Un element passiu senzill que pot emmagatzemar energia elèctrica , quan una font de tensió aplicada s’anomena condensador. Té una capacitat o capacitat per emmagatzemar energia elèctrica produint diferències de potencial entre les seves plaques i es comporta com un recarregable pila . El condensador consta de dues plaques conductores paral·leles, que no estan connectades entre si. Les plaques estan separades per un material aïllant anomenat dielèctric, que és paper encerat, ceràmica, plàstic de mica o gel líquid. A causa d’aquest material aïllant, el Corrent continu no pot circular pel condensador. Bloqueja el flux de corrent i el condensador es carrega fins a la seva tensió d’alimentació i actua com a aïllant. Quan s’utilitza el condensador en circuits de corrent altern, el flux de corrent és directe a través del condensador sense blocs. La propietat elèctrica del condensador és la capacitat i es mesura en Farads (F). Depenent del dielèctric, la capacitat del condensador varia. Hi ha un condensador que té la capacitat d’emmagatzematge més alta. Un d’aquests és un súper condensador. En aquest article es discuteix una visió general del supercondensador.
Què és el supercondensador?
Definició: Un supercondensador també anomenat ultracondensador o d'alta capacitat condensador o condensador electrolític de doble capa que pot emmagatzemar grans quantitats d'energia gairebé de 10 a 100 vegades més energia en comparació amb els condensadors electrolítics. És molt preferit que les bateries per la seva capacitat de càrrega més ràpida i el seu subministrament d'energia més ràpid. Té més cicles de càrrega i descàrrega que les bateries recarregables. Aquests es desenvolupen en temps moderns per obtenir beneficis econòmics i industrials. La capacitat d’aquest condensador també es mesura a Farad (F). El principal avantatge d’aquest condensador és la seva eficiència i la seva gran capacitat d’emmagatzematge d’energia.
supercondensador
Funcionament del supercondensador
De manera similar a un condensador normal, el supercondensador també té dues plaques paral·leles amb una àrea més gran. Però la diferència és que la distància entre les plaques és petita. Les plaques estan formades per metalls i amarades d’electròlits. Les plaques estan separades per una fina capa anomenada aïllant.
símbol de supercondensador
Quan es formen càrregues oposades a banda i banda de l’aïllant , es forma una doble capa elèctrica i es carreguen les plaques. Per tant, el supercondensador està carregat i té una capacitat superior. Aquests condensadors s’utilitzen per proporcionar una gran potència i permetre corrents de càrrega elevats amb baixa resistència. El cost del supercondensador és elevat a causa de la seva alta capacitat de càrrega i descàrrega.
Es crea una capa elèctrica-doble quan es canvien les plaques i es formen càrregues oposades a banda i banda de les plaques. Per tant, els supercondensadors també s’anomenen condensadors de doble capa o de doble capa elèctrica condensadors (EDLC’S). Quan l’àrea de les plaques augmenta i la distància entre les plaques disminueix, llavors augmenta la capacitat del condensador.
funcionament del supercondensador
Quan no es carrega el supercondensador, totes les càrregues es distribueixen aleatòriament dins de la cel·la. Quan es carrega el supercondensador, totes les càrregues positives són atretes pel terminal negatiu i les càrregues negatives pel terminal positiu. En general, els supercondensadors estan disponibles amb una capacitat de 420 F, una càrrega i una descàrrega de 4-2A amb una temperatura ambient de -22 graus centígrads.
Com carregar un supercondensador?
El supercondensador té la capacitat d’autodescàrrega i cicles de càrrega-descàrrega il·limitats. Aquest tipus de condensadors poden funcionar amb baixes tensions (2-3 volts) i es poden connectar en sèrie per produir alta tensió, que s’utilitza en equips potents. Pot emmagatzemar més energia i alliberar-se de manera instantània i més ràpida en comparació amb les bateries.
Quan aquest condensador es connecta al circuit o a la font de tensió de CC, les plaques són càrregues i es formen càrregues oposades a banda i banda del separador, que forma un condensador electrolític de doble capa.
Per carregar un supercondensador, connecteu el costat positiu de la font de tensió al terminal positiu del supercondensador i el costat negatiu de la font de tensió es connecta al terminal negatiu del supercondensador.
Si el supercondensador està connectat a una font de tensió de 15 volts, es carrega fins a 15 volts. A mesura que el voltatge augmenta més enllà de la font de tensió aplicada, el supercondensador es pot danyar. Per tant, la resistència es connecta en sèrie amb la font de tensió i el condensador per disminuir la quantitat de corrent que circula pel condensador i no es fa malbé.
El subministrament de corrent constant i el subministrament de tensió limitada són adequats per al supercondensador. Quan la tensió augmenta gradualment, la quantitat de corrent que circula pel condensador canvia. En el mode completament carregat, l'actual cau de manera predeterminada.
