需要一個(gè) 5.5 伏、1.5 法拉的超級(jí)電容器作為電子電路的能量存儲(chǔ)備用設(shè)備。如果超級(jí)電容器由單個(gè) 2.75v、0.5F 電池制成，請(qǐng)計(jì)算所需的電池?cái)?shù)量和陣列布局。

超級(jí)電容電壓

因此，該陣列將具有兩個(gè)串聯(lián)的 2.75v 電容器單元，以提供所需的 5.5v。

然后陣列將總共有六個(gè)單獨(dú)的列，由兩行六列組成，從而形成一個(gè)具有 6 x 2 陣列的超級(jí)電容器，如圖所示。

6×2 超級(jí)電容陣列

超級(jí)電容能源

與所有電容器一樣，超級(jí)電容器是一種能量存儲(chǔ)設(shè)備。電能以電荷的形式存儲(chǔ)在其板之間的電場(chǎng)中，并且由于這種存儲(chǔ)的能量，兩個(gè)板之間存在電位差，即電壓。在充電過(guò)程中（電流從連接的電源流過(guò)超級(jí)電容器），電能存儲(chǔ)在其極板之間。

超級(jí)電容器充電后，電流停止從電源流出，超級(jí)電容器端電壓等于電源電壓。因此，充電的超級(jí)電容器將存儲(chǔ)這種電能，即使在從電壓源上移除時(shí)也是如此，直到需要它作為能量存儲(chǔ)設(shè)備。

放電時(shí)（電流流出），超級(jí)電容器將儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑸檫B接的負(fù)載供電。那么超級(jí)電容器本身不消耗任何能量，而是根據(jù)需要儲(chǔ)存和釋放電能，儲(chǔ)存在超級(jí)電容器中的能量的量與電容器的電容值成正比。

如前所述，存儲(chǔ)的能量與電容C和兩端電壓V的平方成正比。

儲(chǔ)存在超級(jí)電容器中的能量

其中：E是以焦耳為單位存儲(chǔ)的能量。然后對(duì)于上面的超級(jí)電容器示例，陣列存儲(chǔ)的能量為：

電能儲(chǔ)存在我們的超級(jí)電容器中

那么我們的超級(jí)電容器可以存儲(chǔ)的能量是 22.7 焦耳，這初是由 5.5 伏充電電源提供的。這種儲(chǔ)存的能量在電解質(zhì)電介質(zhì)中仍然可以作為電荷使用，當(dāng)連接到負(fù)載時(shí)，超級(jí)電容器的全部 22.69 焦耳能量都可以作為電流使用。顯然，當(dāng)超級(jí)電容器完全放電時(shí)，儲(chǔ)存的能量為零。

然后我們可以看到，理想的超級(jí)電容器不會(huì)消耗或耗散能量，而是從外部充電電路獲取電能，將能量?jī)?chǔ)存在其電解質(zhì)場(chǎng)中，然后在向負(fù)載供電時(shí)返回儲(chǔ)存的能量。

在我們上面的簡(jiǎn)單示例中，超級(jí)電容器存儲(chǔ)的能量約為 23 焦耳，但由于具有大電容值和更高的額定電壓，超級(jí)電容器的能量密度可以非常大，使其成為理想的能量存儲(chǔ)設(shè)備。

事實(shí)上，額定值達(dá)到數(shù)千法拉和數(shù)百伏特的超級(jí)電容器現(xiàn)在被用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（包括方程式）作為再生制動(dòng)系統(tǒng)的固態(tài)能量存儲(chǔ)設(shè)備，因?yàn)樗鼈兛梢栽谥苿?dòng)和制動(dòng)過(guò)程中快速發(fā)出和接收能量。之后加速。超級(jí)電容器也用于可再生能源系統(tǒng)，以取代鉛酸電池。