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基于住宅微电网的光伏/燃料电池/电动汽车充电站超级电容器快速老化控制
摘要：随着时间的推移，对微电网及其在建筑、工业和非常特殊的应用中的应用的需求不断增加。这些微电网中的大多数都依赖于可再生能源，这带来了间歇性能源生产的问题。为了保持电网的平衡，通常使用存储设备。超级电容器 (SC) 因其高功率密度和快速充电/放电能力而成为解决可再生能源间歇性能源生产问题的潜在解决方案之一。换句话说，与传统锂电池相比，SC 可以相当快地充电和放电。这种用途使其对于优化基于分散能源发电的光伏系统运行非常有用。在本文中，作者提出了住宅微电网中的超级电容器快速老化控制，包括基于电动汽车充电站的光伏燃料电池系统。超级电容器快速老化控制概念侧重于通过平滑系统中的功率波动将 SC 的电气参数保持在最佳操作点附近。所用的超级电容器模型主要基于间歇电流波形以及可变温度条件。它使我们能够根据温度和直流电流波动的影响来描述超级电容器参数的退化。为了将超级电容器的电气参数保持在最佳工作点附近，作者提出了一种新的控制方法，该方法通过根据最佳工作点跟踪调整超级电容器的电流控制，将超级电容器的电阻保持在最小水平，将电容保持在最大水平。结果验证了该方法的有效性，这很重要，因为控制电容的快速退化可以优化超级电容器系统的寿命。未来的研究可能会探索大型微电网的可扩展性以及与各种可再生能源系统的集成。
金属氧化物纳米片：合成方法及其在储能设备（电池、燃料电池和超级电容器）中的应用
摘要：近年来，能源需求和消耗的不断增长要求进一步改进储能技术，以获得高循环稳定性、功率和能量密度以及比电容。二维金属氧化物纳米片因其成分、可调结构和大表面积等吸引人的特性而备受关注，这些特性使其成为储能应用的潜在材料。本综述重点介绍了金属氧化物纳米片 (MO 纳米片) 合成方法的建立及其随着时间的推移而取得的进展，以及它们在燃料电池、电池和超级电容器等多种电化学储能系统中的适用性。本综述全面比较了 MO 纳米片的不同合成方法，以及它们在多种储能应用中的适用性。在储能系统的最新改进中，微型超级电容器和几种混合储能系统正在迅速兴起。MO 纳米片可用作电极和催化剂材料，以提高储能装置的性能参数。最后，本综述概述并讨论了金属氧化物纳米片的研究和应用前景、未来挑战和进一步的方向。
混合超级电容器和锂离子电池的尺寸确定，用于在澳大利亚气候条件下利用光伏发电生产绿色氢气
摘要：除了将光伏电池板产生的能量储存在电池中以备日后用于为电力负载供电外，还可以生产绿色氢气并将其用于运输、供暖和作为天然气替代品。绿色氢气是在电解过程中产生的。通常，电解器可以从可再生能源等波动电源中产生氢气。然而，由于电解器的启动时间和多次关机加速的电解器退化，需要空闲模式。在空闲模式下，电解器使用额定电解器负载的 10%。应采用能源管理系统 (EMS)，其中使用锂离子电容器或锂离子电池等存储技术。本文使用 PV 微电网的状态机 EMS 进行绿色氢气生产和储能，以管理早上利用太阳能和晚上利用储能中存储的能量进行氢气生产，储能的大小针对使用锂离子电容器和锂离子电池的不同场景而定。考虑到系统在澳大利亚气候下的局部辐照度和温度条件，对锂离子电容器和锂离子电池的任务概况和预期寿命进行了评估。针对不同场景，评估了存储大小和氢气生产截止点作为成本函数变量之间的权衡。针对每个测试场景比较锂离子电容器和锂离子电池的最佳寿命。研究发现，与锂离子电容器相比，锂离子电池平均大 140%，但锂离子电容器由于日历老化程度较高，运行十年后剩余容量较小，为 80.2%，而 LiB 为 86%。还注意到，LiB 受循环老化的影响更大，而 LiC 受日历老化的影响更大。然而，锂离子电容器10年后的平均内阻是初始内阻的264％，而锂离子电池10年后的平均内阻为346％，因此，如果用于电网调节，锂离子电容器是更适合的储能选择，因为它需要在储能的整个使用寿命期间保持较低的内阻。
