Jednoduchý pasívny prvok, ktorý sa dá ukladať elektrická energia , keď sa aplikovaný zdroj napätia nazýva kondenzátor. Má schopnosť alebo kapacitu akumulovať elektrickú energiu vytváraním rozdielov potenciálov na svojich doskách a správa sa ako nabíjateľná batéria . Kondenzátor sa skladá z dvoch paralelných vodivých dosiek, ktoré nie sú navzájom spojené. Dosky sú oddelené izolačným materiálom zvaným Dielectric, ktorým je voskovaný papier, keramika, sľudový plast alebo tekutý gél. Vďaka tomuto izolačnému materiálu sa Jednosmerný prúd nemôže pretekať cez kondenzátor. Blokuje tok prúdu a kondenzátor sa nabíja na svoje napájacie napätie a funguje ako izolátor. Ak sa kondenzátor používa v striedavých obvodoch, prúd je priamym prúdom cez kondenzátor bez blokov. Elektrická vlastnosť kondenzátora je kapacita a meria sa vo Faradoch (F). V závislosti od dielektrika je kapacita kondenzátora rôzna. Existuje jeden kondenzátor, ktorý má najvyššiu úložnú kapacitu. Jedným z nich je Super Capacitor. Tento článok pojednáva o prehľade superkondenzátora.

Čo je Supercapacitor?

Definícia: Superkondenzátor nazývaný tiež ako ultrakapacitor alebo veľkokapacitný kondenzátor alebo dvojvrstvový elektrolytický kondenzátor, ktorý dokáže v porovnaní s elektrolytickými kondenzátormi uložiť veľké množstvo energie takmer 10 až 100-krát viac energie. Je všeobecne uprednostňovaný ako batérie, pretože má rýchlejšiu nabíjaciu kapacitu a rýchlejšie dodanie energie. Má viac cyklov nabíjania a vybíjania ako nabíjateľné batérie. Tieto sú vyvinuté v modernej dobe kvôli priemyselným a ekonomickým výhodám. Kapacita tohto kondenzátora sa tiež meria vo Farad’s (F). Hlavnou výhodou tohto kondenzátora je jeho účinnosť a kapacita na uskladnenie vysokej energie.

superkondenzátor

Superkondenzátor pracuje

Podobne ako bežný kondenzátor, aj superkondenzátor má dve paralelné dosky s väčšou plochou. Rozdiel je však v tom, že vzdialenosť medzi platňami je malá. Dosky sú vyrobené z kovov a nasiaknuté elektrolytmi. Dosky sú oddelené tenkou vrstvou nazývanou izolátor.

superkondenzátor-symbol

Keď sa na oboch stranách náboja tvoria opačné náboje izolant , vytvorí sa elektrická dvojitá vrstva a platne sa nabijú. Preto je superkondenzátor nabitý a má vyššiu kapacitu. Tieto kondenzátory sa používajú na zabezpečenie vysokého výkonu a umožnenie vysokých prúdov záťaže s nízkym odporom. Cena superkondenzátora je vysoká kvôli jeho vysokej kapacite nabíjania a vybíjania.

Pri výmene platní sa vytvorí elektrická dvojitá vrstva a na oboch stranách platní sa vytvoria opačné náboje. Preto sa superkondenzátory nazývajú aj dvojvrstvové kondenzátory alebo elektrické dvojvrstvy kondenzátory (EDLC’S). Keď sa plocha dosiek zväčšuje a vzdialenosť medzi doskami sa zmenšuje, potom sa zvyšuje kapacita kondenzátora.

superkondenzátor-pracujúci

“16 1 tabuľka pravdy mux ”

Ak superkondenzátor nie je nabitý, všetky náboje sa náhodne rozdelia do bunky. Keď je superkondenzátor nabitý, všetky kladné náboje sú priťahované k zápornému pólu a záporné náboje sú priťahované k kladnému pólu. Všeobecne sú superkondenzátory k dispozícii s kapacitou 420 F, nabíjacím a vybíjacím prúdom 4 až 2 ampéry s izbovou teplotou -22 stupňov Celzia.

Ako nabiť superkondenzátor?

Superkondenzátor má samovybíjaciu kapacitu a neobmedzené cykly nabíjania a vybíjania. Tieto typy kondenzátorov môžu pracovať s nízkym napätím (2 - 3 volty) a môžu byť zapojené do série za vzniku vysokého napätia, ktoré sa používa vo výkonných zariadeniach. Môže akumulovať viac energie a uvoľňuje sa okamžite a rýchlejšie v porovnaní s batériami.

Keď je tento kondenzátor pripojený k obvodu alebo zdroju jednosmerného napätia, sú dosky nabité a na oboch stranách odlučovača sa vytvárajú opačné náboje, ktoré tvoria dvojvrstvový elektrolytický kondenzátor.

Na nabitie superkondenzátora pripojte kladnú stranu zdroja napätia k kladnej svorke superkondenzátora a záporná strana zdroja napätia je pripojená k zápornej svorke superkondenzátora.

Ak je superkondenzátor pripojený k zdroju napätia 15 voltov, potom nabíja až 15 voltov. Keď sa napätie zvýši nad privedený zdroj napätia, môže sa superkondenzátor poškodiť. Rezistor je teda zapojený do série so zdrojom napätia a kondenzátorom, aby sa znížilo množstvo prúdu pretekajúceho kondenzátorom a nedošlo k jeho poškodeniu.

