Et simpelt passivt element, der kan gemme elektrisk energi , når en anvendt spændingskilde kaldes en kondensator. Den har en evne eller kapacitet til at lagre elektrisk energi ved at producere potentiel forskel på tværs af dens plader, og den opfører sig som en genopladelig batteri . Kondensatoren består af to parallelle ledende plader, som ikke er forbundet med hinanden. Pladerne er adskilt af et isolerende materiale kaldet Dielectric, som er vokspapir, keramik, glimmerplast eller flydende gel. På grund af dette isoleringsmateriale er DC-strøm kan ikke strømme gennem kondensatoren. Det blokerer strømmen, og kondensatoren oplades op til forsyningsspændingen og fungerer som en isolator. Når kondensatoren bruges i vekselstrømskredsløb, er strømmen lige gennem kondensatoren uden blokke. Kondensatorens elektriske egenskab er kapacitans og måles i Farads (F). Afhængigt af dielektrikumet varierer kondensatorens kapacitans. Der er en kondensator, der har den højeste lagringskapacitet. En sådan er en super kondensator. Denne artikel diskuterer en oversigt over superkapacitor.
Hvad er superkapacitor?
Definition: En superkapacitor også kaldet ultrakapacitor eller en høj kapacitet kondensator eller dobbeltlags elektrolytkondensator, der kan lagre store mængder energi næsten 10 til 100 gange mere energi sammenlignet med de elektrolytiske kondensatorer. Det foretrækkes bredt end batterier på grund af dets hurtigere opladningskapacitet og hurtigere levering af energi. Det har flere opladnings- og afladningscyklusser end genopladelige batterier. Disse er udviklet i moderne tid til industrielle og økonomiske fordele. Kondensatorens kapacitans måles også i Farad (F). Den største fordel ved denne kondensator er dens effektivitet og højenergilagringskapacitet.
superkondensator
Supercapacitor arbejder
I lighed med en normal kondensator har superkondensatoren også to parallelle plader med et større område. Men forskellen er, at afstanden mellem pladerne er lille. Pladerne består af metaller og gennemblødt i elektrolytter. Pladerne er adskilt af et tyndt lag kaldet en isolator.
superkapacitor-symbol
Når modsatte ladninger dannes på begge sider af isolatoren , dannes et elektrisk dobbeltlag, og pladerne oplades. Derfor er superkondensatoren opladet og har højere kapacitans. Disse kondensatorer bruges til at give høj effekt og muliggøre høje belastningsstrømme med lav modstand. Omkostningerne ved superkondensatoren er høje på grund af dens høje opladnings- og afladningskapacitet.
Et elektrisk-dobbelt lag oprettes, når pladerne udskiftes, og modsatte ladninger dannes på begge sider af pladerne. Derfor kaldes superkondensatorerne også dobbeltlagskondensatorer eller elektriske dobbeltlag kondensatorer (EDLC'S). Når pladernes areal øges, og afstanden mellem pladerne falder, øges kondensatorens kapacitans.
superkondensator-arbejde
Når superkondensatoren ikke oplades, fordeles alle afgifter tilfældigt i cellen. Når superkondensatoren oplades, tiltrækkes alle de positive ladninger til den negative terminal, og negative ladninger tiltrækkes af den positive terminal. Generelt er superkondensatorer tilgængelige med 420F kapacitans, opladnings- og afladningsstrøm 4-2Aps med en stuetemperatur på -22 grader Celsius.
Hvordan oplades en superkondensator?
Superkondensatoren har selvafladningskapacitet og ubegrænset opladningsafladningscyklus. Disse typer kondensatorer kan arbejde med lave spændinger (2-3 volt) og kan tilsluttes i serie for at producere højspænding, som bruges i kraftigt udstyr. Det kan gemme mere energi og frigøres øjeblikkeligt og hurtigere sammenlignet med batterier.
Når denne kondensator er forbundet til kredsløbet eller jævnstrømsspændingskilden, er pladerne ladet, og modsatte ladninger dannes på begge sider af separatoren, som danner en dobbeltlags elektrolytkondensator.
For at oplade en superkondensator skal du forbinde den positive side af spændingskilden til den positive terminal på superkondensatoren, og den negative side af spændingskilden er forbundet til den negative terminal på superkondensatoren.
Hvis superkondensatoren er tilsluttet en spændingskilde på 15 volt, oplades den op til 15 volt. Da spændingen øges ud over den anvendte spændingskilde, kan superkondensatoren blive beskadiget. Så modstanden er forbundet i serie med spændingskilden og kondensatoren for at mindske strømmen, der strømmer gennem kondensatoren, og den bliver ikke beskadiget.