评论文章：电池和超级电容器作为储能装置的电压平衡方法
本文研究了几种现有的用于储能系统的电压均衡器技术，重点研究了电池和超级电容器。为了满足需求，储能单元通常串联/并联耦合。然而，单元之间电压分布的差异会产生电压不平衡问题，从而影响储能系统的老化，并通过均衡器解决。根据平衡和组件的有效性等几个注意事项，对电压平衡电路拓扑的特征进行了多项评估。电压平衡本质上分为两类：无源均衡器和有源均衡器。因此，本文研究并回顾了两种均衡器类型的几种拓扑，并使用样本结果来验证拓扑性能。
用于独立光伏发电的电池-超级电容器混合储能系统
[1]Cabrane, Z.、Kim, J.、Yoo, K.、Ouassaid, M. (2021)。基于HESS的光伏/电池/超级电容器：能源管理策略和直流母线电压稳定。索尔。能源，216：551-563。 http://doi.org/10.1016/j.solener.2021.01.048 [2]辛戈，AT（2010）。 Système d'alimentation photovoltaïque avec stockage Hybride pour l'habitat énergétiquement autonome（博士论文，Université Henri Poincaré-Nancy 1）。 https://hal.univ- lorraine.fr/tel-01748214，2022 年 9 月 27 日访问。[3] Hassan, SZ、Li, H.、Kamal, T.、Mumtaz, S.、Khan, L.、Ullah, I. (2016)。光伏/超级电容器/电池混合可再生能源系统的控制和能源管理方案。国际科学，28(2)：955-964。[4] Jing, W.、Hung Lai, C.、Wong, SHW、Wong, MLD (2017)。独立直流微电网中的电池-超级电容器混合储能系统：综述。IET 可再生能源发电，11(4)：461-469。 http://dx.doi.org/10.1049/iet-rpg.2016.0500 [5] Chotia, I.、Chowdhury, S. (2015)。电池存储和混合电池超级电容器存储系统：比较评论。IEEE 创新智能电网技术-亚洲版 (ISGT ASIA) (2015)：1-6。https://doi.org/10.1109/ISGT-Asia.2015.7387080 [6] Singh, P.、Lather, JS (2020)。带有混合储能系统的独立于电网的直流微电网的电源管理和控制。可持续发展能源技术。评估，43：100924。http://doi.org/10.1016/j.seta.2020.100924 [7] Ali, NBS、Ghoudelbourk, S.、Zerzouri, N. (2022)。用于独立光伏发电的电池-超级电容器混合储能系统。欧洲电气工程杂志，24(4): 161-169。https://doi.org/10.18280/ejee.240404
储能系统的高压超级电容器的进步：实施材料和电解质剪裁
在高峰时段可再生能源产生的残余能量已成为重要的话题。对于ESS，使用各种储能设备，包括可充电电池，氧化还原电池，燃料电池和超级电容器。2 - 4通常，对于短到中期的电力供应，电池和电容器被认为是有利的能量存储设备，而超级电容器（SCS，也称为电化学电容器）被认为是为了提高稳定的电力和电池的频率调节用途，以供电，以供应稳定的电力，以供电，以供电稳定供电。5超级电容器是一种有利的能源存储设备，可用于快速功率恢复目的，这是由于有利的功能，例如快速充电/放电特性，上功率密度，半永久性循环寿命，低保持成本，快速响应特征 - 速度 - 静态和高稳定性。然而，基于商用电气双层电容器（EDLC）超级电容器表现出低能密度和中等的工作电压窗口，这导致大量细胞串联连接起来，以实现所需的能量并满足能量需求，最终增加了基于超级能力的ESS的生产成本。6