Pre superkondenzátor je vhodný zdroj konštantného prúdu a obmedzené napätie. Pri postupnom zvyšovaní napätia sa mení množstvo prúdu pretekajúceho kondenzátorom. V plne nabitom režime prúd predvolene klesá.

Batéria Supercapacitor Vs

Batérie sú široko používané s konkrétnym objemom a hmotnosťou, majú tiež lepšiu hustotu energie. Superkondenzátory sú vysokokapacitné kondenzátory s vysokou hustotou výkonu. V porovnaní s batériou má superkondenzátor rýchlu nabíjaciu a vybíjaciu kapacitu, zvládne nízku a vysokú teplotu, vysokú spoľahlivosť a nízku impedanciu.

Cena batérie je nízka, zatiaľ čo cena superkondenzátora je vysoká. Superkondenzátory majú samovybíjaciu kapacitu. Prevádzkové napätie v batérii určuje režimy nabíjania a vybíjania. V superkondenzátore prípustné napätie závisí od typu dielektrického materiálu použitého medzi doskami. Elektrolyt v kondenzátore môže tiež zvýšiť kapacitu.

Batérie sú k dispozícii v olovených batériách, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP atď. Superkondenzátory sú k dispozícii s organickým elektrolytom, vodným elektrolytom, iónovou kvapalinou, hybridmi a pseudo superkondenzátormi. Batérie sa používajú na ukladanie veľkého množstva energie a superkondenzátory sa používajú na zabezpečenie vysokej hustoty výkonu.

Solárny invertor využívajúci superkondenzátor

The solárny invertor je užitočný pre poľnohospodárov pri zavlažovaní, oplotení atď. Solárny invertor využíva solárne dosky a solárna energia získané z týchto platní sa skladujú v batérii. Celý solárny invertorový systém má prepínač ON / OFF, ktorý reguluje nabíjanie batérie podľa účelu farmára.

solárny invertor využívajúci superkondenzátor

Bloková schéma solárneho invertora používajúceho superkondenzátor obsahuje,

Solárny panel
Generátor impulzov
Krokový transformátor
MOSFET
Vypínač
Superkondenzátor a
Nabíjateľná batéria

Keď sú vodiče batérie pripojené k impulzu generátor a zase na MOSFET, je schopný generovať impulzy ZAP / VYP na rôznych frekvenciách. Impulzy sa privádzajú do zosilnenia transformátor na získanie nízkeho striedavého napätia. Toto striedavé napätie sa používa na rôzne použitie počas poľnohospodárstva. Superkondenzátor sa používa v celom procese na uvoľnenie vysokého výkonu, na rýchle nabíjanie a ukladanie slnečnej energie a na predĺženie životnosti batérie.

Výstupná energia solárnych dosiek sa môže zvýšiť zväčšením rozmerov solárnych dosiek.

Aplikácie

Medzi aplikácie superkondenzátora patria nasledujúce.

Poskytovať vysoký výkon a medzery v moste
Priemyselné a elektronické aplikácie
Používa sa vo veterných turbínach, elektrických a hybridných vozidlách
Rekuperačné brzdenie na uvoľnenie sily pri akcelerácii
Na spustenie napájania v systémoch start-stop
Regulujte napätie v energetickej sieti
Na zachytenie a pomoc pri nízkom a zdvihnutom bremene
Zálohuje napájanie v stave rýchleho vybitia.

Časté otázky

1). Môžu superkondenzátory nahradiť batérie?

Pre zaistenie vysokej hustoty výkonu a pre jednoduché a najrýchlejšie nabíjanie môžu superkondenzátory vymeniť batérie.

2). Koľko energie dokáže uložiť superkondenzátor?

Superkondenzátor ukladá maximálne množstvo energie 22,7 joulov na napájanie 5,5 voltov. V porovnaní s elektrolytickými kondenzátormi uchováva 10 - 100-krát viac energie na jednotku hmotnosti alebo objemu

3). Aký je rozdiel medzi batériou a superkondenzátorom?

Batérie sa používajú na uskladnenie vysokej energie a superkondenzátory majú vysokú hustotu výkonu.
Superkondenzátory sa používajú na rýchle ukladanie a uvoľňovanie energie, zatiaľ čo batérie ju uchovávajú na dlhšiu dobu.

4). Ako dlho môže byť superkondenzátor nabitý?

Doba nabíjania superkondenzátora je 1 - 10 sekúnd v porovnaní s 10 - 60 minútami na dosiahnutie úplne nabitej batérie. Poskytuje 10 000 W / kg s neobmedzeným počtom cyklov nabíjania a vybíjania.

5). Prečo nepoužívať namiesto batérií kondenzátory?

“Obvod regulátora napätia 9 až 5 V ”

Kondenzátory ukladajú elektrickú energiu a majú tisíce cyklov nabíjania a vybíjania. Batéria zostáva konštantná, keď sa vybíja konštantným prúdom a má konštantný výstupný výkon. Zatiaľ čo napätie kondenzátora klesá lineárne pri konštantnom prúde, klesá aj výkon. Kondenzátor teda nemožno nahradiť batériou. Na výmenu kondenzátora za batériu sa používa obvod regulátora napätia.

Toto je teda všetko o prehľad superkondenzátora . Používajú sa v elektronike aj v priemyselných aplikáciách. Tu je otázka, aká je funkcia superkondenzátora?