超级电容技术在港口机械中的应用研究

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1、PortOperation2009．No．2(SerialNo．184)超级电容技术在港口机械中的应用研究武汉理工大学物流工程学院周思亮董明望摘要：通过实验，对超级电容器与电池、传统电容在比功率、比能量和使用寿命方面进行比较，结果表明，以超级电容作为储能元件的混合动力系统在节能环保等方面具有很大的优越性，在港口机械中有广阔的应用前景。关键词：超级电容；混合动力系统；港口机械；储能元件ApplicationResearchofSuperCapacitanceTechnologyinPortMachinerySchoolofLogisticsEngineeringofWuh

2、anUniversityofTechnologyZhouSiliangDongMingwangAbstract：Throughanexperiment，Ehecomparisonsamongthesupercapacitor．thebatteryandthetraditionalelec．triccapacityintheaspectsofspecificpowerdensity，specificenergyandservicelifehavecarriedout．Theresultstatesthatthehybriddrivesysteminwhichthesupe

3、rcapacitanceistakenasenergypacketcomponenthasitssuperiorityinenergysavingandenvironmentprotection，andithasaprosperousapplicationinportmachinery．Keywords：supercapacitance；hybriddrivesystems；portmachinery；energypacketcomponent石油短缺以及公众环保意识的提高，迫使人们加电压；E为储存的电能。在使用石油等不可再生能源时，尽量降低废气排放1．2超级电容器与电

4、池、传统电容的区别和节约能源。电池、超级电容和传统电容都能储存电能，但是作为能源最大消耗者之一的港口机械设备，解它们储存电能的原理不同。从表1可以看出，超级电决这一问题势在必行。港口机械如场桥、岸桥中的容器在比能量和比功率两个性能参数上位于电池和吊具载运货物上升时需要很大的能量，而下降时自传统电容之间，循环寿命和充放电效率都远高于电动产生的位能很大，这部分位能在传统机械设备中池，而且其使用寿命通常都超过了设备的寿命，所以，没有得到合理利用。为此，天津港技术中心从节能超级电容器终生无需维护，加之对环境要求宽松，无环保因数考虑，立下了“超级电容技术在港口机械污染，因而又称其

5、为绿色能源。超级电容适应大电中的应用研究”项目，本文在该课题背景下探讨超流充放电，一般在1O～30min就能完成充放电。超级电容技术在港口起重机械动力系统中的应用。级电容器的另一大优点是工作温度范围广，在一40℃也能正常工作，这一点是电池比不上的。l超级电容器表13种储能元件的对比1．1储能工作原理超级电容充放电过程是物理变化，不同于蓄电池的化学变化，不会对环境造成污染，而且从理论上讲，它的寿命极长，可达数十万次。当外施电压加在电容器两端时，由于电解质分子的趋偶合排列作用，在两电极的表面形成了一个双电层，即电容器。这种极化作用可用于储存电能，这是因为，储存的电能与电容器

6、的电容量和外施电压有关：超级电容的这些特点，决定了其广阔的应用前C：eA(1)景。主要用途集中在两个方面：一是作为电器设备Ⅱ的临时备用电源，这在混合动力电动车中已经实现E：(2)并显示出其节能环保的作用；二是在混合动力场桥式中，s为有效电解质常数；d为电极表面与吸附离和岸桥上的应用，主要作用是峰值、脉冲功率的补子的间隔距离；A为电极表面积；C为电容量；V为外给。作为二次能量，主要是要能满足短时问的大功20港口装卸2009年第2期(总第184期)率输人／输出，即吊具上升和下降的功率需求，同时车运行机构和起升机构同时动作时所需要的能量。吊具的动作过程是一个循环往复的过程，每

7、一个循而在不同工况下，吊具下降产生的位能不同，对超级环中都有一定的势能反馈，从而对超级电容器形成电容提供的充电量也不同。周期性的充放电过程，因此在港口机械中应用超级在实际工作过程中，超级电容并不能把全部的电容技术比在汽车行业中应用更有意义。下降位能储存起来，而且每次释放能量时也不能达到百分百的释放，需要改善动力系统各个部件的配2超级电容技术在轮胎式集装箱门武起重置情况，从而提高能量的储存和释放效率。为了确机(RTG)上的应用实验定安全最小值，采用串联式混合动力系统做了一个2．1应用实验初步实验。本系统主要包括RTG、发动机、发电机、理论上