Supercondensador contra bateria
Les bateries s’utilitzen àmpliament amb un volum i un pes específics, a més tenen una densitat energètica millor. Els supercondensadors són condensadors d'alta capacitat amb alta densitat de potència. En comparació amb una bateria, el supercondensador té una capacitat de càrrega-descàrrega ràpida, pot suportar temperatures baixes-altes, alta fiabilitat i baixa impedància.
El cost de la bateria és baix, mentre que el cost d’un supercondensador és elevat. Els supercondensadors tenen la capacitat d’autodescàrrega. A la bateria, el voltatge de funcionament determina els modes de càrrega i descàrrega. En un supercondensador, la tensió permesa depèn del tipus de material dielèctric utilitzat entre les plaques. I també l’electròlit del condensador pot augmentar la capacitat.
Les bateries estan disponibles en bateries de plom àcid, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, etc. Els supercondensadors estan disponibles amb electròlits orgànics, electròlits aquosos, líquids iònics, híbrids i pseudo supercapacitors Les bateries s’utilitzen per emmagatzemar grans quantitats d’energia i els supercondensadors s’utilitzen per proporcionar una alta densitat de potència.
Inversor solar amb un supercondensador
El solar inverter és útil per als agricultors en reg, tanques, etc. L'inversor solar utilitza plaques solars i solar energy obtingut d’aquestes plaques s’emmagatzema en una bateria. El sistema complet d’inversors solars té un ON / OFF encès per controlar la càrrega de la bateria segons el propòsit de l’agricultor.
inversor solar que utilitza supercondensador
El diagrama de blocs del convertidor solar que utilitza supercondensador conté,
- solar panell
- Generador de polsos
- Transformador intensiu
- MOSFET
- Interruptor ON / OFF
- Supercondensador i
- Batería recarregable
Quan els cables de la bateria estan connectats al pols generador i al seu torn al MOSFET, és capaç de generar polsos ON / OFF a diferents freqüències. Els polsos s’alimenten a la pujada transformador per obtenir baixa tensió de corrent altern. Aquest voltatge de corrent altern s’utilitza per a diferents aplicacions durant l’agricultura. El supercondensador s’utilitza en tot el procés per obtenir una gran potència, per carregar i emmagatzemar energia solar ràpidament i augmentar la durada de la bateria.
L'energia de sortida de les plaques solars es pot augmentar augmentant les dimensions de les plaques solars.
Aplicacions
Les aplicacions del supercondensador inclouen el següent.
- Per oferir buits de potència i pont elevats
- Aplicacions industrials i electròniques
- S’utilitza en aerogeneradors, vehicles elèctrics i híbrids
- Frenada regenerativa per alliberar la potència en acceleració
- Per iniciar l’alimentació en sistemes d’arrencada-parada
- Reguleu la tensió a la xarxa energètica
- Captar i ajudar la potència en càrregues més baixes i elevades
- Còpia de seguretat de l'alimentació en un estat de descàrrega ràpida.
Preguntes freqüents
1). Els supercondensadors poden substituir les bateries?
Per proporcionar una alta densitat de potència i per a càrregues senzilles i ràpides, els supercondensadors poden substituir les bateries.
2). Quanta energia pot emmagatzemar un supercondensador?
El supercondensador emmagatzema una quantitat màxima d'energia de 22,7 joules per a un subministrament de 5,5 volts. Emmagatzema 10-100 vegades més energia per unitat de massa o volum en comparació amb els condensadors electrolítics
3). Quina diferència hi ha entre una bateria i un supercondensador?
Les bateries s’utilitzen per emmagatzemar molta energia i els supercondensadors tenen una densitat de potència elevada.
Els supercondensadors s’utilitzen per emmagatzemar i alliberar energia ràpidament, mentre que les bateries emmagatzemen l’energia durant períodes més llargs.
4). Quant de temps pot mantenir un supercondensador una càrrega?
El temps de càrrega del supercondensador és d’1-10 segons si es compara amb els 10-60 minuts per arribar a una bateria completament carregada. Ofereix 10.000 W / kg amb cicles de càrrega-descàrrega il·limitats.
5). Per què no utilitzar condensadors en lloc de bateries?
Els condensadors emmagatzemen energia elèctrica i tenen milers de cicles de càrrega-descàrrega. La bateria es manté constant quan es descarrega a un corrent constant i té una potència de sortida constant. Tot i que la tensió del condensador es baixa linealment a un corrent constant, la potència de sortida també baixa. Per tant, el condensador no es pot substituir per una bateria. Un circuit regulador de tensió s’utilitza per substituir un condensador per una bateria.
Per tant, tot això es tracta una visió general d’un supercondensador . S’utilitzen tant en aplicacions electròniques com industrials. Aquí teniu una pregunta, quina és la funció d'un supercondensador?
