Een eenvoudig passief element dat kan worden opgeslagen elektrische energie , wanneer een toegepaste spanningsbron een condensator wordt genoemd. Het heeft het vermogen of de capaciteit om elektrische energie op te slaan door een potentiaalverschil over zijn platen te produceren, en het gedraagt zich als een oplaadbare batterij batterij De condensator bestaat uit twee parallelle geleidende platen die niet met elkaar zijn verbonden. De platen zijn van elkaar gescheiden door een isolerend materiaal genaamd Diëlektrisch, dat is papier, keramiek, mica plastic of vloeibare gel. Door dit isolatiemateriaal is de DC stroom kan niet door de condensator stromen. Het blokkeert de stroom en de condensator laadt op tot zijn voedingsspanning en werkt als een isolator. Wanneer de condensator wordt gebruikt in wisselstroomcircuits, loopt de stroom zonder blokken door de condensator. De elektrische eigenschap van de condensator is capaciteit en wordt gemeten in Farads (F). Afhankelijk van het diëlektricum kan de capaciteit van de condensator variëren. Er is één condensator met de hoogste opslagcapaciteit. Een daarvan is een supercondensator. Dit artikel bespreekt een overzicht van supercondensator.
Wat is Supercapacitor?
Definitie: Een supercondensator ook wel ultracondensator genoemd of een hoge capaciteit condensator of dubbellaagse elektrolytische condensator die grote hoeveelheden energie kan opslaan, bijna 10 tot 100 keer meer energie in vergelijking met de elektrolytische condensatoren. Het heeft algemeen de voorkeur boven batterijen vanwege zijn snellere oplaadcapaciteit en snellere levering van energie. Het heeft meer oplaad- en ontlaadcycli dan oplaadbare batterijen. Deze zijn in moderne tijden ontwikkeld voor industriële en economische voordelen. De capaciteit van deze condensator wordt ook gemeten in Farad's (F). Het belangrijkste voordeel van deze condensator is zijn efficiëntie en hoge energieopslagcapaciteit.
supercondensator
Supercondensator werkt
Net als bij een normale condensator, heeft de supercondensator ook twee parallelle platen met een groter oppervlak. Maar het verschil is dat de afstand tussen de platen klein is. De platen zijn gemaakt van metalen en gedrenkt in elektrolyten. De platen zijn gescheiden door een dunne laag die een isolator wordt genoemd.
supercondensator-symbool
Wanneer tegengestelde ladingen worden gevormd aan beide zijden van de isolator wordt een elektrische dubbele laag gevormd en worden de platen opgeladen. Daarom is de supercondensator opgeladen en heeft deze een hogere capaciteit. Deze condensatoren worden gebruikt om een hoog vermogen te leveren en hoge belastingsstromen met lage weerstand mogelijk te maken. De kosten van de supercondensator zijn hoog vanwege zijn hoge laad- en ontlaadcapaciteit.
Er ontstaat een elektrisch-dubbele laag wanneer de platen worden verwisseld en tegengestelde ladingen worden gevormd aan beide zijden van de platen. Daarom worden de supercondensatoren ook wel dubbellaagse condensatoren of elektrische dubbellaagse condensatoren genoemd condensatoren (EDLC's). Wanneer het oppervlak van de platen toeneemt en de afstand tussen de platen afneemt, neemt de capaciteit van de condensator toe.
supercondensator werkt
Als de supercondensator niet is opgeladen, worden alle ladingen willekeurig binnen de cel verdeeld. Wanneer de supercondensator is opgeladen, worden alle positieve ladingen naar de negatieve pool aangetrokken en worden negatieve ladingen naar de positieve pool aangetrokken. Over het algemeen zijn supercondensatoren verkrijgbaar met een capaciteit van 420F, laad- en ontlaadstroom van 4-2Amp bij een kamertemperatuur van -22 graden Celsius.
Hoe een supercondensator opladen?
De supercondensator heeft het zelfontlaadvermogen en onbeperkte laad-ontlaadcycli. Dit soort condensatoren kunnen werken met lage spanningen (2-3 volt) en kunnen in serie worden geschakeld om een hoge spanning te produceren, die wordt gebruikt in krachtige apparatuur. Het kan meer energie opslaan en komt direct en sneller vrij in vergelijking met batterijen.
Wanneer deze condensator is aangesloten op het circuit of de gelijkspanningsbron, zijn de platen ladingen en worden tegengestelde ladingen gevormd aan beide zijden van de scheider, die een dubbellaagse elektrolytische condensator vormt.
Om een supercondensator op te laden, verbindt u de positieve kant van de spanningsbron met de positieve pool van de supercondensator en de negatieve kant van de spanningsbron met de negatieve pool van de supercondensator.
Als de supercondensator is aangesloten op een spanningsbron van 15 volt, laadt deze op tot 15 volt. Als de spanning hoger wordt dan de aangelegde spanningsbron, kan de supercondensator beschadigd raken. De weerstand is dus in serie geschakeld met de spanningsbron en condensator om de hoeveelheid stroom die door de condensator vloeit te verminderen en deze wordt niet beschadigd.
De constante stroomtoevoer en de beperkte spanningstoevoer is geschikt voor de supercondensator. Wanneer de spanning geleidelijk wordt verhoogd, verandert de hoeveelheid stroom die door de condensator vloeit. In de volledig opgeladen modus daalt de stroom standaard.