Den konstante strømforsyning og den begrænsede spændingsforsyning er egnet til superkondensatoren. Når spændingen øges gradvist, ændres strømmen gennem kondensatoren. I fuldt opladet tilstand falder strømmen som standard.
Superkondensator vs batteri
Batterierne bruges i vid udstrækning med et specifikt volumen og vægt, har også bedre energitæthed. Superkondensatorer er kondensatorer med høj kapacitet med høj effekttæthed. Sammenlignet med et batteri har superkondensatoren en hurtig opladningsafladningskapacitet, kan håndtere lav-høj temperatur, høj pålidelighed og lav impedans.
Omkostningerne ved batteriet er lave, hvorimod omkostningerne ved en superkondensator er høje. Superkondensatorer har selvafladningskapacitet. I batteriet bestemmer driftsspændingen opladnings- og afladningstilstandene. I en superkondensator afhænger den tilladte spænding af typen af dielektrisk materiale, der anvendes mellem pladerne. Og også elektrolytten i kondensatoren kan øge kapacitansen.
Batterier fås i blybatterier, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP osv. Superkondensatorer fås med organisk elektrolyt, vandig elektrolyt, ionisk væske, hybrid og pseudo-superkondensatorer. Batterier bruges til at lagre store mængder energi, og superkondensatorer bruges til at levere høj effekttæthed.
Solar inverter ved hjælp af en superkondensator
Det solenergi inverter er nyttigt for landmændene i kunstvanding, hegn osv. Solomformeren bruger solplader og solenergi opnået fra disse plader opbevares i et batteri. Det komplette solcelleomformersystem har en ON / OFF-kontakt, der styrer opladningen af batteriet i henhold til landmandens formål.
sol-inverter-bruger-superkondensator
Blokdiagrammet til solomformeren ved hjælp af superkapacitor indeholder,
- Solpanel
- Pulsgenerator
- Step-up transformer
- MOSFET
- ON / OFF-kontakt
- Superkondensator og
- Genopladeligt batteri
Når batterikablerne er tilsluttet pulsen generator og til gengæld til MOSFET er den i stand til at generere ON / OFF-impulser ved forskellige frekvenser. Impulser tilføres opadgangen transformer for at opnå lav AC-spænding. Denne vekselstrøm bruges til forskellige applikationer under landbruget. Superkondensatoren bruges i hele processen til at levere høj effekt til hurtig opladning og lagring af solenergi og for at øge batteriets levetid.
Solcellepladernes udgangsenergi kan øges ved at øge solpladernes dimensioner.
Ansøgninger
Anvendelserne af superkapacitor inkluderer følgende.
- At levere høj effekt og bygge bro mellem huller
- Industrielle og elektroniske applikationer
- Anvendes i vindmøller, el- og hybridbiler
- Regenerativ bremsning for at frigøre kraften i acceleration
- At starte strøm i start-stop-systemer
- Reguler spænding i energinet
- At fange og hjælpe strømmen ved lavere belastninger og løftede belastninger
- Sikkerhedskopierer strømmen i hurtig afladningstilstand.
Ofte stillede spørgsmål
1). Kan superkondensatorer udskifte batterier?
For at levere høj effekttæthed og til enkle og hurtigste opladningsformål kan superkondensatorerne udskifte batterier.
2). Hvor meget energi kan en superkapacitor gemme?
Superkondensatoren gemmer 22,7 joule maksimal energimængde til 5,5 volt forsyning. Den gemmer 10-100 gange mere energi pr. Enhed eller volumen sammenlignet med elektrolytkondensatorer
3). Hvad er forskellen mellem et batteri og en superkondensator?
Batterier bruges til at lagre høj energi, og superkondensatorer har høj effekttæthed.
Superkondensatorer bruges til hurtigt at lagre og frigive strøm, mens batterier lagrer energien i længere perioder.
4). Hvor længe kan en superkapacitor holde en afgift?
Superkondensatorens opladningstid er 1-10 sekunder sammenlignet med de 10-60 minutter for at nå et fuldt opladet batteri. Den leverer 10.000 W / kg med ubegrænset opladningsafladning.
5). Hvorfor ikke bruge kondensatorer i stedet for batterier?
Kondensatorer lagrer elektrisk energi og har tusindvis af opladningsafladningscyklusser. Batteriet forbliver konstant, når det aflades ved en konstant strøm og har konstant effekt. Mens kondensatorens spænding falder lineært med en konstant strøm, falder også effektudgangen. Så kondensatoren kan ikke udskiftes med et batteri. Et spændingsregulator kredsløb bruges til at udskifte en kondensator med et batteri.
Således handler det hele om en oversigt over en superkapacitor . Disse bruges i elektronik såvel som industrielle applikationer. Her er et spørgsmål til dig, hvad er funktionen af en superkapacitor?
