電容器的儲能應用有哪些?
電容器本質上是在電壓施加電壓時存儲能量,然后保留能量直到被汲取或放電。電容器本質上是電能存儲元件。它們用于整流器中以平滑輸出電壓。振蕩器電路工作于電容器和電感器之間持續連續存儲能量轉移的現象。
有幾種應用專門設計并用于儲能的電容器。其中很少有以下幾種:
相機中的手電筒 – 電解電容器從 30 μF 到 2700 μF,電壓從 300 V 到 600 V。存儲的能量從 1.5 焦耳到 450 焦耳不等。電容器通過充電電路從電池充電,然后存儲的能量在毫秒內在閃光燈中放電,從而引起閃光。
脈沖負載,如磁線圈/激光器等 – 脈沖是通過變壓器初級線圈或類似自耦變壓器的抽頭線圈中的電容器放電產生的。
汽車點火系統 - 點火線圈的電容器 0.1 至 0.33 μF 放電到點火線圈的初級中,產生 12 kV 至 20 kV。在 CDI 系統中,CDI 電容器放電用于獲得汽油發動機點火的高壓。

定時電路、繼電器中的延遲定時器等 – 充電至已知電壓的電容器通過電阻器放電(或充電),RC 時間常數決定電壓達到預定值的時間以激活/停用繼電器或某些設備。
滅蟲器 – 電子電路將電容器充電至約 2kV 的高壓,該電容器連接在兩個平行的線網之間。被困在這些網之間的蚊子會被高壓殺死。
短時間緊急電源保持電路 – 大值電容器可以在電源切斷的情況下保持電路打開,時間由設計決定。

再生制動 – 這在車輛中特別有用,因為超級電容器在制動過程中以快速的速度存儲再生能量。存儲的能量被傳遞到電池進行充電,或在車輛加速時使用。

整流器輸出總是在輸出側有一個電容器,用于存儲能量,并在輸出電壓在峰值之間下降時向電路供電。這會處理所有紋波以獲得平滑穩定的輸出電壓。該電容器也稱為儲液電容器。
直流母線電容器

不同應用的儲能水平差異很大。例如,0.22 μF 400 V 點火電容器僅存儲 0.02 焦耳。2500 μF 450 V DC 的電解電容器可存儲 253 焦耳,而以 2.5 V 充電的 5000 F 超級電容器可存儲 15,625 焦耳或 4.3 瓦時 (Wh)。在電路中使用電容器的應用有很多,每種應用都有自己的儲能要求。額定電壓為 20 kV 的 20 nf 真空電容器在額定電壓下充滿電時將存儲 4 焦耳。
鋁電解電容器具有最高的儲能水平。在相機中,使用了 15 μF 至 600 μF 的電容器,額定電壓為 150 V 至 600 V。幾十年來,大量鋁電解電容器一直用于船舶儲能。提供高達 20,000 μF 的電容器和高達 500 V 的額定電壓。它們在電解電容器中存儲大量能量,并用于高紋波電流應用,如 PWM 逆變器、大型 KVA 線路 UPS、可再生能源電源、風力發電機驅動器、鐵路牽引驅動器等。以 450 V 充電的 10,000 μF 電容器可存儲約 1000 焦耳的能量。
最大的靜電電容器組安裝在德國德累斯頓高磁場設施。它使用電容器組存儲總共 50 MJ 10 KV 能量,以構建高達 100 特斯拉的極高脈沖磁場,持續 10 毫秒(或 70 特斯拉,持續 100 毫秒)。金屬化塑料薄膜電容器用于多種電氣和電子電路中,包括整流器、電源等,作為儲能設備。
陶瓷電容器 (MLCC) 用于電子電路中的儲能、PCB 安裝和較小的儲能要求。它們具有高溫運行和長壽命的優點。
這些只是電容器的一些常見儲能應用,如果我們環顧四周,還有更多。超級電容器(或超級電容器)主要在過去二十年中開發,專門設計用于存儲電池數量級的大能量水平,并在世界各地廣泛用于無數應用——從手機、玩具、儀表、車輛和供電系統。它們還在電網存儲和可再生能源系統中得到應用。風力渦輪機變槳控制電池早已在世界各地被超級電容器所取代。它們還為偏遠地區和高可靠性應用提供獨立的儲能。









評論