基于电容续流储能供电系统应用技术的研究

【摘要】能量收集技术，是近些年来备受关注的研究课题，它之所以受到青睐，与社会的普遍需求有着密切的联系。由于人们不断开采煤炭、石油等不可再生的能源，目前，人类面临着的极为紧迫的能源危机，在这种情况下，提高对自然能源的收集和利用，成为了社会性的共识。便携电子设备的广泛应用，移动商务的异军突起，对移动便携设备的充电及使用提出了更高的要求，大多数便携式的电子设备都是用蓄电池供电，当蓄电池没电时，需要通过充电器进行充电，这个过程极其不方便且容易对设备造成损害，在大力倡导低碳生活的今天，若用超级电容代替蓄电池，可以实现设备的不间断使用和避免经常性的更换电池所带来的不便，也在一定程度上实现了绿色环保以及能源的再次利用，具有不可估量的社会价值。基于持续收集能量、间歇式供电的目的。本文通过理论上的分析、实验上的研究，探究了以超级电容作为储能装置，太阳能电池和微波整流天线作为微能源的供电系统。设计了太阳能电池续流储能间歇式供电系统，微波整流天线续流储能间歇式供电系统，通过实验验证了其续流储能的可行性。本文探究了超级电容的原理，给出了超级电容等效电路模型，分析了超级电容特性参数，其中包括等效串联内阻、等效并联内阻、以及漏电流和自放电的情况，设计了恒流源电路，用恒流源电路模拟太阳能电池和微波整流天线，对超级电容进行充电实验，放电实验，续流实验，通过对实验的分析，验证了恒流源续流储能的可行性。在此基础上设计了太阳能电池续流储能供电系统电路，并分析了太阳能电池工作原理及特性，探究了太阳能电池等效模型，给出了太阳能电池、超级电容的选择方法，得到了以太阳能电池作为微能源可以实现续流储能的结论。设计了微波整流天线续流储能供电系统电路，研究了微波传输的整个过程，微波整流天线的原理，在不同距离、不同功率下对单个微波整流天线和两个串联微波整流天线进行了测试并实验，对超级电容进行续流实验，得到了以微波整流天线作为微能源可以实现续流储能的结论。研究微波整流天线的组阵技术是微波整流天线发展的一个重要方向，本文通过实验得到两个微波整流天线串联可以提高微波整流天线的输出电压，并分析了两个微波整流天线串联续流储能的应用情况，但两个微波整流天线串联时输出电压仍然很微弱，在实际应用中，可将多个整流天线串联使用来提高输出电压。
【作者】栾爽；
【导师】田小建；
【作者基本信息】吉林大学，电磁场与微波技术，2014，硕士
【关键词】超级电容；续流；太阳能电池；微波整流天线；

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