CQ旅行6月7-8日 2米SSB＋超級ARES

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6月7－8號活動重要電路

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超級電容工作原理和特點
　　
　　超級電容是一種電容量很大的電容器。電容器的電容量取決於電極間距離和電極表面積，為了獲得更大的電容量，超級電容盡可能地縮小電極間距離、增加電極表面積。
　　
　　當兩極板間電勢低於電解液的氧化還原電極電位時，電解液界面上電荷不會脫離電解液，超級電容器為正常工作狀態；若電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時，電解液將分解，為非正常狀態。隨著超級電容器放電，正、負極板上的電荷被外電路泄放，電解液界面上的電荷響應減少。不同於利用化學反應的蓄電池，超級電容器的充放電過程是物理過程，沒有化學反應。所採用材料安全、無毒。
　　
　
　　
　　超級電容的大功率特性應用
　　
　　1、低溫啟動
　　
　　在我國北方的冬季，因氣溫過低，以蓄電池作為啟動電源的重卡、坦克、裝甲車等經常難以啟動。在低溫環境下放電能力明顯下降、內阻急劇增加會導致蓄電池低溫大電流放電性能及輸出功率降低，造成車輛啟動困難(時間長)，甚至無法啟動，影響正常的工作和軍事戰備。超級電容擁有在-40∼+70℃溫度範圍內正常工作的特性，可以為低溫啟動提供優異的解決方案，並可以起到保護蓄電池、延長蓄電池使用壽命的作用。
　　
　　案例：我軍某型步兵戰車、俄羅斯陸軍的坦克裝甲車輛在嚴寒環境中啟動就廣泛採用超級電容器應急啟動電源係統，實現了戰車在低溫負四十度條件下的緊急啟動。
　　
　　2、飛機啟動
　　
　　目前軍用飛機(包含直升飛機)啟動用電源車主要存在的問題是在某些衝擊或浪涌狀態下發電機輸出功率無法滿足要求，造成發動機轉速和輸出功率急速下降甚至熄火。對於蓄電池啟動車，可直接和蓄電池並聯超級電容器模組，以提供飛機發動機啟動瞬間所需的大電流，提高啟動性能和戰時便攜機動性能，縮短啟動時間，降低瞬間大電流對蓄電池造成的損害。
　　
　　案例：在5.12汶川地震搶險救災中，使用超級電容器作為直升機的啟動電源起到關鍵作用，獲得軍方的好評。
　　
　　3、在近防武器中的應用
　　
　　艦載和陸基近程高速防空火炮係統使用的是外挂電源係統，需要電池等儲能器件組成儲能係統，但由於火炮在射擊過程中需要瞬時大功率的能量支持，電池的功率性能較差，頻繁大功率放電勢必使其壽命急劇衰減，同時電池還存在需定期進行維護、高低溫性能差等一係列問題。超級電容器具有比脈衝功率較蓄電池高近十倍，可以實現頻繁大功率放電，免維護，高低溫性能好及比容量高出普通電容器百倍以上等諸多優點，使其可作為替代電池的性能優異的儲能器件。
　　
　　4、在車輛加速、爬坡等情況中的應用
　　
　　車用蓄電池必須具有一定的容量來滿足車輛的設計需要，同時還必須具有一定的峰值功率特性來滿足汽車在加速和爬坡等特殊情況下的需求。車輛在行駛過程中由於突然加速、制動或爬坡、載重等惡劣條件造成的高功率負載狀況需要蓄電池來實現高功率放電，而蓄電池的高功率性能不足，即使能實現大功率放電，也對其壽命有影響，如果使用超級電容器與蓄電池並聯，發揮超級電容的大功率優勢，可以有效地彌補電池功率不足的問題。

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超級電容器（Supercapacitor或Ultracapacitor）是儲能元件中獨樹一格的分支，它具有電池無法超越的高功率運作能力，以及難以望其項背的使用壽命，使其在儲能領域中占有一席之地。在正式介紹之前，必須先對超級電容器建立一個正確的觀念，一般人習慣將超級電容器與電池相提並論，然而超級電容器的運作原理源自於電解電容器，因此與電池是分屬完全不同的範疇；雖然在某些能量需求低的應用可取代電池做為電力來源，然而與電池配合可發揮相輔相成的最佳效能。

IDTechEx公司所做的最新研究報告中，依超級電容器的運作原理將其分為Symmetric Supercapacitor及Asymmetric Intermediate Devices兩大類；Symmetric Supercapacitor 為利用電雙層作用(Electric Double Layer)進行物理性儲電(Non-Faradaic)之高功率型超級電容器，一般以EDLC(Electric Double Layer Capacitor)稱之，代表性的製造商為美國Maxwell Technologies；另一類為Asymmetric Intermediate Devices藉由電化學反應發生電荷轉移作用(Faradaic)之高能量型超級電容器（或稱為Electrochemical Capacitor; EC），又可細分為Supercabattery及Pseudocapacitor兩類，代表性的製造商為日本JM Energy(JSR Micro)。一般電容器的儲電量最大僅mF(Millifarad)數量級，而超級電容器的儲電能力一般均為F(Farad)數量級，以此做為超級電容器與一般電容器的分野。Maxwell及JM Energy對自家超級電容器的應用場合有詳細的介紹，將其彙整於表一及表二中。整體來看，高能量型或高功率型超級電容器的應用場合重疊性很高，一般根據使用載具的電力需求，在高功率出力及短運作時間（數秒鐘）的情況下，適合採用EDLC做為電力來源或電力輔助，例如Regenerative Braking、Consumer Electronics及EV車加速時的高功率需求；另一方面，要求長效續航力及高能量儲存/輸出時，適合EC做為儲能元件，例如UPS的應用。然而在適當的功率輸出範圍內，EC可做為EDLC小型化及輕量化的取代品

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結構3 手揺發電機的能量

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