Jednoduchý pasivní prvek, který lze uložit elektrická energie , když se aplikovaný zdroj napětí nazývá kondenzátor. Má schopnost nebo kapacitu akumulovat elektrickou energii produkcí rozdílu potenciálů na svých deskách a chová se jako dobíjecí baterie . Kondenzátor se skládá ze dvou paralelních vodivých desek, které nejsou vzájemně spojeny. Desky jsou odděleny izolačním materiálem zvaným Dielectric, kterým je voskovaný papír, keramika, slídový plast nebo tekutý gel. Díky tomuto izolačnímu materiálu je Stejnosměrný proud nemůže protékat kondenzátorem. Blokuje tok proudu a kondenzátor se nabíjí na své napájecí napětí a působí jako izolátor. Když se kondenzátor používá v obvodech střídavého proudu, tok proudu je rovný kondenzátorem bez bloků. Elektrická vlastnost kondenzátoru je kapacita a měří se ve Faradech (F). V závislosti na dielektriku je kapacita kondenzátoru různá. K dispozici je jeden kondenzátor, který má nejvyšší úložnou kapacitu. Jedním z nich je Super Capacitor. Tento článek pojednává o přehledu superkondenzátoru.
Co je Supercapacitor?
Definice: Superkondenzátor nazývaný také jako ultrakapacitor nebo velkokapacitní kondenzátor nebo dvouvrstvý elektrolytický kondenzátor, který ve srovnání s elektrolytickými kondenzátory dokáže uložit velké množství energie, téměř 10 až 100krát více energie. Je široce upřednostňován než baterie, protože má rychlejší nabíjecí kapacitu a rychlejší dodávku energie. Má více cyklů nabíjení a vybíjení než dobíjecí baterie. Ty jsou vyvíjeny v moderní době pro průmyslové a ekonomické výhody. Kapacitance tohoto kondenzátoru se také měří ve Faradově (F). Hlavní výhodou tohoto kondenzátoru je jeho účinnost a kapacita skladování vysoké energie.
superkondenzátor
Superkondenzátor pracuje
Podobně jako normální kondenzátor má superkondenzátor také dvě paralelní desky s větší plochou. Rozdíl je však v tom, že vzdálenost mezi deskami je malá. Destičky jsou vyrobeny z kovů a nasáklé elektrolyty. Desky jsou odděleny tenkou vrstvou zvanou izolátor.
superkondenzátor-symbol
Když se na obou stranách tvoří protilehlé náboje izolátor , vytvoří se elektrická dvojitá vrstva a desky se nabijí. Proto je superkondenzátor nabitý a má vyšší kapacitu. Tyto kondenzátory se používají k zajištění vysokého výkonu a umožňují vysoké zatěžovací proudy s nízkým odporem. Cena superkondenzátoru je vysoká kvůli jeho vysoké nabíjecí a vybíjecí kapacitě.
Při výměně desek a vytváření protilehlých nábojů na obou stranách desek se vytvoří elektrická dvojitá vrstva. Proto se superkondenzátory nazývají také dvouvrstvé kondenzátory nebo elektrické dvouvrstvé kondenzátory (EDLC). Když se plocha desek zvětší a vzdálenost mezi deskami se zmenší, pak se kapacita kondenzátoru zvýší.
superkondenzátor pracuje
Když superkondenzátor není nabitý, všechny náboje se v buňce rozdělí náhodně. Když je superkondenzátor nabitý, všechny kladné náboje jsou přitahovány k záporné svorce a záporné náboje jsou přitahovány k kladné svorce. Superkondenzátory jsou obecně k dispozici s kapacitním odporem 420 F, nabíjecím a vybíjecím proudem 4 až 2 A při pokojové teplotě -22 stupňů Celsia.
Jak nabít superkapacitor?
Superkondenzátor má samovybíjení a neomezené cykly nabíjení a vybíjení. Tyto typy kondenzátorů mohou pracovat s nízkým napětím (2 až 3 volty) a lze je zapojit do série za vzniku vysokého napětí, které se používá ve výkonných zařízeních. Ve srovnání s bateriemi dokáže uložit více energie a okamžitě a rychleji se uvolňuje.
Když je tento kondenzátor připojen k obvodu nebo zdroji stejnosměrného napětí, jsou desky náboje a na obou stranách oddělovače se tvoří opačné náboje, které tvoří dvouvrstvý elektrolytický kondenzátor.
Chcete-li nabít superkondenzátor, připojte kladnou stranu zdroje napětí ke kladné svorce superkondenzátoru a záporná strana zdroje napětí je připojena ke záporné svorce superkondenzátoru.
Pokud je superkondenzátor připojen ke zdroji napětí 15 voltů, nabíjí se až 15 voltů. Vzhledem k tomu, že se napětí zvyšuje nad zdroj použitého napětí, může dojít k poškození superkondenzátoru. Rezistor je tedy zapojen do série se zdrojem napětí a kondenzátorem, aby se snížilo množství proudu protékajícího kondenzátorem a nedošlo k jeho poškození.
