Ett enkelt passivt element som kan lagras elektrisk energi , när en applicerad spänningskälla kallas kondensator. Den har en förmåga eller kapacitet att lagra elektrisk energi genom att producera potentialskillnad över plattorna, och den beter sig som en uppladdningsbar batteri . Kondensatorn består av två parallella ledande plattor som inte är anslutna till varandra. Plattorna är åtskilda av ett isolerande material som kallas Dielectric, vilket är vaxat papper, keramik, glimmerplast eller flytande gel. På grund av detta isoleringsmaterial har DC-ström kan inte flöda genom kondensatorn. Det blockerar strömmen och kondensatorn laddas upp till dess matningsspänning och fungerar som en isolator. När kondensatorn används i växelströmskretsar är strömmen direkt genom kondensatorn utan block. Kondensatorns elektriska egenskap är kapacitans och mäts i Farads (F). Beroende på dielektrikumet varierar kondensatorns kapacitans. Det finns en kondensator som har den högsta lagringskapaciteten. En sådan är en superkondensator. Denna artikel diskuterar en översikt av superkapacitor.
Vad är Supercapacitor?
Definition: En superkapacitor även kallad ultrakapacitor eller en hög kapacitet kondensator eller tvålagers elektrolytkondensator som kan lagra stora mängder energi nästan 10 till 100 gånger mer energi jämfört med elektrolytkondensatorerna. Det är allmänt föredraget än batterier på grund av dess snabbare laddningskapacitet och snabbare leverans av energi. Den har fler laddnings- och urladdningscykler än uppladdningsbara batterier. Dessa utvecklas i modern tid för industriella och ekonomiska fördelar. Kondensatorns kapacitans mäts också i Farads (F). Den största fördelen med denna kondensator är dess effektivitet och höga energilagringskapacitet.
superkondensator
Superkondensator fungerar
I likhet med en vanlig kondensator har superkondensatorn också två parallella plattor med större yta. Men skillnaden är att avståndet mellan plattorna är litet. Plattorna består av metaller och blötläggs i elektrolyter. Plattorna är åtskilda av ett tunt lager som kallas en isolator.
superkondensator-symbol
När motsatta laddningar bildas på båda sidor av isolatorn bildas ett elektriskt dubbelskikt och plattorna laddas. Därför laddas superkondensatorn och har högre kapacitans. Dessa kondensatorer används för att ge hög effekt och möjliggöra höga belastningsströmmar med lågt motstånd. Kostnaden för superkondensatorn är hög på grund av dess höga laddnings- och urladdningskapacitet.
Ett elektriskt dubbelt lager skapas när plattorna byts och motsatta laddningar bildas på båda sidor om plattorna. Därför kallas superkondensatorerna också dubbelskiktskondensatorer eller elektriska dubbelskikt kondensatorer (EDLC’S). När plattans yta ökar och avståndet mellan plattorna minskar ökar kondensatorns kapacitans.
superkondensator fungerar
När superkondensatorn inte laddas fördelas alla laddningar slumpmässigt i cellen. När superkondensatorn laddas lockas alla positiva laddningar till den negativa terminalen och negativa laddningar lockas till den positiva terminalen. Generellt finns superkondensatorer tillgängliga med 420F kapacitans, laddnings- och urladdningsström 4-2Aps med en rumstemperatur på -22 grader Celsius.
Hur laddar jag en superkondensator?
Superkondensatorn har självurladdningskapacitet och obegränsad laddningsurladdningscykel. Dessa typer av kondensatorer kan arbeta med låga spänningar (2-3 volt) och kan kopplas i serie för att producera högspänning, som används i kraftfull utrustning. Det kan lagra mer energi och släpps omedelbart och snabbare jämfört med batterier.
När denna kondensator är ansluten till kretsen eller likspänningskällan är plattorna laddade och motsatta laddningar bildas på båda sidor om separatorn, vilket bildar en elektrolytkondensator i två lager.
För att ladda en superkondensator, anslut den positiva sidan av spänningskällan till den supera kondensatorns positiva terminal och den negativa sidan av spänningskällan är ansluten till den negativa terminalen på superkondensatorn.
Om superkondensatorn är ansluten till 15 volt spänningskälla, laddas den upp till 15 volt. Eftersom spänningen ökar utöver den applicerade spänningskällan kan superkondensatorn skadas. Så motståndet är anslutet i serie med spänningskällan och kondensatorn för att minska mängden ström som flyter genom kondensatorn och den skadas inte.
