Простой пассивный элемент, который может хранить электроэнергия , когда источник напряжения приложен, называется конденсатором. Он обладает способностью или способностью накапливать электрическую энергию, создавая разность потенциалов на своих пластинах, и ведет себя как перезаряжаемый аккумулятор. аккумулятор . Конденсатор состоит из двух параллельных проводящих пластин, которые не соединены друг с другом. Пластины разделены изоляционным материалом, называемым диэлектриком, который представляет собой вощеную бумагу, керамику, слюдяной пластик или жидкий гель. Благодаря этому изоляционному материалу Постоянный ток не может протекать через конденсатор. Он блокирует прохождение тока, а конденсатор заряжается до напряжения питания и действует как изолятор. Когда конденсатор используется в цепях переменного тока, ток проходит прямо через конденсатор без блоков. Электрическое свойство конденсатора - это емкость, которая измеряется в Фарадах (Ф). В зависимости от диэлектрика емкость конденсатора различна. Есть один конденсатор, который имеет наибольшую емкость. Один из них - суперконденсатор. В этой статье обсуждается обзор суперконденсатора.
Что такое суперконденсатор?
Определение: Суперконденсатор, также называемый ультраконденсатором или конденсатором большой емкости. конденсатор или двухслойный электролитический конденсатор, который может хранить большое количество энергии, почти в 10-100 раз больше энергии по сравнению с электролитическими конденсаторами. Он более предпочтителен, чем аккумуляторы, из-за его более быстрой зарядки и более быстрой доставки энергии. У него больше циклов зарядки и разрядки, чем у аккумуляторных батарей. Они разработаны в наше время для получения промышленных и экономических выгод. Емкость этого конденсатора также измеряется в Фарадах (Ф). Основное преимущество этого конденсатора - его эффективность и высокая емкость хранения энергии.
суперконденсатор
Суперконденсатор рабочий
Подобно обычному конденсатору, суперконденсатор также имеет две параллельные пластины большей площади. Но разница в том, что расстояние между пластинами небольшое. Пластины состоят из металлов и пропитаны электролитами. Пластины разделены тонким слоем, называемым изолятором.
символ суперконденсатора
Когда с обеих сторон образуются противоположные заряды. изолятор образуется двойной электрический слой, и пластины заряжаются. Следовательно, суперконденсатор заряжен и имеет более высокую емкость. Эти конденсаторы используются для обеспечения высокой мощности и обеспечения высоких нагрузочных токов при низком сопротивлении. Стоимость суперконденсатора высока из-за его высокой зарядной и разрядной емкости.
Двойной электрический слой создается при смене пластин и формировании противоположных зарядов с обеих сторон пластин. Следовательно, суперконденсаторы также называют двухслойными конденсаторами или двойными электрическими слоями. конденсаторы (EDLC’S). Когда площадь пластин увеличивается, а расстояние между пластинами уменьшается, то емкость конденсатора увеличивается.
суперконденсатор рабочий
Когда суперконденсатор не заряжен, все заряды случайным образом распределяются внутри ячейки. Когда суперконденсатор заряжен, все положительные заряды притягиваются к отрицательной клемме, а отрицательные заряды притягиваются к положительной клемме. Как правило, доступны суперконденсаторы с емкостью 420 Ф, током заряда и разряда 4-2 А при комнатной температуре -22 градуса по Цельсию.
Как зарядить суперконденсатор?
Суперконденсатор обладает саморазрядной емкостью и неограниченными циклами заряда-разряда. Эти типы конденсаторов могут работать с низкими напряжениями (2-3 вольта) и могут быть подключены последовательно для получения высокого напряжения, которое используется в мощном оборудовании. По сравнению с батареями он может накапливать больше энергии и высвобождать ее мгновенно и быстрее.
Когда этот конденсатор подключен к цепи или источнику постоянного напряжения, пластины являются зарядами, а противоположные заряды образуются с обеих сторон разделителя, который образует двухслойный электролитический конденсатор.
Чтобы зарядить суперконденсатор, подключите положительную сторону источника напряжения к положительной клемме суперконденсатора, а отрицательную сторону источника напряжения подключите к отрицательной клемме суперконденсатора.
Если суперконденсатор подключен к источнику напряжения 15 вольт, то он заряжается до 15 вольт. Когда напряжение превышает значение приложенного источника напряжения, суперконденсатор может быть поврежден. Таким образом, резистор подключен последовательно к источнику напряжения и конденсатору, чтобы уменьшить количество тока, протекающего через конденсатор, и он не повреждается.
Источник постоянного тока и источник ограниченного напряжения подходят для суперконденсатора. Когда напряжение увеличивается постепенно, величина тока, протекающего через конденсатор, изменяется. В полностью заряженном режиме ток по умолчанию падает.
