Прост пасивен елемент, който може да съхранява електрическа енергия , когато приложеният източник на напрежение се нарича кондензатор. Той има способността или капацитета да съхранява електрическа енергия чрез генериране на потенциална разлика в плочите си и се държи като акумулаторна батерия батерия . Кондензаторът се състои от две успоредни проводящи плочи, които не са свързани помежду си. Плочите са разделени от изолационен материал, наречен Dielectric, който е восъчна хартия, керамика, слюда пластмаса или течен гел. Благодарение на този изолационен материал, Постоянен ток не може да тече през кондензатора. Той блокира потока на тока и кондензаторът се зарежда до захранващото напрежение и действа като изолатор. Когато кондензаторът се използва в променливотокови вериги, потокът на ток е направо през кондензатора без блокове. Електрическото свойство на кондензатора е капацитет и се измерва във Фарад (F). В зависимост от диелектрика, капацитетът на кондензатора е различен. Има един кондензатор, който има най-висок капацитет за съхранение. Един такъв е Супер кондензатор. Тази статия разглежда общ преглед на суперкондензатора.
Какво е суперкондензатор?
Определение: Суперкондензатор, наричан още ултракондензатор или с голям капацитет кондензатор или двуслоен електролитен кондензатор, който може да съхранява големи количества енергия, близо 10 до 100 пъти повече енергия в сравнение с електролитните кондензатори. Той е широко предпочитан от батериите поради по-бързия си капацитет за зареждане и по-бързото доставяне на енергия. Той има повече цикли на зареждане и разреждане от акумулаторните батерии. Те са разработени в съвремието с индустриални и икономически ползи. Капацитетът на този кондензатор също се измерва във Фарад (F). Основното предимство на този кондензатор е неговата ефективност и високоенергиен капацитет за съхранение.
суперкондензатор
Суперкондензатор работи
Подобно на нормалния кондензатор, суперкондензаторът също има две успоредни плочи с по-голяма площ. Но разликата е, че разстоянието между плочите е малко. Плочите са изградени от метали и напоени с електролити. Плочите са разделени от тънък слой, наречен изолатор.
суперкондензатор-символ
Когато се образуват противоположни заряди от двете страни на изолатора , се оформя електрически двоен слой и плочите се зареждат. Следователно суперкондензаторът се зарежда и има по-висок капацитет. Тези кондензатори се използват за осигуряване на висока мощност и за активиране на токове с високо натоварване с ниско съпротивление. Цената на суперкондензатора е висока поради високия му капацитет за зареждане и разреждане.
Електрически-двоен слой се създава, когато плочите се сменят и се образуват противоположни заряди от двете страни на плочите. Следователно суперкондензаторите се наричат още двуслойни кондензатори или електрически двуслойни кондензатори кондензатори (EDLC’S). Когато площта на плочите се увеличава и разстоянието между плочите намалява, тогава капацитетът на кондензатора се увеличава.
работещ суперкондензатор
Когато суперкондензаторът не е зареден, всички заряди се разпределят произволно в клетката. Когато суперкондензаторът се зареди, всички положителни заряди се привличат към отрицателния извод, а отрицателните заряди се привличат към положителния извод. Обикновено се предлагат суперкондензатори с капацитет 420F, ток за зареждане и разреждане 4-2Amps със стайна температура от -22 градуса по Целзий.
Как да зареждаме суперкондензатор?
Суперкондензаторът има капацитет за саморазреждане и неограничени цикли на зареждане и разреждане. Този тип кондензатори могат да работят с ниско напрежение (2-3 волта) и могат да бъдат свързани последователно, за да се получи високо напрежение, което се използва в мощно оборудване. Той може да съхранява повече енергия и се освобождава моментално и по-бързо в сравнение с батериите.
Когато този кондензатор е свързан към веригата или източника на постояннотоково напрежение, плочите се зареждат и се образуват противоположни заряди от двете страни на сепаратора, който образува двуслоен електролитен кондензатор.
За да заредите суперкондензатор, свържете положителната страна на източника на напрежение към положителната клема на суперкондензатора, а отрицателната страна на източника на напрежение е свързана към отрицателната клема на суперкондензатора.
Ако суперкондензаторът е свързан към източник на напрежение от 15 волта, той зарежда до 15 волта. Тъй като напрежението се увеличава извън приложеното напрежение, суперкондензаторът може да се повреди. И така, резисторът е свързан последователно с източника на напрежение и кондензатора, за да намали количеството ток, протичащ през кондензатора, и той не се повреди.
Захранването с постоянен ток и ограниченото напрежение е подходящо за суперкондензатора. Когато напрежението се увеличава постепенно, количеството на тока, протичащ през кондензатора, се променя. В напълно заредения режим токът спада по подразбиране.
