随着化石燃料的大量消耗所带来的能源危机及环境问题日益严峻，人们在不断的寻求新的能源供应体系和能源储存器件。近年来得到研究和开发的新能源比如太阳能、风能以及储能器件比如锂离子电池、超级电容器已经得到了广泛的应用。本文主要研究活性炭基超级电容器的制备和应用，首先对所使用的活性炭材料进行了表征，并以活性炭为电极材料制备了对称式纽扣电容器，对该纽扣电容器进行了一系列测试，分析了活性炭材料的结构对电容器性能的影响。本文结合超级电容器的理论模型，根据超级电容器的应用情况研究了其在恒流、恒压限流充放电过程中表现出来的特性，对超级电容器电容值、等效串联电阻、等效并联电阻等参数进行了计算，并分析了充放电电流、外界温度对超级电容器电容值、内阻的影响，最后做了超级电容器寿命测试。本文在分析了超级电容器的外特性之后，以超级电容器作为储能器件，设计了一种应急灯方案，并开发制作了其控制电路，对应急灯进行通断电等一系列测试，实验结果表明，超级电容器作为应急灯的储能器件可以很好的发挥作用。传统的独立光伏系统中，人们采用铅酸蓄电池作为储能设备，因为铅酸蓄电池具有价格便宜技术成熟等优点，然而铅酸电池也有众多的缺点，比如其充电电流不能过大也不能过小，使用寿命短，维护麻烦费用昂贵，深度过放电寿命严重缩短等。本文设计了独立光伏系统中超级电容器、蓄电池混合储能的系统方案，开发出蓄电池单独储能的独立光伏控制系统，并在此基础之上对超级电容器与蓄电池混合储能系统进行了开发及实验，实验结果表明超级电容器的引入可以提高太阳能板发电的利用率，同时可以减少蓄电池的使用次数提高其寿命。本文根据超级电容器优良的放电特性，研究了超级电容器在与铅酸蓄电池并联使用时所表现出来的放电特性，实验结果表明超级电容器可以有效减小大功率脉冲放电时对蓄电池的冲击，应用到汽车启动中可以提高输出性能，延长蓄电池的寿命。