超級(jí)電容器的兩個(gè)主要應(yīng)用：高功率脈沖應(yīng)用和瞬時(shí)功率保持。高功率脈沖應(yīng)用的特征：瞬時(shí)流向負(fù)載大電流；瞬時(shí)功率保持應(yīng)用的特征：要求持續(xù)向負(fù)載提供功率，持續(xù)時(shí)間一般為幾秒或幾分鐘。瞬時(shí)功率保持的一個(gè)典型應(yīng)用：斷電時(shí)磁盤驅(qū)動(dòng)頭的復(fù)位。不同的應(yīng)用對(duì)超電容的參數(shù)要求也是不同的。高功率脈沖應(yīng)用是利用超電容較小的內(nèi)阻（R），而瞬時(shí)功率保持是利用超電容大的靜電容量（C）。

下面提供了兩種計(jì)算公式和應(yīng)用實(shí)例：

C(F)： 超電容的標(biāo)稱容量； 
R(Ohms)： 超電容的標(biāo)稱內(nèi)阻； 
ESR(Ohms)：1KZ下等效串聯(lián)電阻； 
Uwork(V)： 在電路中的正常工作電壓； 
Umin(V)： 要求器件工作的最小電壓； 
t(s)： 在電路中要求的保持時(shí)間或脈沖應(yīng)用中的脈沖持續(xù)時(shí)間； 
Udrop(V)： 在放電或大電流脈沖結(jié)束時(shí)，總的電壓降； 
I(A)： 負(fù)載電流； 
瞬時(shí)功率保持應(yīng)用 
超電容容量的近似計(jì)算公式，該公式根據(jù)，保持所需能量=超電容減少能量。 
保持期間所需能量=1/2I(Uwork+ Umin)t； 
超電容減少能量=1/2C(Uwork2 -Umin2)， 
因而，可得其容量(忽略由IR引起的壓降)C=(Uwork+ Umin)t/(Uwork2 -Umin2) 

實(shí)例：

假設(shè)磁帶驅(qū)動(dòng)的工作電壓5V，安全工作電壓3V。如果直流馬達(dá)要求0.5A保持2秒（可以安全工作），那么，根據(jù)上公式可得其容量至少為0.5 F。因?yàn)?V的電壓超過(guò)了單體電容器的標(biāo)稱工作電壓。因而，可以將兩電容器串聯(lián)。如兩相同的電容器串聯(lián)的話，那每只的電壓即是其標(biāo)稱電壓2.5V。如果我們選擇標(biāo)稱容量是1F的電容器，兩串為0.5F?？紤]到電容器－20％的容量偏差，這種選擇不能提供足夠的裕量?？梢赃x擇標(biāo)稱容量是1.5F的電容器，能提供1.5F/2=0.75F?？紤]－20％的容量偏差，最小值1.2F/2＝0.6F。這種超級(jí)電容器提供了充足的安全裕量。大電流脈沖后，磁帶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)入小電流工作模式，用超電容剩余的能量。在該實(shí)例中，均壓電路可以確保每只單體不超其額定電壓。

脈沖功率應(yīng)用脈沖功率應(yīng)用的特征：和瞬時(shí)大電流相對(duì)的較小的持續(xù)電流。脈沖功率應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間從1ms到幾秒。設(shè)計(jì)分析假定脈沖期間超電容是唯一的能量提供者。在該實(shí)例中總的壓降由兩部分組成：由電容器內(nèi)阻引起的瞬時(shí)電壓降和電容器在脈沖結(jié)束時(shí)壓降。關(guān)系如下：Udrop=I（R+t/C），上式表明電容器必須有較低的R和較高的C壓降Udrop才小。

對(duì)于多數(shù)脈沖功率應(yīng)用，R的值比C更重要。以2.5V1.5F為例。它的內(nèi)阻Ｒ可以用直流ESR估計(jì)，標(biāo)稱是0.075Ohms（DC ESR=AC ESR*1.5＝0.060Ohms*1.5=0.090Ohms）。額定容量是1.5F。對(duì)于一個(gè)0.001s的脈沖，t/C小于0.001Ohms。即便是0.010的脈沖t/C也小于0.0067Ohms，顯然R（0.090Ohms）決定了上式的Udrop輸出。

實(shí)例：
GSM/GPRS無(wú)線調(diào)制解調(diào)器需要一每間隔4.6ms達(dá)2A的電流，該電流持續(xù)0.6 ms。這種調(diào)制解調(diào)器現(xiàn)用在筆記本電腦的PCMCIA卡上。筆記本的和PCMCIA連接的限制輸出電壓3.3V+/-0.3V筆記本提供1A的電流。許多功率放大器（PA）要求3.0V的最小電壓。對(duì)于筆記本電腦輸出3.0V的電壓是可能的。到功率放大器的電壓必須先升到3.6V。在3.6V的工作電壓下（最小3.0V），允許的壓降是0.6V。

