Preprost pasivni element, ki ga lahko shranite električna energija , kadar se uporabljeni vir napetosti imenuje kondenzator. Ima sposobnost ali zmožnost shranjevanja električne energije tako, da ustvarja potencialno razliko na svojih ploščah in se obnaša kot polnilna baterija . Kondenzator je sestavljen iz dveh vzporednih prevodnih plošč, ki med seboj niso povezane. Plošče so ločene z izolacijskim materialom, imenovanim Dielectric, ki je voščeni papir, keramika, sljuda ali tekoči gel. Zaradi tega izolacijskega materiala je Enosmerni tok ne more teči skozi kondenzator. Blokira pretok toka in kondenzator se napolni do svoje napajalne napetosti in deluje kot izolator. Ko se kondenzator uporablja v izmeničnih tokokrogih, je tok skozi kondenzator naravnost brez blokov. Električna lastnost kondenzatorja je kapacitivnost in se meri v Faradsu (F). Odvisno od dielektrika je kapacitivnost kondenzatorja različna. Obstaja en kondenzator, ki ima največjo zmogljivost shranjevanja. Eden takih je Super kondenzator. Ta članek obravnava pregled superkondenzatorja.
Kaj je Supercapacitor?
Opredelitev: Superkondenzator, imenovan tudi ultrakondenzator ali visoko zmogljiv kondenzator ali dvoslojni elektrolitski kondenzator, ki lahko shrani velike količine energije skoraj 10 do 100-krat več energije v primerjavi z elektrolitskimi kondenzatorji. Zaradi hitrejše polnilne zmogljivosti in hitrejše dostave energije je zelo priljubljena kot baterija. Ima več ciklov polnjenja in praznjenja kot akumulatorske baterije. Te so v sodobnem času razvite za industrijske in gospodarske koristi. Kapaciteta tega kondenzatorja se meri tudi v Faradovi (F). Glavna prednost tega kondenzatorja je njegova učinkovitost in zmogljivost shranjevanja energije.
super-kondenzator
Superkondenzator deluje
Podobno kot običajni kondenzator ima tudi superkondenzator dve vzporedni plošči z večjo površino. Toda razlika je v tem, da je razdalja med ploščami majhna. Plošče so sestavljene iz kovin in namočene v elektrolite. Plošče so ločene s tanko plastjo, imenovano izolator.
simbol superkondenzatorja
Ko se na obeh straneh tvorijo nasprotni naboji izolator , tvori se električni dvojni sloj in plošče se napolnijo. Tako je superkondenzator napolnjen in ima večjo kapacitivnost. Ti kondenzatorji se uporabljajo za zagotavljanje velike moči in omogočanje tokov z visoko obremenitvijo z majhnim uporom. Stroški superkondenzatorja so visoki zaradi velike kapacitete polnjenja in praznjenja.
Ob zamenjavi plošč in ustvarjanju nasprotnih nabojev na obeh straneh plošč nastane električno-dvojni sloj. Zato se superkondenzatorji imenujejo tudi dvoslojni kondenzatorji ali električni dvoslojni kondenzatorji kondenzatorji (EDLC’S). Ko se površina plošč poveča in razdalja med ploščami zmanjša, se kapacitivnost kondenzatorja poveča.
superkondenzator, ki deluje
Ko superkondenzator ni napolnjen, se vsi naboji naključno porazdelijo po celici. Ko je superkondenzator napolnjen, se vsi pozitivni naboji privlačijo na negativni priključek, negativni naboji pa na pozitivni pol. Na splošno so na voljo superkondenzatorji s kapacitivnostjo 420F, polnilnim in praznilnim tokom 4-2Amp s sobno temperaturo -22 stopinj Celzija.
Kako polniti superkondenzator?
Superkondenzator ima zmogljivost samopraznjenja in neomejene cikle polnjenja in praznjenja. Te vrste kondenzatorjev lahko delujejo z nizko napetostjo (2-3 voltov) in jih je mogoče povezati zaporedno, da proizvedejo visoko napetost, ki se uporablja v močni opremi. V primerjavi z baterijami lahko shrani več energije in se sprosti takoj in hitreje.
Ko je ta kondenzator priključen na vezje ali vir enosmerne napetosti, so plošče naboji in na obeh straneh ločevalnika nastanejo nasprotni naboji, ki tvorijo dvoslojni elektrolitski kondenzator.
Če želite napolniti superkondenzator, priključite pozitivno stran napetostnega vira na pozitivni priključek superkondenzatorja, negativna stran napetostnega vira pa na negativni priključek superkondenzatorja.
Če je superkondenzator priključen na vir napetosti 15 voltov, potem napolni do 15 voltov. Ko se napetost poveča preko vira napetosti, se superkondenzator lahko poškoduje. Torej, upor je zaporedno povezan z napetostnim virom in kondenzatorjem, da se zmanjša količina toka, ki teče skozi kondenzator, in se ne poškoduje.
Za superkondenzator je primerna konstantna dobava toka in omejena napetost. Ko se napetost postopoma povečuje, se količina toka, ki teče skozi kondenzator, spremeni. V popolnoma napolnjenem načinu tok privzeto pade.
