新型電容器在電池儲能系統(tǒng)中扮演重要輔助作用
隨著全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化和可再生能源轉(zhuǎn)型,電池儲能系統(tǒng) (Battery Energy Storage Systems, BESS) 成為推動可再生能源應用、提升電網(wǎng)穩(wěn)定性和促進能源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。在這一背景下,電容器作為BESS的重要輔助元器件,憑借其在電能管理、濾波、功率緩沖,以及電壓穩(wěn)定等方面的出色性能,對系統(tǒng)效率和可靠性起著不可或缺的作用。特別是如聚合物電容器、薄膜電容器這類新型電容器技術(shù)的快速發(fā)展,不僅提升了電容器的耐用性和性能,還進一步拓展了其在儲能應用中的潛力。本文將探討新型電容器在電池儲能系統(tǒng)中的多重應用,以及 YAGEO (國巨) 旗下子公司KEMET所推出的新型電容器的功能特性。
電容器進行電能管理和濾波以確保電壓穩(wěn)定
電容器在BESS中起著重要的輔助作用,電容器的主要作用是電能管理和濾波,電容器可以濾除電池充放電過程中的高頻干擾和噪聲,確保系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。在逆變器和整流器中,電容器可以平滑波形,降低諧波失真。此外,電容器可以處理瞬態(tài)響應和功率緩沖,當負載突然增加或減少時,電容器能提供瞬態(tài)電流緩沖,避免電池遭受過大的電流沖擊,延長電池壽命。
另一方面,電容器可以進行能量存儲與再分配,在某些應用中,電容器可以暫時儲存少量電能,協(xié)助電池在功率需求變化時實現(xiàn)能量的再分配。此外,電容器還可以協(xié)助電壓穩(wěn)定與保護,可以幫助穩(wěn)定BESS內(nèi)部的直流鏈電壓,并吸收突發(fā)的電壓尖峰,保護系統(tǒng)內(nèi)的敏感元器件。
根據(jù)電池儲能系統(tǒng)的特性,不同類型的電容器適用于不同的應用場景,像是電解電容器具有高電容值、價格相對低廉的特性,可應用于直流鏈路中的電壓穩(wěn)定,適合處理大電流和低頻濾波,但其壽命較短,易受高溫影響。薄膜電容器則具有高可靠性、長壽命,耐高溫和高電壓,低等效串聯(lián)電阻(ESR)等優(yōu)點,可應用于高頻濾波、逆變器和功率模塊中的電路穩(wěn)定,但其電容值相對較低,體積可能較大。
陶瓷電容器則具有高頻特性優(yōu)良、體積小、耐高溫、壽命長的優(yōu)點,可應用于高頻濾波、脈沖電流吸收,但其電容值較低,適用于輔助電路。雙電層電容器(超級電容器)則具有高功率密度、快速充放電能力、壽命長的優(yōu)點,可應用于瞬態(tài)能量存儲與釋放,輔助電池應對功率尖峰需求,但其能量密度較低,價格較高。
在選擇電容器時首先應考慮容量和電壓等級,必須選擇滿足系統(tǒng)工作電壓和功率需求的電容器,以避免過壓或容量不足的情況。此外,需考慮壽命和可靠性,優(yōu)先考慮壽命長且穩(wěn)定性高的電容器類型,如薄膜電容器和陶瓷電容器。
另一方面,還需要考慮電容器的環(huán)境適應性,考慮儲能系統(tǒng)可能面臨的高溫、濕度等環(huán)境因素,應選用具有良好耐候性的電容器。當然,也需要追求成本與性能的平衡,根據(jù)應用需求選擇性能合適的電容器,避免過度設計造成成本浪費。
聚合物電容器具有高容積效率和電容穩(wěn)定性
聚合物電容器擁有多項技術(shù)優(yōu)勢,包括具有高容積效率、長壽命和電容穩(wěn)定性、安全性,以及支持壓電效應,采用機械構(gòu)造,符合航空航天注意事項,支持降額與DC/DC轉(zhuǎn)換,可減少紋波的產(chǎn)生。
KEMET是聚合物電容器技術(shù)的市場領導者,KEMET的有機電容器是采用導電聚合物陰極構(gòu)造的固體電解器件,能夠在廣泛的應用中提供優(yōu)化的性能。KEMET的產(chǎn)品組合結(jié)合了極低的ESR和改進的高頻電容保持率,以及提供廣泛的尺寸產(chǎn)品,通過創(chuàng)新和技術(shù)為設計師提供支持。
KEMET的聚合物電容器種類相當多,包括SMD芯片型、SMD罐型、徑向型、堆棧芯片型、軸向型、徑向組件型、水平冠式SMD型、徑向冠型、矩型、直立冠式SMD型等,規(guī)格相當完整,可以滿足電池儲能系統(tǒng)的各種需求。
經(jīng)過安全認證的薄膜安規(guī)電容器支持EMI抑制
安規(guī)電容器是經(jīng)過安全認證的電容器,用于交流線路濾波應用中的干擾抑制,KEMET推出經(jīng)過安全認證的薄膜電容器,是專為交流線路濾波應用中的傳導發(fā)射衰減而設計。薄膜電容器的自愈能力使其成為電力線安全的絕佳選擇,并且擁有國際公認的安全認證。這些電容器非常適合需要將潛在的破壞性或破壞性線路瞬變和EMI隔離在易受影響設備之外的應用。