最近的发展和过渡金属化合物作为钾离子杂种电容器的电极材料的未来前景
必须同时开发具有成本效益，高效且稳定的储能技术，以使可再生能源的可持续性和稳定应用成为现实。事实证明，电力储能（EES）系统在存储从可再生能源为实用应用中产生的电力的电力方面有一个巨大的希望。[9–17]如图1所示，可以将EES系统简要分类（通过以锂离子电池为例），超级电容器和金属离子混合电容器，它们具有不同的特性。众所周知，由于其高能量密度，锂离子电池是电力存储和输送应用的主要EES系统之一。但是，锂离子电池在可再生能源存储和交付中的大规模应用受到锂资源的高成本以及锂离子电池本身的不受欢迎的特征（例如有限的循环寿命和低功率密度）。[18-21]此外，超级速度（也称为电化学电容器）是EES系统的另一种必需类型。它具有高功率密度和较长的周期寿命，但与锂离子电池相比，能量密度不足。[22–24]为了同时实现高能和功率密度，金属离子杂种电容器的概念已经出现。[25–27]和作为概念证明，将锂离子杂种电容器（LIHC）用纳米结构的Li 4 Ti 5 O 12作为负电极材料制成，并活化的碳为非水晶中的正电极材料。[28]提出了金属离子杂种电容器，以有效地结合了蝙蝠和超级电容器的优势，同时最大程度地提高了功率和能量。此外，金属离子混合动力电容器可以消除电池的内在缺点，例如安全性差和严重的自我放电，同时继承了超级电容器长期循环稳定性的优点。，重要的是要注意，这些优点并不意味着金属离子混合动力电容器可以替换电池和超级电容器，尤其是在当前阶段，因为金属离子混合电容器仍然面临几个挑战，尤其是关于可实现的能量和功率密度。在不同类型的金属杂种电容器中，LIHC是具有商业化产品的相对成熟的技术。但是，LIHCS的致命缺点是锂资源的不均匀分配和高成本，这导致了
引用本研究：Yuksek, G., Muratoglu, Y., & Alkaya, A. (2022)。使用参数估计法对超级电容器进行储能建模
提高可再生能源系统效率的研究日益引起了人们对高功率密度 (HPD) 储能单元的兴趣。HPD 单元与高能量密度 (HED) 储能系统一起使用时，可形成混合储能系统 (HESS)。超级电容器是 HPD 中最常用的储能单元，具有成本低、自放电率低和使用寿命长等特点。当系统需要高功率时，超级电容器用于支持 HED 单元，以确保传输功率的稳定性、效率和高质量。在 HESS 中以精确的时间使用超级电容器对其性能有重大影响。因此，必须正确建模超级电容器并将其与系统很好地集成。在本研究中，利用从模拟研究中获得的数据进行参数估计，并对超级电容器进行建模。对超级电容器模型进行了不同电流下的充电和放电测试，并获得了成功的结果。
15V，58F超级电容器模块
9. 在 -40 ℃ 下保持 16 小时，然后测量电容和 ESR。将温度升高 10 ℃ ，保持数小时，然后测量电容和 ESR。以 10 ℃ 的间隔继续相同过程，直到温度达到 65 ℃ 。
太空应用超级电容器：趋势与机遇
欧洲航天局 (ESA) 自 2000 年代初开始对超级电容器的研究感兴趣。已经开展了许多活动来研究超级电容器在航天器和发射器的能量存储系统中的优势。一开始，该策略是确定与其他电化学能量存储技术相比，超级电容器在性能方面可以带来优势的应用。一旦确定了最相关的应用，该策略的第二步就是在太空环境中鉴定用于地面应用的超级电容器设备，也称为商用现货 (COTS)，它们在太空应用中表现出了有趣的性能。这些 COTS 超级电容器单元能够部分满足太空应用中遇到的高功率供应需求，如下节所述。事实上，有两个因素可以解释这一点：超级电容器部件在功率和能量密度方面的新要求。根据 COTS 超级电容器空间鉴定活动所取得的成果，该战略的第三步是满足超级电容器设备层面的新要求，主要目标是设计、开发和制造符合空间要求的超级电容器电池，使用创新的电极材料来应对 COTS 超级电容器和高功率电池未涵盖的高功率需求，并取代过时的电池技术。