超级电容作为功率型储能器件,凭借高功率、长循环寿命特性,与能量型锂电池互 补、协同。锂电池作为能量型储能器件,已被广泛应用于各类长时储能场景,超级电容 则可以凭借高功率、长循环寿命特性,应用于短时大功率、多次循环放电的单独储能场 景,或与锂电池组成混合能源系统,实现与能量型锂电池的互补、协同。
1)单独储能场景下,超级电容在短时大功率、多次循环放电场景下更具经济性
仅考虑一次投资成本,假设 EDLC、混合超容、锂电池功率密度为 30、5、2kW/kg, 能量密度为 550、200Wh/kg,储能系统成本为 10、1、0.15 万元/度电,通过绘制不同 放电时间下的一次投资成本曲线,可见 EDLC 在 s 级市场、混合型超容在 min 级市场更 具成本优势,因此超级电容在短时大功率放电场景下具备经济性。 同时考虑不同电源的可循环充放电寿命,假设 EDLC、混合超容、锂电池循环寿命 为 100、10、0.4 万次,则计算得对应的生命周期成本分别为 0.1、0.1、0.375 元/度电/次, 可见超级电容生命周期成本低于锂电池,在多次循环放电场景下具备经济性。
2)混合能源系统中,超级电容负责短时高功率峰值,锂电池负责长时低功率输出
混合能源系统中,由锂电池等主能源提供长期低功率能量输出,超级电容负责高功 率峰值和快速响应,超级电容可从主能源处充电,或收集系统回馈的能量。在能源系统 中引入超级电容,可实现高功率瞬时响应,并降低主电源的功率输出以延长其使用寿命, 从而降低能源系统的生命周期成本。