مروری بر سیستم های ابرخازنی ذخیره ساز انرژی و کاربردهای آنها

استفاده از باتری ها بطور گسترده در صنعت در حال افزایش است اما دارای معایب مختلفی هستند و در برخی از کاربردها، نیاز به وزن یا حجم کمتر، چگالی توان بیشتر و یا پاسخ بهتر به اتفاقات گذرا احساس می شود. با توجه به مشکلات کاربردی باتری و با پیشرفت تکنولوژی، علی الخصوص در علم مواد، ابرخازن ها معرفی شدند. ابرخازن ها دستگاه های ذخیرهسازی انرژی الکتریکی پیشرفته با ظرفیت بسیار بالا در حجم های نسبتا کوچک هستند. ابرخازن از دو الکترود (صفحه) نازک با سطح بالا تشکیل شده است که توسط یک دیالکتریک از یکدیگر جدا شدهاند و چگالی ذخیره انرژی بالایی را فراهم میسازد. افزون بر آن، ابرخازنها در مقایسه با سایر تکنولوژیهای ذخیرهسازی انرژی دارای مزایایی چون ردپای کربن کمتر و همچنین هزینه مالکیت و نگهداشت کمتر هستند. از جمله کاربردهای ابرخازنها میتوان به تامین موقت بار تا زمان برخط شدن کامل ژنراتور پشتیبان و در نتیجه کاهش نیاز به ژنراتورهای سوخت فسیلی، نوسانگیری و تثبیت تغییرات فرکانس در سیستمهای قدرت، هموارسازی انرژی خورشیدی و باد، پشتیبانی کوتاه مدت و کاهش خطر خرابی در تاسیسات مهم و در نتیجه بهبود کیفیت تامین برق اشاره نمود. ابرخازنها در طیف وسیعی از کاربردها از شبکه برق گرفته تا بخش حمل و نقل استفاده میشوند. این مقاله مروری مطالبی در خصوص ابرخازن ها از جمله مفهوم، کاربردها، ویژگی ها، مزیت ها و محدودیت ها ارائه می کند. در ابتدا به معرفی ساختار ابرخازن و تشریح تفاوت انواع آن پرداخته خواهد شد. سپس به کاربردهای آن در بخش های مختلف صنعت از جمله استفاده در شبکه قدرت و ریزشبکه، علی الخصوص مزایای آن ها در کنار سیستم های انرژی تجدیدپذیر و سیستم های حمل و نقل پرداخته می شود. همچنین چند نمونه پیاده سازی در دنیا و مزایای به دست آمده تشریح خواهد شد.

کلیدواژه ها:

ابرخازن ، ذخیرهسازی انرژی ، کاربرد ، شبکه برق ، حمل و نقل