Mis on superkondensaator - töötamine ja selle rakendused

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Lihtne passiivne element, mida saab salvestada elektrienergia , kui rakendatud pingeallikat nimetatakse kondensaatoriks. Sellel on võime või võime salvestada elektrienergiat, tekitades potentsiaalset erinevust plaatide vahel, ja see käitub nagu laetav aku . Kondensaator koosneb kahest paralleelsest juhtivast plaadist, mis pole omavahel ühendatud. Plaate eraldab isoleermaterjal nimega Dielectric, mis on vahatatud paber, keraamika, vilgukivist plast või vedel geel. Selle isolatsioonimaterjali tõttu on Alalisvool ei saa kondensaatorist läbi voolata. See blokeerib voolu voolu ja kondensaator laeb kuni toitepingeni ja toimib isolaatorina. Kui kondensaatorit kasutatakse vahelduvvooluahelates, on voolu voog otse läbi kondensaatori ilma plokkideta. Kondensaatori elektriline omadus on mahtuvus ja seda mõõdetakse Faradides (F). Sõltuvalt dielektrikust on kondensaatori mahtuvus erinev. On üks kondensaator, millel on kõige suurem mälumaht. Üks selline on superkondensaator. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet superkondensaatorist.

Mis on superkondensaator?

Definitsioon: Superkondensaator, mida nimetatakse ka ultrakondensaatoriks või suure võimsusega kondensaator või kahekihiline elektrolüütkondensaator, mis suudab elektrolüütkondensaatoritega võrreldes salvestada suures koguses energiat ligi 10–100 korda rohkem energiat. Seda eelistatakse kiiremini kui akusid, kuna see on kiiremini laaditav ja kiiremini tarnitav. Sellel on rohkem laadimis- ja tühjendamistsükleid kui laetavatel patareidel. Need on välja töötatud tänapäeval tööstuslikuks ja majanduslikuks kasuks. Selle kondensaatori mahtuvust mõõdetakse ka Faradi (F). Selle kondensaatori peamine eelis on selle tõhusus ja kõrge energia salvestamise maht.




superkondensaator

superkondensaator

Superkondensaator töötab

Sarnaselt tavalisele kondensaatorile on ka superkondensaatoril kaks suurema pinnaga paralleelset plaati. Kuid erinevus seisneb selles, et plaatide vaheline kaugus on väike. Plaadid koosnevad metallidest ja leotatakse elektrolüütides. Plaadid eraldatakse õhukese kihina, mida nimetatakse isolaatoriks.



Superkondensaator-sümbol

superkondensaatori sümbol

Kui mõlemal küljel moodustuvad vastupidised laengud isolaator , moodustub elektriline topeltkiht ja plaate laetakse. Seega on superkondensaator laetud ja suurema mahtuvusega. Neid kondensaatoreid kasutatakse suure võimsuse tagamiseks ja väikese koormusega suure koormusvoolu võimaldamiseks. Superkondensaatori maksumus on kõrge, kuna sellel on kõrge laadimis- ja tühjendusmahtuvus.

Elektriline topeltkiht tekib plaatide vahetamisel ja plaatide mõlemale küljele moodustuvad vastupidised laengud. Seega nimetatakse superkondensaatoreid ka kahekihilisteks kondensaatoriteks või kahekihilisteks elektrilisteks kondensaatorid (EDLC’S). Kui plaatide pindala suureneb ja plaatide vaheline kaugus väheneb, suureneb kondensaatori mahtuvus.

Superkondensaator-töötamine

superkondensaator töötab

Kui superkondensaatorit ei laeta, jaotatakse kõik laengud raku sees juhuslikult. Kui superkondensaator on laetud, meelitavad kõik positiivsed laengud negatiivsesse terminali ja negatiivsed laengud positiivsesse terminali. Üldiselt on superkondensaatorid saadaval 420F mahtuvusega, laadimis- ja tühjendusvool 4-2Ap, toatemperatuuriga -22 kraadi.


Kuidas superkondensaatorit laadida?

Superkondensaatoril on isetühjenemisvõime ja piiramatud laadimis-tühjendamistsüklid. Seda tüüpi kondensaatorid võivad töötada madala pingega (2-3 volti) ja neid saab ühendada järjestikku kõrgepinge saamiseks, mida kasutatakse võimsates seadmetes. See suudab salvestada rohkem energiat ja eraldub akudega võrreldes koheselt ja kiiremini.

Kui see kondensaator on ühendatud vooluahela või alalisvoolu pingeallikaga, on plaadid laengud ja separaatori mõlemal küljel moodustuvad vastupidised laengud, mis moodustavad kahekihilise elektrolüütkondensaatori.

Superkondensaatori laadimiseks ühendage pingeallika positiivne pool superkondensaatori positiivse klemmiga ja pingeallika negatiivne pool on ühendatud superkondensaatori negatiivse klemmiga.

Kui superkondensaator on ühendatud 15-voldise pingeallikaga, siis see laeb kuni 15 volti. Kui pinget suurendatakse üle rakendatud pingeallika, võib superkondensaator kahjustuda. Niisiis, takisti on ühendatud järjestikku pingeallika ja kondensaatoriga, et vähendada kondensaatorit läbiva voolu hulka ja see ei kahjustata.

Superkondensaatorile sobib pidev vool ja piiratud pingeallikas. Pinge järkjärgulise suurendamise korral muutub kondensaatorit läbiva voolu hulk. Täislaetud režiimis langeb vool vaikimisi.

