器中
    那么我們的超級電容器可以存儲的能量是 22.7 焦耳，這初是由 5.5 伏充電電源提供的。這種儲存的能量在電解質(zhì)電介質(zhì)中仍然可以作為電荷使用，當(dāng)連接到負(fù)載時，超級電容器的全部 22.69 焦耳能量都可以作為電流使用。顯然，當(dāng)超級電容器完全放電時，儲存的能量為零。
    然后我們可以看到，理想的超級電容器不會消耗或耗散能量，而是從外部充電電路獲取電能，將能量儲存在其電解質(zhì)場中，然后在向負(fù)載供電時返回儲存的能量。
    在我們上面的簡單示例中，超級電容器存儲的能量約為 23 焦耳，但由于具有大電容值和更高的額定電壓，超級電容器的能量密度可以非常大，使其成為理想的能量存儲設(shè)備。
    事實(shí)上，額定值達(dá)到數(shù)千法拉和數(shù)百伏特的超級電容器現(xiàn)在被用于混合動力電動汽車（包括方程式）作為再生制動系統(tǒng)的固態(tài)能量存儲設(shè)備，因?yàn)樗鼈兛梢栽谥苿雍椭苿舆^程中快速發(fā)出和接收能量。之后加速。超級電容器也用于可再生能源系統(tǒng)，以取代鉛酸電池。