什么是薄膜電容？

　　據(jù)我所知，國(guó)內(nèi)主要變流器廠家在1.5MW、2MW機(jī)型上，直流母線電容都以鋁電解為主，主要生產(chǎn)廠家有南通江海、EPCOS、CDE、NICHICON，由于江海的450V/2200uF鋁電解量大、質(zhì)優(yōu)、價(jià)格便宜，很多廠家都在采用；EPCOS和CDE的作為替代廠家，也在使用。

　　但考慮到電容壽命的問(wèn)題，現(xiàn)在有很多廠家都改用薄膜電容，但主要生產(chǎn)廠家是：Eaco、Electronicon、EPCOS等，國(guó)內(nèi)的廈門(mén)法拉、佛山創(chuàng)格薄膜電容已在變頻器上大量應(yīng)用，但還沒(méi)聽(tīng)說(shuō)有用在風(fēng)電上的。風(fēng)電上除了用上面這三家的薄膜電容，還有哪些廠家的在現(xiàn)場(chǎng)使用？使用情況如何？

　　國(guó)內(nèi)1.5MW雙饋風(fēng)能變流器很多都是參考Converteam的方案，所以在直流母線上所用鋁電解都是用72個(gè)450V/2200uF的鋁電解，采用3串24并的方式，容量在理論上分析一般都是根據(jù)：母線紋波電流和抗負(fù)載擾動(dòng)性來(lái)計(jì)算，再結(jié)合Matlab仿真和實(shí)驗(yàn)，電壓主要就是根據(jù)母線電壓及電容的耐壓值，再結(jié)合降額來(lái)考慮。

　　超級(jí)電容工作電路與其原理：

　　法拉電容、超級(jí)電容器是一種電容量可達(dá)數(shù)千法拉的極大容量電容器。電容量取決于電極間距離和電極表面積，為了得到如此大的電容量，要盡可能縮小超級(jí)電容器電極間距離、增加電極表面積，為此，采用雙電層原理和活性炭多孔化電極。

　　超級(jí)電容器雙電層介質(zhì)在電容器的二個(gè)電極上施加電壓時(shí)，在靠近電極的電介質(zhì)界面上產(chǎn)生與電極所攜帶的電荷極性相反的電荷并被束縛在介質(zhì)界面上，形成事實(shí)上的電容器的二個(gè)電極。很明顯，二個(gè)電極的距離非常小，只有幾nm．同時(shí)活性炭多孔化電極可以獲得極大的電極表面積，可以達(dá)到2000 m2/g。因而這種結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容器具有極大的電容量并可以存儲(chǔ)很大的靜電能量。就儲(chǔ)能而言，超級(jí)電容器的這一特性介于傳統(tǒng)電容器與電池之間。當(dāng)二個(gè)電極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上的電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器處在正常工作狀態(tài)（通常在3 V以下），如果電容器二端電壓超過(guò)電解液的氧化還原電極電位，那么，電解液將分解，處于非正常狀態(tài)。隨著超級(jí)電容器的放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出超級(jí)電容器的充放電過(guò)程始終是物理過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池不同。

　　超級(jí)電容器也屬于雙電層電容器，它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種，其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。傳統(tǒng)物理電容中儲(chǔ)存的電能來(lái)源于電荷在兩塊極板上的分離，兩塊極板之間為真空（相對(duì)介電常數(shù)為1）或一層介電物質(zhì)（相對(duì)介電常數(shù)為ε）所隔離，電容值為：

　　C = ε？A / 3.6 πd ？10-6 （μF）

　　其中A為極板面積，d為介質(zhì)厚度

　　所儲(chǔ)存的能量為：

　　E = 1/2 C （ΔV）2

　　其中C為電容值，ΔV為極板間的電壓降?？梢?jiàn)，若想獲得較大的電容量、儲(chǔ)存更多的能量，必須增大面積A或減少介質(zhì)厚度。

　　雙電層電容器中，采用活性炭材料制作成多孔電極，同時(shí)在相對(duì)的碳多孔電極之間充填電解質(zhì)溶液，當(dāng)在兩端施加電壓時(shí)，相對(duì)的多孔電極上分別聚集正負(fù)電子，而電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子將由于電場(chǎng)作用分別聚集到與正負(fù)極板相對(duì)的界面上，從而形成兩個(gè)集電層，相當(dāng)于兩個(gè)電容器串聯(lián)，如圖所示：

　　由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面積（即獲得了極大的電極面積A），而且電解液與多孔電極間的界面距離不到1nm（即獲得了極小的介質(zhì)厚度d），根據(jù)前面的計(jì)算公式可以看出，這種雙電層電容器比傳統(tǒng)的物理電容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，從而使利用電容器進(jìn)行大電量的儲(chǔ)能成為可能。

　　產(chǎn)品分類：

　　超級(jí)電容器完全不同于傳統(tǒng)的電解電容器，由于特殊的原材料、特殊的制作方法，其單體容量能夠超過(guò)傳統(tǒng)電容器的1000倍以上，在0.6升的體積內(nèi)就能夠達(dá)到10000F以上的容量，兼具電池與電容的雙重特性，成為一種性能極佳的動(dòng)力電源。超級(jí)電容器滿足了市場(chǎng)對(duì)高頻率、大強(qiáng)度、高循環(huán)次數(shù)、并符合環(huán)保政策的動(dòng)力電源的需求，在機(jī)械、電子、汽車、太陽(yáng)能等領(lǐng)域有著極好的發(fā)展前景。

　　產(chǎn)品特性：

　　產(chǎn)品的技術(shù)特性

　　（1）充電速度快，充電10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量的95％以上；

　?。?）循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬(wàn)次；

　　（3）能量轉(zhuǎn)換效率高，過(guò)程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%；

　　（4）功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍；

　?。?）產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過(guò)程均沒(méi)有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；

　?。?）安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù)；

　?。?）超低溫特性好，可工作于攝氏零下30℃的環(huán)境中；

　?。?）檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出。