Superkondensaatori Vs aku

Patareisid kasutatakse laialdaselt kindla mahu ja kaaluga, samuti on neil parem energiatihedus. Superkondensaatorid on suure võimsustihedusega suure võimsusega kondensaatorid. Kui võrrelda akut, on superkondensaatoril kiire laadimis-tühjendusmaht, see suudab toime tulla madala-kõrge temperatuuri, kõrge töökindluse ja madala impedantsiga.

Aku maksumus on madal, superkondensaatori hind aga kõrge. Superkondensaatoritel on isetühjenemisvõime. Aku puhul määrab tööpinge laadimis- ja tühjenemisrežiimid. Superkondensaatoris sõltub lubatud pinge plaatide vahel kasutatava dielektrilise materjali tüübist. Ja ka kondensaatoris olev elektrolüüt võib mahtuvust suurendada.

Patareid on saadaval pliiakudena, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP jne. Superkondensaatorid on saadaval orgaaniliste elektrolüütide, elektrolüüdi vesilahuse, ioonvedeliku, hübriid- ja pseudo-superkondensaatoritega. Patareisid kasutatakse suure hulga energia salvestamiseks ja superkondensaatoreid kasutatakse suure võimsustiheduse tagamiseks.

Päikeseenergia muundur superkondensaatori abil

The päikese inverter on abiks põllumeestele niisutamise, piirdeaedade jms jaoks. Päikeseinverter kasutab päikeseplaate ja päikeseenergia nendelt plaatidelt saadud aku. Täielikul päikeseenergia muundurisüsteemil on sisse / välja lülitatud, et juhtida aku laadimist vastavalt põllumehe eesmärgile.

Päikese-muundurit kasutav superkondensaator

päikese-inverterit kasutav superkondensaator

Superkondensaatorit kasutava päikeseenergia inverteri plokkskeem sisaldab

  • Päikesepaneel
  • Pulsigeneraator
  • Astmelist trafot
  • MOSFET
  • ON / OFF lüliti
  • Superkondensaator ja
  • Laetav aku

Kui aku juhtmed on impulsiga ühendatud generaator ja omakorda MOSFETi jaoks on see võimeline genereerima erinevatel sagedustel ON / OFF impulsse. Pulsid suunatakse astmelisse trafo madala vahelduvpinge saamiseks. Seda vahelduvvoolu pinget kasutatakse põllumajanduse ajal erinevatel eesmärkidel. Superkondensaatorit kasutatakse kogu protsessis suure võimsuse vähendamiseks, päikeseenergia kiireks laadimiseks ja salvestamiseks ning aku tööea pikendamiseks.

Päikeseplaatide väljundenergiat saab suurendada, suurendades päikeseplaatide mõõtmeid.

Rakendused

Superkondensaatori rakendused hõlmavad järgmist.

  • Suure võimsuse ja silla võimsuse vahede tagamiseks
  • Tööstuslikud ja elektroonilised rakendused
  • Kasutatakse tuuleturbiinides, elektri- ja hübriidsõidukites
  • Regeneratiivpidurdus jõu kiirendamiseks
  • Toite käivitamiseks start-stop süsteemides
  • Reguleerige pinget energiavõrgus
  • Võimsuse püüdmiseks ja abistamiseks väiksemate koormuste ja tõstetud koormuste korral
  • Varundab toite kiirelt tühjenevas olekus.

KKK

1). Kas superkondensaatorid saavad patareisid asendada?

Suure võimsustiheduse tagamiseks ning lihtsatel ja kiirematel laadimistel võivad superkondensaatorid patareisid vahetada.

2). Kui palju energiat saab superkondensaator salvestada?

Superkondensaator salvestab maksimaalselt 22,7 džauli energiat 5,5-voldise toiteallika jaoks. See salvestab 10–100 korda rohkem energiat massi või mahuühiku kohta, võrreldes elektrolüütkondensaatoritega

3). Mis vahe on akul ja superkondensaatoril?

Patareisid kasutatakse suure energia salvestamiseks ja superkondensaatoritel on suur võimsustihedus.
Superkondensaatoreid kasutatakse voolu kiireks salvestamiseks ja vabastamiseks, akud aga energiat pikemaks ajaks.

4). Kui kaua superkondensaator suudab laadida?

Superkondensaatori laadimisaeg on 1–10 sekundit, võrreldes 10–60 minutiga täislaetud aku saavutamiseks. See annab 10 000 W / kg piiramatute laadimis-tühjendustsüklitega.

5). Miks mitte kasutada kondensaatoreid patareide asemel?

Kondensaatorid salvestavad elektrienergiat ja neil on tuhandeid laadimis-tühjendamistsükleid. Aku püsib konstantsena, kui see tühjeneb püsivoolul ja sellel on pidev väljundvõimsus. Kui kondensaatori pinge langeb konstantse voolu korral lineaarselt, langeb ka väljundvõimsus. Niisiis, kondensaatorit ei saa patareiga asendada. Kondensaatori asendamiseks akuga kasutatakse pinge regulaatori vooluahelat.

Seega on see kõik ülevaade superkondensaatorist . Neid kasutatakse nii elektroonikas kui ka tööstuslikes rakendustes. Siin on teie jaoks küsimus, mis on superkondensaatori funktsioon?