Суперконденсатор против батареи
Широко используются батареи с удельным объемом и массой, также имеют лучшую удельную энергию. Суперконденсаторы - это конденсаторы большой емкости с высокой удельной мощностью. По сравнению с батареей, суперконденсатор обладает быстрой зарядкой-разрядкой, может выдерживать низкие и высокие температуры, высокую надежность и низкое сопротивление.
Стоимость батареи низкая, тогда как стоимость суперконденсатора высока. Суперконденсаторы обладают саморазрядной емкостью. В аккумуляторе рабочее напряжение определяет режимы зарядки и разрядки. В суперконденсаторе допустимое напряжение зависит от типа диэлектрического материала, используемого между пластинами. А также электролит в конденсаторе может увеличить емкость.
Доступны свинцово-кислотные батареи, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP и т. Д. Суперконденсаторы доступны с органическим электролитом, водным электролитом, ионной жидкостью, гибридными и псевдосуперконденсаторами. Аккумуляторы используются для хранения большого количества энергии, а суперконденсаторы используются для обеспечения высокой плотности мощности.
Солнечный инвертор с использованием суперконденсатора
В солнечный инвертор полезен для фермеров при орошении, ограждении и т. д. В солнечном инверторе используются солнечные панели и солнечная энергия полученные с этих пластин хранятся в батарее. Полная система солнечного инвертора имеет переключатель ВКЛ / ВЫКЛ для управления зарядкой батареи в соответствии с целями фермера.
солнечный инвертор с использованием суперконденсатора
Блок-схема солнечного инвертора с использованием суперконденсатора содержит:
- Солнечная панель
- Генератор импульсов
- Повышающий трансформатор
- МОП-транзистор
- Переключатель ВКЛ / ВЫКЛ
- Суперконденсатор и
- Аккумуляторная батарея
Когда провода аккумулятора подключены к импульсному генератор и, в свою очередь, MOSFET способен генерировать импульсы включения / выключения на разных частотах. Импульсы подаются на повышающий трансформатор для получения низкого переменного напряжения. Это переменное напряжение используется для различных целей в сельском хозяйстве. Суперконденсатор используется во всем процессе для обеспечения высокой мощности, для быстрой зарядки и хранения солнечной энергии, а также для увеличения срока службы батарей.
Выходную энергию солнечных пластин можно увеличить за счет увеличения размеров солнечных пластин.
Приложения
Применения суперконденсатора включают следующее.
- Для обеспечения высокой мощности и устранения разрывов в питании
- Промышленные и электронные приложения
- Используется в ветряных турбинах, электрических и гибридных транспортных средствах
- Рекуперативное торможение для высвобождения мощности при ускорении
- Для запуска питания в системах старт-стоп
- Регулировать напряжение в энергосистеме
- Для захвата и поддержки мощности при опускании и поднятии грузов
- Обеспечивает резервное питание в состоянии быстрой разрядки.
FAQs
1). Могут ли суперконденсаторы заменить батареи?
Для обеспечения высокой плотности мощности, а также для простой и быстрой зарядки суперконденсаторы могут заменять батареи.
2). Сколько энергии может хранить суперконденсатор?
Суперконденсатор сохраняет максимальное количество энергии 22,7 джоулей для питания 5,5 вольт. Он хранит в 10-100 раз больше энергии на единицу массы или объема по сравнению с электролитическими конденсаторами.
3). В чем разница между батареей и суперконденсатором?
Батареи используются для хранения высокой энергии, а суперконденсаторы имеют высокую плотность мощности.
Суперконденсаторы используются для быстрого хранения и высвобождения энергии, в то время как батареи хранят энергию в течение более длительных периодов времени.
4). Как долго суперконденсатор может держать заряд?
Время зарядки суперконденсатора составляет 1-10 секунд по сравнению с 10-60 минутами, необходимыми для достижения полностью заряженного аккумулятора. Он обеспечивает мощность 10 000 Вт / кг с неограниченными циклами зарядки-разрядки.
5). Почему бы не использовать конденсаторы вместо батарей?
Конденсаторы накапливают электрическую энергию и имеют тысячи циклов зарядки-разрядки. Батарея остается постоянной, когда она разряжается постоянным током и имеет постоянную выходную мощность. В то время как напряжение конденсатора падает линейно при постоянном токе, выходная мощность также падает. Итак, конденсатор нельзя заменить аккумулятором. Схема регулятора напряжения используется для замены конденсатора на батарею.
Таким образом, это все о обзор суперконденсатора . Они используются в электронике, а также в промышленных приложениях. Вот вам вопрос, а какова функция суперконденсатора?
