新能源给电容器业带来的发展机遇

新能源给电容器业带来的发展机遇南通江海电容器股份有限公司姚建军近日，国务院召开常务会议，审议并通过了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，节能环保、新一代信息技术、生物科技、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车七个产业将被重点培育，加快推进。会议确定，将对七大产业加大财税金融等政策扶持力度，并设立战略性新兴产业发展专项基金。相对于传统产业，七大产业起步较晚，目前，在市场热点显得难以为继的背景下，七大产业无疑将成为新兴奋点，其细分领域的上百家上市公司有望受益，而国家新能源汽车的各项支持政策也正在紧锣密鼓地制定中，目前已知的《节能与新能源汽车发展规划（2010年至2020年）》，在其草案中显示，中央财政将投入超过1000亿元发展新能源汽车产业。各行各业，都将目光注视到新能源会给各自的行业所带来的新机遇。在新能源及新能源汽车领域中，对于电容器业而言，不但作为为新能源控制系统、电源管理系统、电源逆变及直流交流切换系统的等相关上游企业是一次难得的历史性机遇，同时，无疑给不可或缺的电容器业也带来了一次难得的发展机遇。一、新能源领域新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。现在国家都在大力提倡使用风能、太阳能，这是清洁能源。所以现在越来越多公司在设计太阳能发电、风能发电电源管理系统的时候，选型时主要是高电压、大容值的电容器有很大的产品需求。比如风能产品系统，有三处运用电容器到这个产品中，第一个可以选用薄膜电容器做高电压吸收的应用；还有一个是DC-LINK，DC-DC转换过程中，起滤波储能的作用；第三个是并网时的抗干扰电容。见图一所示。需要说明的是，在这三款电容器中，大家昀关注的就是DC-LINK用电容器，一般用户有两种电容器可以选择，第一个就是铝电解电容器，尤其在DC-DC转换单元，它的工作电压是700伏，容量是3300到4700uF，这些仅仅是在小功率风能系统中的应用。大功率单元场合使用的电容器数量还会成倍增加。铝电解电容器的昀高耐压一般是在450V，那么如何在700伏这个电压值下使用呢？至少需要两只铝电解电容串联达到900伏耐压满足大于700伏的要求，一般像这种稳压和滤波电容器，如果使用铝电解电容器的话，都需要很多铝电解电容器串、并联，才能达到很大的容量值和耐高电压的使用要求。直流应用的场合也可以选择使用薄膜电容器，薄膜电容器的应用场合容量值和铝电解电容器是一样的，但是它的耐电压值可以直接做到700伏，不需要通过串、并联来满足耐压的要求的。怎样来选择铝电解电容器和薄膜电容器呢？在完全相同的应用场合，到底是采用铝电解电容器还是采用薄膜电容器呢？如果薄膜电容器能够达到每一元人民币1µF～2µF的电容量，那以后的趋势一定是采用薄膜电容器为主，但有一点强调的目前用薄膜电容器替代铝电解电容器的昀大的障碍关键是价格问题。如果从特性角度而言，采用薄膜电容器有以下四个方面的理由：1．铝电解电容器是液体电容器，首先有一个使用寿命的限制，现在很多太阳能、风能产品昀终使用的用户对产品有一个寿命的要求，必须要大于15年，产品在15年之内必须是可靠的，因为风能产品的维修费用是非常昂贵和困难的。薄膜电容器是固体电容器，它正好可以满足这一使用要求，铝电解电容器有电解液材料的挥发，一般它没有办法达到15年的使用寿命期，如果要达到15年的试验寿命，意味着期间要更换两到三次。2．第二个优点是，由于薄膜电容器的介质材料的特点，决定了它的ESR值低，因而它的发热量也非常的低，另外，它还可以做到很高的耐纹波电压。3．第三个特点，有更宽使用环境温度范围的特性，这也是液体电容器和固体电容器的差别，薄膜电容器在低温状态工作的稳定性非常好。4．薄膜电容器滤波能力比铝电容电容器要强很多倍。滤波要好的话可以采用薄膜电容器，转换的效率更高。这个就是现在在风能、太阳能应用发展的趋势。所以，对于南通江海电容器股份有限公司将来在薄膜电容器方面的投资决策是十分有必要的，这也必将在未来会带来利润的增长点。