Supercondensator versus batterij
De batterijen worden veel gebruikt met een bepaald volume en gewicht, hebben ook een betere energiedichtheid. Supercondensatoren zijn condensatoren met een hoge capaciteit en een hoge vermogensdichtheid. In vergelijking met een batterij heeft de supercondensator een snel laad-ontlaadvermogen, is hij bestand tegen lage tot hoge temperaturen, is hij betrouwbaar en heeft hij een lage impedantie.
De kosten van de batterij zijn laag, terwijl de kosten van een supercondensator hoog zijn. Supercondensatoren hebben het zelfontladend vermogen. In de batterij bepaalt de bedrijfsspanning de laad- en ontlaadmodi. In een supercondensator hangt de toegestane spanning af van het type diëlektrisch materiaal dat tussen de platen wordt gebruikt. En ook de elektrolyt in de condensator kan de capaciteit vergroten.
Batterijen zijn verkrijgbaar in loodzuurbatterijen, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, enz. Supercondensatoren zijn verkrijgbaar met organische elektrolyt, waterige elektrolyt, ionische vloeistof, hybride en pseudo-supercondensatoren. Batterijen worden gebruikt om grote hoeveelheden energie op te slaan en supercondensatoren worden gebruikt om een hoge vermogensdichtheid te leveren.
Zonne-omvormer met behulp van een supercondensator
De zonne-omvormer is nuttig voor de boeren bij irrigatie, omheiningen, enz. De omvormer voor zonne-energie gebruikt zonnepanelen en de zonne energie verkregen uit deze platen wordt opgeslagen in een batterij. Het complete zonne-omvormersysteem heeft een AAN / UIT-schakelaar om het opladen van de batterij te regelen volgens het doel van de boer.
zonne-omvormer-met-supercondensator
Het blokschema van de omvormer voor zonne-energie met behulp van supercondensator bevat,
- Zonnepaneel
- Pulsgenerator
- Step-up transformator
- MOSFET
- Aan / uit knop
- Supercondensator en
- Oplaadbare batterij
Wanneer de batterijkabels zijn aangesloten op de puls generator en op zijn beurt is de MOSFET in staat om AAN / UIT-pulsen op verschillende frequenties te genereren. De pulsen worden naar de step-up gevoerd transformator om een lage wisselspanning te verkrijgen. Deze wisselspanning wordt gebruikt voor verschillende toepassingen tijdens de landbouw. De supercondensator wordt in het hele proces gebruikt om een hoog vermogen te leveren, voor het snel opladen en opslaan van zonne-energie en om de levensduur van de batterij te verlengen.
De output-energie van de zonneplaten kan worden verhoogd door de afmetingen van de zonneplaten te vergroten.
Toepassingen
De toepassingen van supercondensator omvatten de volgende.
- Om een hoog vermogen te leveren en stroomonderbrekingen te overbruggen
- Industriële en elektronische toepassingen
- Gebruikt in windturbines, elektrische en hybride voertuigen
- Regeneratief remmen om het vermogen bij acceleratie vrij te geven
- Om stroom te starten in start-stop-systemen
- Regel de spanning in het energienet
- Voor het opvangen en ondersteunen van het vermogen bij lagere en geheven lasten
- Maakt een back-up van de stroom in een snelle ontlaadtoestand.
Veelgestelde vragen
1). Kunnen supercondensatoren batterijen vervangen?
Om een hoge vermogensdichtheid te leveren en voor eenvoudige en snelste oplaaddoeleinden, kunnen de supercondensatoren batterijen vervangen.
2). Hoeveel energie kan een supercondensator opslaan?
De supercondensator slaat 22,7 joule maximale hoeveelheid energie op voor een voeding van 5,5 volt. Het slaat 10-100 keer meer energie op per massa of volume-eenheid in vergelijking met elektrolytische condensatoren
3). Wat is het verschil tussen een batterij en een supercondensator?
Batterijen worden gebruikt om hoge energie op te slaan en supercondensatoren hebben een hoge vermogensdichtheid.
Supercondensatoren worden gebruikt om energie snel op te slaan en af te geven, terwijl batterijen de energie voor langere perioden opslaan.
4). Hoe lang kan een supercondensator een lading vasthouden?
De oplaadtijd van de supercondensator is 1-10 seconden in vergelijking met de 10-60 minuten om een volledig opgeladen batterij te bereiken. Hij levert 10.000 W / kg met onbeperkte laad-ontlaadcycli.
5). Waarom geen condensatoren gebruiken in plaats van batterijen?
Condensatoren slaan elektrische energie op en hebben duizenden laad-ontlaadcycli. De batterij blijft constant wanneer deze wordt ontladen met een constante stroom en heeft een constant uitgangsvermogen. Terwijl de spanning van de condensator lineair daalt bij een constante stroom, daalt ook het uitgangsvermogen. De condensator kan dus niet worden vervangen door een batterij. Een spanningsregelaarcircuit wordt gebruikt om een condensator te vervangen door een batterij.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een supercondensator Deze worden zowel in elektronica als industriële toepassingen gebruikt. Hier is een vraag voor jou, wat is de functie van een supercondensator?