選擇超級(jí)電容器（C：0.15F,AC ESR：0.200Ohms,DC ESR：0.250Ohms）。對(duì)于2A脈沖，電池提供大約1A，超電容提供剩余的1A。根據(jù)上面的公式，由內(nèi)阻引起的壓降：1A×0.25Ohms=0.25V。I（t/C）=0.04V它和由內(nèi)阻引起的壓降相比是小的。

結(jié)論不管是功率保持還是功率脈沖應(yīng)用都可以用上公式計(jì)算。當(dāng)電路的工作電壓超過(guò)超電容的工作電壓時(shí)，可以用相同的電容器串聯(lián)。一般地，串聯(lián)應(yīng)該保持平衡以確保電壓平均分配。在脈沖功率應(yīng)用中由超電容內(nèi)阻引起的壓降通常是次要因素。電容器超低的內(nèi)阻提供一種克服傳統(tǒng)電池系統(tǒng)阻抗大的全新的解決方案。

西班牙研究人員最近開發(fā)出一種可儲(chǔ)能的太陽(yáng)能電廠，可晝夜不停地發(fā)電。

可以晝夜發(fā)電的電廠是太陽(yáng)能高塔電廠，其主體是一個(gè)高高的如同工廠煙囪一樣的建筑。這種發(fā)電系統(tǒng)還包括集熱區(qū)、蓄熱罐和渦輪發(fā)電機(jī)組等。每片集熱區(qū)中有數(shù)千面太陽(yáng)能反射鏡。這些反射鏡緊緊圍繞著一個(gè)高塔，按照經(jīng)過(guò)精確計(jì)算的角度進(jìn)行安裝。

在白天，所有反射鏡把陽(yáng)光集中反射到高塔頂端的大水箱中，里面的水被加熱成蒸汽后可驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。數(shù)個(gè)高塔組成一個(gè)面積可達(dá)幾十平方公里的巨型太陽(yáng)能發(fā)電廠。在西班牙已經(jīng)建成的一個(gè)高塔電廠中，密密麻麻地分布著數(shù)百個(gè)高塔。

太陽(yáng)能高塔電廠與我們熟知的太陽(yáng)能電廠的發(fā)電原理不太一樣。以往的太陽(yáng)能發(fā)電廠一般采用太陽(yáng)能電池板，通過(guò)吸收光子的能量直接產(chǎn)生電流，因此這種發(fā)電方式又被稱為光伏發(fā)電。而太陽(yáng)能高塔發(fā)電廠則是利用反射的太陽(yáng)光加熱水來(lái)進(jìn)行發(fā)電，因此這種發(fā)電方式被稱為反射太陽(yáng)能集熱發(fā)電。

太陽(yáng)能發(fā)電一直沒(méi)能大規(guī)模推廣，除了成本和效率外，還有一個(gè)重要的原因是太陽(yáng)能不穩(wěn)定。那么，太陽(yáng)能高塔電廠是怎樣保障太陽(yáng)能全天候穩(wěn)定輸出電能的？奧秘就在于蓄熱罐。

蓄熱罐中的儲(chǔ)能物質(zhì)是硝酸鹽，主要是硝酸鉀和硝酸鈉。硝酸鹽在白天受熱熔化，吸收熱量。夜晚溫度降低時(shí)，這些硝酸鹽則凝固，并釋放大量熱量到管道中，繼續(xù)加熱高塔水箱中的水，產(chǎn)生蒸汽繼續(xù)發(fā)電。蓄熱罐在夜晚釋放的熱能，足夠讓發(fā)電站在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下運(yùn)行15小時(shí)。也就是說(shuō)，白天曬9個(gè)小時(shí)太陽(yáng)，全天24小時(shí)都可以發(fā)電。

其實(shí)，類似的創(chuàng)意就在我們身邊。不少人家房頂上安裝了太陽(yáng)能熱水器，就是利用白天強(qiáng)烈的太陽(yáng)能把水燒熱，儲(chǔ)存到晚上洗漱時(shí)使用。

除了西班牙，德國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)的研究人員也對(duì)太陽(yáng)能集熱發(fā)電展開了研究。澳大利亞一家名為“環(huán)境任務(wù)”的公司在新南威爾士州建造了一座規(guī)模龐大的太陽(yáng)能高塔。這個(gè)發(fā)電站的塔高達(dá)1000米，底部的集熱區(qū)直徑達(dá)7000米，裝機(jī)容量達(dá)到200兆瓦，足夠20萬(wàn)戶家庭使用，預(yù)計(jì)每年可以減少至少90萬(wàn)噸二氧化碳排放。

一些干旱荒漠地區(qū)曾被視為沒(méi)有價(jià)值的貧瘠地區(qū)。太陽(yáng)能專家表示，荒漠地區(qū)往往太陽(yáng)能儲(chǔ)量十分豐富，空中云汽量很少，晴天的比例很高，可以大力發(fā)展太陽(yáng)能，尤其是太陽(yáng)能高塔這樣的全天候發(fā)電系統(tǒng)。這樣不僅可以大量減少化石能源帶來(lái)的污染，還可以利用太陽(yáng)能電力發(fā)展遠(yuǎn)程灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)局部戈壁和沙漠的綠洲化。