此外，在太阳能运用方面，由于超级电容器充放电次数可达到数十万次以上，寿命特性远远优于其他电池类产品，这样，可以解决特别是在高空及密闭状态免维护的担忧，所以，常常会运用超级电容器作为储能器件来取代传统铅酸蓄电池，传统铅酸蓄电池充电寿命一般在500次左右。譬如，太阳能路灯、交通信号灯就有应用的实例。当然，新能源行业除对耐高压、大电容量电解电容器、薄膜电容器和超级电容器行业带来市场需求外，对其他常规电容器的需求也会带来新的增长。在新能源领域的应用，除笔者举例外，在其他场合具体应用的案例还不胜枚举。二、新能源汽车领域昀新消息，10月4日在天津开幕的今年第四次联合国气候谈判会议上，科技部发布的《中国2010发展中的清洁能源科技》报告提出，今年底我国将在公共交通领域推广应用2万辆新能源汽车。这份报告指出，中国政府已将新能源汽车作为战略新兴产业之一大力发展。2009年，首批13个“十城千辆”工程示范城市，在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用新能源汽车。截至2009年底，全国示范推广各类新能源汽车近5000辆，有70多款新产品投入市场。示范工程有力地带动了民间资本对动力电池、驱动电机的投入，到2011年，可形成15万辆整车和关键零部件生产能力。这份报告还明确指出，到2010年底，中国“十城千辆”示范工程将在公共交通领域推广应用2万辆以上国产新能源汽车，带动市场应用15万辆以上。2015年，中国新能源汽车保有量将发展到100万辆以上，2020年，新能源汽车市场规模将达到千万辆级，实现中国汽车工业的技术战略转型。电动汽车用动力集成系统是涉及多个技术领域、产业领域的高技术密集型产品，也是电动汽车的核心技术和产业竞争的焦点。通过国家十几年的重点支持，我国虽然在电动汽车用电机及驱动系统、蓄电池系统、充电技术设备相关关键技术和产品研究方面取得了重大进展，但与国外系统集成产品的性能还存在较大差距。作为该行业中，对电容器有以下几个方面的运用：1.充电机（桩）及充电站系统由于中航集团、国家电网、南方电网、中石油、中海油等产业巨头的积极介入，将我国节能和新能源产业的热度催生到了一个空前的高度，无疑将对我国新能源汽车的发展起着重要的意义。同时与原有石化供给系统共建充电站系统不但便捷，且成本更为节约，对于充电站的普及和电动汽车的普及也起着更为积极的作用。目前充电方案有以下四种方案：1）换电池的方案：支持该方案的有日产、安凯客车、南车时代2）插电充电方案：支持该方案的有上汽、比亚迪3）混合动力方案：支持该方案的有通用、丰田、福特、大众4）增程方案：支持该方案的以国外几个知名品牌为主无论以上何种方案，总会基于AC-AC,AC-DC,DC-DC及DC-AC转换技术平台，在滤波过程中，电解电容器是必不可少的元器件。特别要提出的，在低压DC-DC转换系统中，固态高分子电解电容器也是首选和优选的器件，因为固态高分子电解电容器具有低ESR，长寿命，宽温等特性而特别适合在北方户外低温状态工作的特点。有些充电系统还会使用到辅助单元系统，如：EPS/UPS、高压变频器、高压开关电源系统，这些都是电容器行业传统的市场。2.电动汽车电源管理系统作为动力电池的管理系统，除对各种电池组电源管理外，还要对于电源的输出进行管理，包括汽车控制辅助单元电源的管理，有些系统设计还要考虑上下坡能量的补偿和吸收等等，作为车载用电子元器件有着许多使用环境不确定性的特点，因此对其会有更为苛刻的要求。在混合动力系统中，作为能量的补偿和吸收的方案有些采用超级电容器组储能的方式，因此，对于超大容量的超级电容器将有着很大的需求，上海世博会电动汽车就是很好的运用实例。同时，作为超大容量超级电容器的快速成长及产业化，电动汽车业的发展会起到一定的推波助澜的作用。结语新能源及新能源汽车业的发展无疑是一场新的能源革命，标志着新兴工业和产业变革的高潮已经来临，给各关联行业带来了机遇和挑战，作为配套用基础电子元器件的电容器业也同样带来了诸多发展机遇，特别是耐高压、大容量铝电解电容器，固态高分子铝电解电容器，薄膜电容器，超级电容器将会带来长足发展的良机。