Суперкондензатор срещу батерия
Батериите се използват широко със специфичен обем и тегло, имат и по-добра енергийна плътност. Суперкондензаторите са кондензатори с голям капацитет с висока плътност на мощността. В сравнение с батерията, суперкондензаторът има бърз капацитет за зареждане и разреждане, може да се справи с ниско-висока температура, висока надеждност и нисък импеданс.
Цената на батерията е ниска, докато цената на суперкондензатора е висока. Суперкондензаторите имат капацитет за саморазреждане. В батерията работното напрежение определя режимите на зареждане и разреждане. В суперкондензатор допустимото напрежение зависи от вида на диелектричния материал, използван между плочите. А също така електролитът в кондензатора може да увеличи капацитета.
Батериите се предлагат в оловни батерии, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP и др. Суперкондензаторите се предлагат с органичен електролит, воден електролит, йонна течност, хибридни и псевдо суперкондензатори. Батериите се използват за съхранение на големи количества енергия, а суперкондензаторите се използват за доставяне на висока плътност на мощността.
Слънчев инвертор, използващ суперкондензатор
The слънчев инвертор е полезно за фермерите при напояване, ограждане и др. Слънчевият инвертор използва слънчеви плочи и слънчева енергия получено от тези плочи се съхранява в батерия. Цялостната слънчева инверторна система има ВКЛЮЧЕНО / ИЗКЛЮЧЕНО, за да контролира зареждането на батерията според целта на фермера.
слънчев инвертор, използващ суперкондензатор
Блоковата схема на слънчевия инвертор, използващ суперкондензатор, съдържа,
- Слънчев панел
- Генератор на импулси
- Повишаващ трансформатор
- MOSFET
- Превключвател за включване / изключване
- Суперкондензатор и
- Акумулаторна батерия
Когато проводниците на батерията са свързани към импулса генератор и от своя страна към MOSFET, той е способен да генерира включване / изключване на импулси при различни честоти. Импулсите се подават към повишаването трансформатор за получаване на ниско променливо напрежение. Това променливо напрежение се използва за различни приложения по време на земеделие. Суперкондензаторът се използва в целия процес за осигуряване на висока мощност, за бързо зареждане и съхранение на слънчева енергия и за увеличаване на живота на батерията.
Изходната енергия на слънчевите плочи може да бъде увеличена чрез увеличаване на размерите на слънчевите плочи.
Приложения
Приложенията на суперкондензатора включват следното.
- За осигуряване на големи пропуски в мощността и мост
- Промишлени и електронни приложения
- Използва се във вятърни турбини, електрически и хибридни превозни средства
- Регенеративно спиране за освобождаване на мощността при ускорение
- За стартиране на захранването в старт-стоп системи
- Регулирайте напрежението в енергийната мрежа
- За улавяне и подпомагане на мощността при по-ниски и повдигнати товари
- Архивира захранването в състояние на бързо разреждане.
Често задавани въпроси
1). Могат ли суперкондензаторите да заменят батериите?
За да осигурят висока плътност на мощността и за лесни и бързи цели на зареждане, суперкондензаторите могат да заменят батериите.
2). Колко енергия може да съхранява суперкондензатор?
Суперкондензаторът съхранява 22,7 джаула максимално количество енергия за захранване от 5,5 волта. Той съхранява 10-100 пъти повече енергия на единица маса или обем в сравнение с електролитни кондензатори
3). Каква е разликата между батерия и суперкондензатор?
Батериите се използват за съхраняване на висока енергия и суперкондензаторите имат висока плътност на мощността.
Суперкондензаторите се използват за бързо съхранение и освобождаване на енергия, докато батериите съхраняват енергията за по-дълги периоди.
4). Колко дълго суперкондензаторът може да задържи заряд?
Времето за зареждане на суперкондензатора е 1-10 секунди в сравнение с 10-60 минути за достигане до напълно заредена батерия. Той доставя 10 000 W / kg с неограничени цикли на зареждане и разреждане.
5). Защо не използваме кондензатори вместо батерии?
Кондензаторите съхраняват електрическа енергия и имат хиляди цикли на зареждане-разреждане. Батерията остава постоянна, когато се разрежда с постоянен ток и има постоянна изходна мощност. Докато напрежението на кондензатора спада линейно при постоянен ток, изходната мощност също спада. Така че кондензаторът не може да бъде заменен с батерия. За смяна на кондензатор с батерия се използва схема на регулатора на напрежение.
По този начин става въпрос за всичко преглед на суперкондензатор . Те се използват както в електрониката, така и в индустриалните приложения. Ето въпрос към вас, каква е функцията на суперкондензатор?