Supercapacitor Vs Battery
Baterije se pogosto uporabljajo z določeno prostornino in težo, imajo pa tudi boljšo gostoto energije. Superkondenzatorji so visoko zmogljivi kondenzatorji z visoko gostoto moči. V primerjavi z baterijo ima superkondenzator hitro zmogljivost polnjenja in praznjenja, zmore nizko-visoko temperaturo, visoko zanesljivost in nizko impedanco.
Stroški baterije so nizki, stroški superkondenzatorja pa visoki. Superkondenzatorji imajo sposobnost samopraznjenja. V bateriji delovna napetost določa načine polnjenja in praznjenja. V superkondenzatorju je dovoljena napetost odvisna od vrste dielektričnega materiala, uporabljenega med ploščami. In tudi elektrolit v kondenzatorju lahko poveča kapacitivnost.
Baterije so na voljo v svinčevih baterijah, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP itd. Superkondenzatorji so na voljo z organskim elektrolitom, vodnim elektrolitom, ionsko tekočino, hibridnimi in psevdo superkondenzatorji. Baterije se uporabljajo za shranjevanje velikih količin energije, superkondenzatorji pa za visoko gostoto moči.
Sončni pretvornik z uporabo superkondenzatorja
The sončni pretvornik je koristen kmetom pri namakanju, ograjevanju itd. Sončni pretvornik uporablja sončne plošče in sončna energija pridobljeno s teh plošč, shrani v baterijo. Celoten sistem solarnega pretvornika ima vklop / izklop za nadzor polnjenja akumulatorja glede na namen kmeta.
superkondenzator sončnega pretvornika
Blokovni diagram solarnega pretvornika s superkondenzatorjem vsebuje,
- Sončna celica
- Generator impulzov
- Povečevalni transformator
- MOSFET
- Stikalo za vklop / izklop
- Superkondenzator in
- Polnilna baterija
Ko so kabli akumulatorja priključeni na impulz generator in v zameno za MOSFET je sposoben generirati ON / OFF impulze na različnih frekvencah. Impulzi se dovajajo do stopnjevanja transformator da dobimo nizko izmenično napetost. Ta izmenična napetost se uporablja za različne namene med kmetovanjem. Superkondenzator se v celotnem postopku uporablja za visoko zmogljivost, hitro polnjenje in shranjevanje sončne energije ter podaljšanje življenjske dobe baterije.
Izhodno energijo sončnih plošč lahko povečamo s povečanjem dimenzij sončnih plošč.
Aplikacije
Aplikacije superkondenzatorja vključujejo naslednje.
- Zagotoviti velike vrzeli moči in premostiti vrzeli moči
- Industrijske in elektronske aplikacije
- Uporablja se v vetrnih turbinah, električnih in hibridnih vozilih
- Regenerativno zaviranje za sprostitev moči pri pospeševanju
- Za zagon moči v sistemih start-stop
- Regulirajte napetost v energetskem omrežju
- Za zajem in pomoč pri nižjih in dvignjenih bremenih
- Varnostno kopira energijo v stanju hitrega praznjenja.
Pogosta vprašanja
1). Ali lahko superkondenzatorji zamenjajo baterije?
Za zagotovitev visoke gostote moči in za enostavne in najhitrejše polnjenje lahko superkondenzatorji zamenjajo baterije.
2). Koliko energije lahko shrani superkondenzator?
Superkondenzator shrani največ 22,7 joulov energije za dovajanje 5,5 voltov. V primerjavi z elektrolitskimi kondenzatorji shrani 10-100-krat več energije na enoto mase ali prostornine
3). Kakšna je razlika med baterijo in superkondenzatorjem?
Baterije se uporabljajo za shranjevanje visoke energije, superkondenzatorji pa imajo veliko gostoto moči.
Superkondenzatorji se uporabljajo za hitro shranjevanje in sproščanje energije, baterije pa energijo shranjujejo dlje časa.
4). Kako dolgo lahko superkondenzator zadrži polnjenje?
Čas polnjenja superkondenzatorja v primerjavi z 10–60 minutami doseže popolnoma napolnjeno baterijo 1–10 sekund. Ponuja 10.000 W / kg z neomejenimi cikli polnjenja in praznjenja.
5). Zakaj ne bi uporabili kondenzatorjev namesto baterij?
Kondenzatorji shranjujejo električno energijo in imajo na tisoče ciklov polnjenja-praznjenja. Baterija ostane konstantna, ko se prazni s konstantnim tokom in ima konstantno izhodno moč. Medtem ko napetost kondenzatorja linearno pada s konstantnim tokom, tudi izhodna moč pade. Torej, kondenzatorja ni mogoče zamenjati z baterijo. Vezje regulatorja napetosti se uporablja za zamenjavo kondenzatorja z baterijo.
Tu gre torej za to pregled superkondenzatorja . Uporabljajo se tako v elektroniki kot v industriji. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je funkcija superkondenzatorja?
