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太阳能电池与超级电容器相结合,可全天候供电

对连接电容器的要求尤其高。(图片来源:国立庆北大学 RLRC)
对连接电容器的要求尤其高。(图片来源:国立庆北大学 RLRC)
太阳能电池发出的电并不总是适合电网。例如,它要么在某些时候不需要,要么太弱,无法为电动汽车充电。直接集成超级电容器可以解决这个问题。
Renewable Science

韩国大邱庆北科学技术研究院韩国大邱庆北科学技术研究院开发出一种可直接集成到太阳能电池电子元件中的特殊电容器。通过这种方法,研究人员成功地利用了光伏系统的电力,而无需连接当地电网。这意味着从太阳收集的能量只需在实际需要时使用。此外,专门开发的电容器具有极高的功率密度,甚至可以用来为大型电池快速充电。

 

为了做到这一点,我们制作了一种特殊的镍泡沫,并添加了锰、钴、铜、铁和锌。其结果是大大提高了电极的导电性和稳定性,能量密度高达每公斤 35 瓦时以上。对于蓄能器来说,这个数值并不理想。对于电容器来说,这个数值比以前的实验高出约三倍。

超级电容器更重要的一点是功率密度,它的功率密度非常高,达到每公斤 2.5 千瓦,在不同的排列方式下,甚至可以达到每公斤 12.3 千瓦。

 

寿命与太阳能电池相当

此外,这种超级电容器还具有超过 5000 次充电的耐用性,因为研究发现,充电后剩余容量仍为 87.1%。因此,如果压力较小,这种超级电容器或超级电容器的寿命会更长。

 

根据不同的条件,在测试中甚至可以达到 10 万次循环。因此,电容器与可使用 20 或 25 年的光伏系统相匹配是没有问题的。由于随着时间的推移会出现典型的电压损耗和普遍退化,因此效率仅略高于 5%,明显低于简单的太阳能电池。

 

然而,这种技术还有多种可能的应用。例如,如果在几乎没有阳光的情况下需要用电,可以考虑离网使用。此外,还可以在电力需求旺盛时提供收集的能源。最后但并非最不重要的一点是,极高的输出功率可以直接利用太阳能为大型电池充电。

 

 

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Mario Petzold, 2025-01- 6 (Update: 2025-01- 6)