مروری بر سیستم های ابرخازنی ذخیره‏ ساز انرژی و کاربردهای آن‏ها

استفاده از باتری ها بطور گسترده در صنعت در حال افزایش است اما دارای معایب مختلفی هستند و در برخی از کاربردها، نیاز به وزن یا حجم کمتر، چگالی توان بیشتر و یا پاسخ بهتر به اتفاقات گذرا احساس می شود. با توجه به مشکلات کاربردی باتری و با پیشرفت تکنولوژی، علی الخصوص در علم مواد، ابرخازن ها معرفی شدند. ابرخازن ها دستگاه های ذخیره‏سازی انرژی الکتریکی پیشرفته با ظرفیت بسیار بالا در حجم های نسبتا کوچک هستند. ابرخازن از دو الکترود (صفحه) نازک با سطح بالا تشکیل شده است که توسط یک دی‏الکتریک از یکدیگر جدا شده‏اند و چگالی ذخیره انرژی بالایی را فراهم می‏سازد. افزون بر آن، ابرخازن‏ها در مقایسه با سایر تکنولوژی‏های ذخیره‏سازی انرژی دارای مزایایی چون ردپای کربن کمتر و همچنین هزینه مالکیت و نگهداشت کمتر هستند. از جمله کاربردهای ابرخازن‏ها می‏توان به تامین موقت بار تا زمان برخط شدن کامل ژنراتور پشتیبان و در نتیجه کاهش نیاز به ژنراتورهای سوخت فسیلی، نوسان‏گیری و تثبیت تغییرات فرکانس در سیستم‏های قدرت، هموارسازی انرژی خورشیدی و باد، پشتیبانی کوتاه مدت و کاهش خطر خرابی در تاسیسات مهم و در نتیجه بهبود کیفیت تامین برق اشاره نمود. ابرخازن‏ها در طیف وسیعی از کاربردها از شبکه برق گرفته تا بخش حمل و نقل استفاده می‏شوند. این مقاله مروری مطالبی در خصوص ابرخازن ها از جمله مفهوم، کاربردها، ویژگی ها، مزیت ها و محدودیت ها ارایه می کند. در ابتدا به معرفی ساختار ابرخازن و تشریح تفاوت انواع آن پرداخته خواهد شد. سپس به کاربردهای آن در بخش های مختلف صنعت از جمله استفاده در شبکه قدرت و ریزشبکه، علی الخصوص مزایای آن ها در کنار سیستم های انرژی تجدیدپذیر و سیستم های حمل و نقل پرداخته می شود. همچنین چند نمونه پیاده سازی در دنیا و مزایای به دست آمده تشریح خواهد شد.