Den konstanta strömförsörjningen och den begränsade spänningsförsörjningen är lämplig för superkondensatorn. När spänningen ökar gradvis ändras strömmen genom kondensatorn. I fulladdat läge minskar strömmen som standard.
Superkondensator mot batteri
Batterierna används ofta med en viss volym och vikt, har också bättre energitäthet. Superkondensatorer är kondensatorer med hög kapacitet och hög effekttäthet. Jämfört med ett batteri har superkondensatorn en snabb laddningsurladdningskapacitet, kan hantera låg-hög temperatur, hög tillförlitlighet och låg impedans.
Kostnaden för batteriet är låg medan kostnaden för en superkondensator är hög. Superkondensatorer har självurladdningskapacitet. I batteriet bestämmer driftspänningen laddnings- och urladdningslägena. I en superkondensator beror den tillåtna spänningen på typen av dielektriskt material som används mellan plattorna. Och även elektrolyten i kondensatorn kan öka kapacitansen.
Batterier finns i blybatterier, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, etc. Superkapacitorer finns med organisk elektrolyt, vattenbaserad elektrolyt, jonvätska, hybrid- och pseudo-superkondensatorer. Batterier används för att lagra stora mängder energi och superkondensatorer används för att leverera hög effekttäthet.
Solinriktare med en superkondensator
De solinverter är till hjälp för jordbrukarna vid bevattning, stängsel etc. Solinriktaren använder solplattor och solenergi erhållna från dessa plattor lagras i ett batteri. Det kompletta solinverteringssystemet har en PÅ / AV-omkopplare för att styra laddningen av batteriet enligt jordbrukarens syfte.
sol-omformare-använder-superkondensator
Blockdiagrammet för solomvandlaren med superkondensator innehåller,
- Solpanel
- Pulsgenerator
- Step-up transformator
- MOSFET
- På / Av knapp
- Superkondensator och
- Laddningsbart batteri
När batterikablarna är anslutna till pulsen generator och i sin tur till MOSFET kan den generera PÅ / AV-pulser vid olika frekvenser. Pulserna matas till steg-upp transformator för att få låg växelspänning. Denna växelspänning används för olika applikationer under jordbruk. Superkondensatorn används i hela processen för att leverera hög effekt, för snabb laddning och lagring av solenergi och för att öka batteriets livslängd.
Solplattornas utgångsenergi kan ökas genom att öka solplattornas dimensioner.
Applikationer
Tillämpningarna av superkondensator inkluderar följande.
- För att leverera krafteffekter och överbrygga kraftgap
- Industriella och elektroniska applikationer
- Används i vindkraftverk, el- och hybridfordon
- Regenerativ bromsning för att frigöra kraften i acceleration
- Att starta kraft i start-stopp-system
- Reglera spänningen i energinätet
- Att fånga upp och assistera kraften i lägre laster och lyfta laster
- Säkerhetskopierar strömmen i ett snabbt urladdande tillstånd.
Vanliga frågor
1). Kan superkondensatorer byta batterier?
För att leverera hög effekttäthet och för enkla och snabbaste laddningsändamål kan superkondensatorerna byta ut batterier.
2). Hur mycket energi kan en superkondensator lagra?
Superkondensatorn lagrar 22,7 joule maximal energimängd för 5,5 volt. Den lagrar 10-100 gånger mer energi per enhet eller volymsenhet jämfört med elektrolytkondensatorer
3). Vad är skillnaden mellan ett batteri och en superkondensator?
Batterier används för att lagra hög energi och superkondensatorer har hög effekttäthet.
Superkondensatorer används för att snabbt lagra och frigöra ström medan batterier lagrar energin under längre perioder.
4). Hur länge kan en superkondensator hålla en laddning?
Superkondensatorns laddningstid är 1-10 sekunder jämfört med 10-60 minuter för att nå ett fulladdat batteri. Den levererar 10.000 W / kg med obegränsad laddningscykel.
5). Varför inte använda kondensatorer istället för batterier?
Kondensatorer lagrar elektrisk energi och har tusentals laddningsurladdningscykler. Batteriet förblir konstant när det laddas ur med konstant ström och har konstant effekt. Medan kondensatorns spänning tappas linjärt vid en konstant ström, minskar också uteffekten. Så kondensatorn kan inte bytas ut mot ett batteri. En spänningsregulatorkrets används för att ersätta en kondensator med ett batteri.
Således handlar det här om en översikt av en superkondensator . Dessa används i elektronik såväl som industriella applikationer. Här är en fråga till dig, vilken funktion har en superkondensator?