Pro superkondenzátor je vhodný konstantní proud a omezené napájení. Když se napětí postupně zvyšuje, mění se množství proudu protékajícího kondenzátorem. V plně nabitém režimu proud ve výchozím nastavení klesá.
Baterie Supercapacitor Vs
Baterie jsou široce používány se specifickým objemem a hmotností a mají také lepší hustotu energie. Superkondenzátory jsou vysokokapacitní kondenzátory s vysokou hustotou výkonu. Ve srovnání s baterií má superkondenzátor kapacitu rychlého nabíjení a vybíjení, zvládne nízkou vysokou teplotu, vysokou spolehlivost a nízkou impedanci.
Cena baterie je nízká, zatímco cena superkondenzátoru je vysoká. Superkondenzátory mají samovybíjení. V baterii provozní napětí určuje režimy nabíjení a vybíjení. V superkondenzátoru přípustné napětí závisí na typu dielektrického materiálu použitého mezi deskami. A také elektrolyt v kondenzátoru může zvýšit kapacitu.
Baterie jsou k dispozici v olověných bateriích, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP atd. Superkondenzátory jsou k dispozici s organickým elektrolytem, vodným elektrolytem, iontovou kapalinou, hybridem a pseudo superkondenzátory. Baterie se používají k ukládání velkého množství energie a superkondenzátory se používají k zajištění vysoké hustoty výkonu.
Solární invertor využívající Supercapacitor
The solární invertor je užitečný pro zemědělce při zavlažování, oplocení atd. Solární invertor používá solární desky a solární energie získané z těchto desek je uloženo na baterii. Kompletní solární invertorový systém má ZAPNUTO / VYPNUTO pro řízení nabíjení baterie podle účelu farmáře.
solární invertor využívající superkondenzátor
Blokové schéma solárního invertoru používajícího superkondenzátor obsahuje,
- Solární panel
- Pulzní generátor
- Step-up transformátor
- MOSFET
- Vypínač ON / OFF
- Superkondenzátor a
- Dobíjecí baterie
Když jsou vodiče baterie připojeny k pulzu generátor a zase na MOSFET, je schopen generovat ON / OFF pulsy na různých frekvencích. Impulzy jsou přiváděny do zesílení transformátor získat nízké střídavé napětí. Toto střídavé napětí se používá pro různé aplikace během zemědělství. Superkondenzátor se v celém procesu používá k uvolnění vysokého výkonu, k rychlému nabíjení a akumulaci solární energie a ke zvýšení životnosti baterie.
Výstupní energii solárních desek lze zvýšit zvětšením rozměrů solárních desek.
Aplikace
Mezi aplikace superkondenzátoru patří následující.
- Poskytnout vysoký výkon a překlenout energetické mezery
- Průmyslové a elektronické aplikace
- Používá se ve větrných turbínách, elektrických a hybridních vozidlech
- Rekuperační brzdění k uvolnění výkonu při akceleraci
- Spuštění napájení v systémech start-stop
- Regulujte napětí v energetické síti
- Zachycení a podpora síly při nízkých a zvednutých nákladech
- Zálohuje energii ve stavu rychlého vybití.
Časté dotazy
1). Mohou superkondenzátory vyměnit baterie?
Pro zajištění vysoké hustoty výkonu a pro jednoduché a nejrychlejší nabíjení mohou superkondenzátory vyměnit baterie.
2). Kolik energie může superkondenzátor uložit?
Superkondenzátor ukládá maximální množství energie 22,7 joulů pro napájení 5,5 voltů. Ukládá 10–100krát více energie na jednotku hmotnosti nebo objemu ve srovnání s elektrolytickými kondenzátory
3). Jaký je rozdíl mezi baterií a superkondenzátorem?
Baterie se používají k ukládání vysoké energie a superkondenzátory mají vysokou hustotu výkonu.
Superkondenzátory se používají k rychlému ukládání a uvolňování energie, zatímco baterie uchovávají energii po delší dobu.
4). Jak dlouho může superkondenzátor držet náboj?
Doba nabíjení superkondenzátoru je 1–10 sekund ve srovnání s 10–60 minutami k dosažení plně nabité baterie. Poskytuje 10 000 W / kg s neomezeným počtem cyklů nabíjení a vybíjení.
5). Proč nepoužívat kondenzátory místo baterií?
Kondenzátory ukládají elektrickou energii a mají tisíce cyklů nabíjení a vybíjení. Baterie zůstává konstantní, když se vybíjí konstantním proudem a má konstantní výkon. Zatímco napětí kondenzátoru klesá lineárně při konstantním proudu, klesá také výstupní výkon. Kondenzátor tedy nelze nahradit baterií. Obvod regulátoru napětí se používá k nahrazení kondenzátoru baterií.
O toto tedy jde přehled superkondenzátoru . Používají se v elektronice i v průmyslových aplikacích. Zde je otázka, jaká je funkce superkondenzátoru?
