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|电解电容器、超级电容器将为能量收集提供更高效能

【|电解电容器、超级电容器将为能量收集提供更高效能】
针对能量收集应用开发的电容器使各种类型和尺寸的设备都得到改进 ， 其中包括从直接供电的物联网设备到并网发电机等领域
简介：化石燃料之外的出路在哪里？
自古以来 ， 我们周围环境的能量就一直存在于地球生态系统之中 ， 人类长期以来一直在寻找各种富有想象力的方法来加以利用 ， 例如在阳光下晒烤早期的建筑材料 ， 利用风的能量磨碎谷物并驱动船只等等 。 随着工业化进程的加深 ， 通过使用化石燃料等能源满足了人们随时随地且不断增长的能量需求 。
如今 ， 化石燃料的弊端变得越来越明显 ， 其中包括有限的储量、有害的气体排放、日益困难且非常昂贵的开采过程、以及可能导致供应问题和价格波动的政治因素等等 。 因此 ， 业界又把解决问题的出路指向我们周围环境中的能量 。
根据MarketWatch的数据 ， 2019年至2024年 ， 全球环境能量收集市场将以11.1％的复合年增长率增长 ， 2024年将达到8.4亿美元 。
能量收集市场现状
在最初的环境能源利用达到鼎盛时期之后 ， 世界已经发生了一些巨大变化 ， 这包括电力的发现以及随后发明了加热器和电机来处理以前直接由太阳或风能完成的任务 。 还有一些非常有效的技术 ， 可以将太阳能和风能转化为电能 ， 包括光伏电池技术的发展和宽带隙功率半导体的商业化应用 。 各种类型电容器和电池之类的价格经济、高质量储能技术也至关重要 ， 这有助于能量流更加平稳 ， 并确保人们可以根据需要来使用能量 。
伴随着许多类型电气设备能耗的普遍降低 ， 这些因素的共同作用 ， 使环境能量成为一些设备和应用的可行能源 ， 其中包括并网发电机、独立物业设施（off-grid properties）或直接为IoT传感器和低压照明等设备供电的转换器等 。
并网发电机的种类很多 ， 从大型太阳能或风电发电站等公用事业级设施到个人拥有的微型发电机等 ， 所有这些共同构成了分布式基础设施 ， 可通过增加常规装机容量 ， 并帮助维持稳定以前从大型集中化石燃料或核动力发电设施获得的能源 ， 从而实现从化石燃料向可再生能源的转变 。
专门为本地负载供电的孤岛式微型发电机（Islanded microgenerators）有助于减少对电网系统的需求 ， 同时还可以减少业主的电费 。 这些应用不仅包括“非联网”物业 ， 还包括较小的负载 ， 例如路边电子标牌和在偏僻处安装并无线连接的传感器和执行器等物联网设备 。
利用周围环境能量为设备供电非常方便 ， 不仅能够节省公用事业成本 ， 还可以节省安装电力线或派遣维护团队定期更换电池的成本 。 此外 ， 设备也不受电网停电影响 。 它还有一个重要优势 ， 即能够以更容易和更具成本效益的方式将电力优势普及到偏远的农村地区 。
能量收集与转换
能量收集系统的基本组件包括能量转换设备（例如光伏板阵列或风力涡轮机） ， 用于从周围环境产生电能 。 接下来的过程包括电力转换、存储和管理 。 电池和电容器等能量存储设备对于系统的成功至关重要 ， 是稳定电力质量和确保根据需要使用电能所必需的 。
最终 ， 连接的负载可以是小型设备（例如低能耗无线模块） ， 也可以是较大的负载（例如网络化的系列智能传感器或控制和监视设备） ， 或用于LED照明网络的低压直流配电总线。 图1概括地说明了每个阶段的功能 。
|电解电容器、超级电容器将为能量收集提供更高效能
本文插图

图1：能量收集系统的主要功能模块 。
例如 ， 在小型太阳能微型发电机中 ， DC-DC转换器能够从光伏阵列中获取电能 ， 并将其输出用于为设备供电 。 高能量效率和电力质量是关键的系统性能指标 ， 它可以最大程度地减少宝贵能源的浪费 ， 并以正确的电压和最小的波动为负载提供稳定的直流电源 。


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