支持EMI抑制的薄膜電容器,提供再生能源應用的可靠性能。由KEMET推出的電容器經(jīng)過精心設計,可提供強大的EMI抑制功能,同時滿足日益增長的小型化和高電流能力需求。無論是在太陽能還是風能市場,KEMET的電容器都能提供卓越的性能,確保再生能源系統(tǒng)即使在惡劣的環(huán)境下,也能平穩(wěn)且有效率地運作。
KEMET薄膜電容器具有低ESR,因此紋波電流額定值更高,且不會犧牲電容。薄膜的高電壓額定值非常適合直流鏈路和高功率應用,而低ESR、高效CV(電容/電壓)和高電壓額定值的組合則適用于儲能和EMI濾波。
KEMET的EMI抑制薄膜電容器專為輕松處理高電流而設計,即使在功率需求較大的應用中也能確保穩(wěn)定可靠的性能。這種高電流能力使它們成為保護敏感電子器件免受破壞性干擾的理想選擇。此外,KEMET的電容器提供寬范圍的電容值,可以為客戶的特定應用靈活地選擇正確的解決方案。無論是小電容還是大電容,KEMET的產(chǎn)品都可以量身定制,以滿足客戶的特定要求。
另一方面,KEMET電容器具有支持惡劣環(huán)境性能(THB級),可承受最惡劣的條件,這意味著它們經(jīng)過了溫度-濕度-偏壓性能測試。它們可以在極端環(huán)境(包括高溫和潮濕)下可靠運行,確保系統(tǒng)在任何情況下都能受到保護。此外,隨著電子設備尺寸不斷縮小,KEMET的EMI抑制薄膜電容器在設計時就考慮到了小型化。盡管外形緊湊,但它們具有強大的性能,讓客戶可以節(jié)省空間而不影響質(zhì)量。
直流鏈路薄膜電容器專為推動永續(xù)和綠色技術(shù)而設計
KEMET的直流鏈路薄膜電容器是下一代的節(jié)能元器件,專為推動永續(xù)和綠色技術(shù)的未來而設計。這些電容器樹立了創(chuàng)新的新標準,將頂級性能與環(huán)保設計相結(jié)合,以滿足當今先進電子應用的需求。Power Box薄膜電容器旨在最大限度地減少對環(huán)境的影響,同時提供卓越的效率,是優(yōu)先考慮尖端技術(shù)和永續(xù)性的項目的理想選擇。
KEMET的直流鏈路薄膜電容器具有高電容密度,可在最小的空間內(nèi)最大化能量儲存。KEMET的電容器具有卓越的電容密度,非常適合緊湊型高性能應用。此外,KEMET的直流鏈路薄膜電容器具有高可靠性,這些電容器在設計時考慮到了使用壽命,可確保在較長的使用壽命內(nèi)保持一致的性能,從而減少頻繁更換的需要,并最大限度地減少浪費。
KEMET的直流鏈路薄膜電容器尺寸相當輕薄,可利用薄型電容器來實現(xiàn)設計彈性,非常適合空間有限且不影響功率的應用。此外,KEMET的薄型電容器具有面對惡劣環(huán)境的性能,這些電容器專為承受最嚴苛的條件而設計,即使在惡劣環(huán)境下也能保持最佳功能,確保最惡劣應用中的可靠性。
此外,KEMET推出的電源罐,是以永續(xù)技術(shù)為未來提供動力,KEMET了解客戶在儲能解決方案方面面臨的挑戰(zhàn),無論是耐久性、效率或環(huán)境影響。KEMET的電源罐專為解決這些痛點而設計,提供了一種不會影響性能的可持續(xù)替代方案。
KEMET的電源罐具有高電容密度,可在不影響空間的情況下最大限度地提高能量儲存。KEMET的電源罐提供卓越的電容密度,為客戶提供緊湊而強大的能源解決方案。此外,KEMET的電源罐并具有高電流能力,可使客戶體驗到無與倫比的高電流能力的電力傳輸,確保應用即使在重負載下也能平穩(wěn)且有效率地運作。
KEMET的電源罐具有自我修復技術(shù),將安全性和可靠性放在首位,這項創(chuàng)新技術(shù)可確保使用壽命和連續(xù)運行,從而最大限度地降低故障風險。此外,KEMET的電源罐具備面對惡劣環(huán)境的性能,無論面臨極端溫度、濕度或灰塵,KEMET的電源罐憑借其頂級密封和堅固的設計,都能承受最惡劣的條件。
KEMET的薄膜電容器規(guī)格相當多樣,包括徑向型、罐型、SMD芯片型、軸向型、門把型、雙列直插型等,規(guī)格相當完整,可以滿足電池儲能系統(tǒng)的各種需求。
結(jié)語
新型電容器技術(shù)的發(fā)展為電池儲能系統(tǒng)的性能提升帶來了前所未有的可能性。憑借其高可靠性、長壽命、快速響應以及卓越的功率處理能力,其中尤以聚合物電容器、薄膜電容器這類的新型電容器在能量管理、電壓穩(wěn)定、濾波和功率緩沖等方面展現(xiàn)出不可或缺的作用。隨著儲能技術(shù)的不斷進步,新型電容器將在更高功率密度、更復雜場景以及更嚴苛環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用。由YAGEO/KEMET推出的多款新型電容器,將助力實現(xiàn)全球能源結(jié)構(gòu)的低碳化轉(zhuǎn)型,推動可再生能源的廣泛應用與能源可持續(xù)發(fā)展。
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原文標題:【技術(shù)干貨】新型電容器在電池儲能系統(tǒng)中扮演重要輔助作用
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