关于混合能源存储和效率的 5 个常见问题解答

超级电容器混合储能的前景正在吸引跨多个行业、多种应用的制造商的关注。考虑该技术的工程师正在权衡其成本、功率、性能以及提供更环保、更可持续的未来产品的潜力。

能源存储领域正在发生转变。

事实证明，用户所依赖的为从手电筒到汽车等各种设备提供动力的电池在被迫同时充当能源和电源时效率很低。超级电容器是一种高能量密度组件，已成为一种有吸引力的电池组合，可纠正循环寿命短、温度敏感和效率低等缺陷。

电池-超级电容器混合储能的前景正在吸引跨多个行业、多种应用的制造商的关注。当这些组织的工程师考虑混合能源存储时，他们通常会权衡成本、功耗和性能等因素。从各个方面来看，混合解决方案都会获胜，有望带来更环保、更可持续的未来产品。

有关混合能源的常见问题

制造商，无论属于哪个行业，都经常提出有关混合能源组件的相同问题。如果任何组织面临改变熟悉且长期存在的做法（例如纯电池储能）的呼声，那么任何组织都可能会担心这些问题。所有这些担忧都可以通过注意到混合方法的具体和众多好处来回答。

担忧#1：成本——在过去十年中，高性能超级电容器的价格下降了 99%。同一时期，电池价格仅便宜了 30% 至 40%。这种差异可能会持续下去，因为市场正在大量采用超级电容器，而且相关原材料的成本正在下降。 

担忧#2：复杂性——单一的储能方法可能很简单，但其结果几乎在所有方面都无法与混合组件相媲美。就权力而言，这当然是正确的。在大多数应用中，存在由一次能源处理的连续能源需求。有时，会出现峰值功率需求。工程师可以调整电池大小以满足峰值需求，也可以使用超级电容器来满足需求。后一种选择具有缩小一次能源规模的额外好处。

高功率超级电容器可提供与加速、启动、转向和再生相关的高电流需求所需的突发功率。将电容器与电池配对可以提高混合电源的功率密度，从而使电池能够在没有电容器的情况下出现大电流尖峰的情况下运行。

关注点#3：功能性——制造商知道电池本身的性能如何。双能源解决方案的好处对于一些人来说不太熟悉。对于这些组织来说，重要的是要注意混合动力并不会消除电池的价值。当与超级电容器配合使用时，电池的性能实际上要好得多，并且可以使用更长的时间。超级电容器的存在使电池能够完成其最初设计的工作：提供高能量密度。一个例子涉及混合动力汽车加速，这对安培形式的电力产生了巨大的需求。混合解决方案引导超级电容器提供高电流，使电池能够严格充当能源，而不是能源和动力源。

关注点#4：效率和寿命-- 超级电容器的内阻要低得多，因此充电速度比电池快得多。因此，超级电容器使电池供电的系统运行更高效。这些组件还可以延长电池的使用寿命，因为它们在负载打开时完成大部分工作，并允许电池缓慢加载负载，从而防止高电流消耗。这种情况可以使电池免受高电流消耗的影响，而高电流消耗会导致热应力、化学应力和机械应力。电流尖峰的减少显着降低了电池的内部温度，将其使用寿命延长了 400%（具体取决于应用）。此外，虽然铅酸电池的效率最高可达 70%，但超级电容器的效率却高达 95% 至 98%。 

电池依靠化学反应来消耗储存的能量。超级电容器中不存在化学反应，因为它们在静电场中存储能量。由于缺乏化学变化，超级电容器能够持续超过一百万次循环，而各种电池只有数百到数千次循环。因此，就循环寿命而言，超级电容器比电池具有更高的回报。

问题#5：耐温性——电池已被要求在极端温度条件下发挥作用，并取得了不同程度的成功。电池表面上可以承受 +60 C 至 -20 C 的温度，但在 0 度及以下时，它们会损失大部分可用能量。超级电容器在温度范围的高端和低端更加宽容，可在 +70°C 至 -40°C 之间舒适运行。这对于在高海拔和极端温度下工作的喷气发动机点火系统等应用中使用这些组件的制造商尤其重要。

创造更可持续的能源存储

随着他们共同关心的问题得到解决，越来越多的制造商开始采用混合储能。在汽车、风力发电、LED 照明等许多行业中，这种情况越来越明显。制造商是混合动力广泛采用的看门人，他们认识到支持混合动力的人数太明显，不容忽视。在成本、性能和效率方面，混合储能系统优于纯电池系统。这种杂交更有效并且使用更少的材料。通过延长电池组件的循环寿命，超级电容器成功地使整个系统变得更加环保。