Vantaggi e svantaggi di Supercapacitor

Il supercapacitor assomiglia ad un condensatore normale a eccezione che offre la capacità molto alta in un piccolo formato. L'immagazzinaggio di energia è per mezzo di carica statica. L'applicazione del differenziale di tensione sulle piastre positive e negative carica il supercapacitor. Questo concetto è simile ad una carica elettrica che si accumula quando cammina su una moquette. Il contatto dell'oggetto a potenziale al suolo libera l'energia. Il concetto di supercapacitor è stato intorno per un certo numero di anni ed ha trovato molte applicazioni del posticino.

Considerando che un condensatore normale consiste di conduttivo sventa e un separatore asciutto, il supercapacitor è una traversa fra un condensatore e una batteria elettrochimica. Usa gli elettrodi speciali e un certo elettrolito. Ci sono tre generi di materiali dell'elettrodo adatti a supercapacitor, vale a dire: l'alta area ha attivato i carbonio, l'ossido di metallo ed i polimeri di condotta. Carbonio attivati usando di un'gli alti area è l'più economico da produrre. Questo sistema inoltre è denominato condensatore del Double Layer (DLC) perché l'energia è memorizzata nel doppio strato formato vicino alla superficie dell'elettrodo del carbonio.

L'elettrolito può essere acquoso o organico. L'elettrolito acquoso offre la resistenza interna bassa ma i limiti la tensione ad un volt. In opposizione, l'elettrolito organico concede due e tre volt della carica, ma la resistenza interna è più alta.

Rendere il supercapacitor pratico per uso in circuiti elettronici, le più alte tensioni sono necessarie. Il collegamento delle cellule in serie compie questa operazione. Se più di tre o quattro condensatori sono collegati in serie, l'equilibratura di tensione deve essere usata per impedire tutta la cellula la sovratensione raggiungente.

La quantità di energia che un condensatore può tenere è misurata nei microfarad o nel µF. (1µF = 0.000.001 farad). I piccoli condensatori sono misurati nei nanofarads (1000 volte più piccolo di 1µF) e nei picofarad (1 milione volte più piccolo di 1µF). Supercapacitors è valutato nelle unità di 1 farad e più su. La densità gravimetrica di energia è 1 a 10Wh/kg. Questa densità di energia è alta rispetto al condensatore elettrolitico ma più bassa delle batterie. Una resistenza interna relativamente bassa offre la buona conducibilità.

Il supercapacitor fornisce l'energia di circa un decima quello della batteria di NiMH. Considerando che la batteria elettrochimica trasporta una tensione ragionevolmente costante nello spettro di energia utilizzabile, la tensione del supercapacitor è lineare e cade da tensione completa ai volt zero senza la curva piana consueta di tensione caratterizzata dalla maggior parte delle batterie chimiche. A causa di questo scarico lineare, il supercapacitor non può trasportare la carica completa. La percentuale della carica che è disponibile dipende dai requisiti di tensione dell'applicazione.

Se, per esempio, una batteria 6V è permessa scaricarsi a 4.5V prima che l'apparecchiatura tagli, il supercapacitor raggiunge quella soglia all'interno del primo trimestre del tempo di scarico. L'energia restante slitta in una gamma inutilizzabile di tensione. Un convertitore CC-$$$-CC può essere utilizzato per aumentare la gamma di tensione ma questa opzione aggiunge i costi ed introduce lle inefficienze di 10 - 15 per cento.

Le applicazioni di supercapacitor più comuni sono sostegno di memoria ed alimentazione standby. In alcune applicazioni speciali, il supercapacitor può essere usato come rimontaggio diretto della batteria elettrochimica. Gli usi supplementari stanno filtrando e lisciando delle correnti pulsate del carico. Un supercapacitor può, per esempio, migliorare la manipolazione corrente di una batteria. Durante la corrente bassa del carico, la batteria carica il supercapacitor. L'energia memorizzata allora dà dei calci a dentro quando un'alta corrente del carico è chiesta. Ciò aumenta le prestazioni della batteria, prolunga il tempo di esecuzione e perfino estende la longevità della batteria. Il supercapacitor troverà un mercato di aspettare affinchè le cellule di combustibile portatili compensi le prestazioni pigre di alcuni sistemi e per aumentare le prestazioni peak.

Se usato come rinforzatore della batteria, il supercapacitor può essere disposto all'interno dell'apparecchiatura portatile o attraverso i terminali positivi e negativi nel pacchetto della batteria. Se messo nell'apparecchiatura, le disposizioni devono essere previste per limitare l'alto afflusso della corrente quando l'apparecchiatura è accesa.

I supercapacitors bassi di impedenza possono essere caricati nei secondi. Le caratteristiche della carica sono simili a quelle di una batteria elettrochimica. La carica iniziale è ragionevolmente veloce; la carica del guarnizione occorre un certo tempo supplementare. In termini di metodo caricantesi, il supercapacitor assomiglia alla cellula dell'acido del piombo. La carica completa avviene quando un limite di tensione dell'insieme è raggiunto. Diverso della batteria elettrochimica, il supercapacitor non richiede pieno-carica il circuito di rilevazione. Supercapacitors può anche essere trickle caricato.

Limitazioni incapaci usare lo spettro di energia completo - secondo l'applicazione, non tutta l'energia è disponibile. Densità bassa di energia - tiene tipicamente un quinto - un decimo di energia di una batteria elettrochimica. Le cellule hanno basse tensioni - i collegamenti di serie sono necessari ottenere le più alte tensioni. L'equilibratura di tensione è richiesta se più di tre condensatori sono collegati in serie. Alta autoscarica - l'autoscarica è considerevolmente superiore a quella di una batteria elettrochimica.

Vantaggi e svantaggi di Supercapacitors

Vantaggi

1. Vita virtualmente illimitata del ciclo - non conforme all'usura ed all'invecchiamento sperimentati dalla batteria elettrochimica.
2. Impedenza bassa - aumenta il maneggiamento corrente di impulso mettendo con una batteria elettrochimica.
3. Caricarsi veloce - i supercapacitors di basso-impedenza si caricano nei secondi.
4. Metodi semplici della carica - tensione-limitare il circuito compensa il selfdischarge; nessun pieno-carichi il circuito di rilevazione stato necessario.
5. Immagazzinaggio redditizio di energia - la densità più bassa di energia è compensata da un conteggio di ciclo molto alto.

Svantaggi

1. Incapace usare lo spettro di energia completo - secondo l'applicazione, non tutta l'energia è disponibile.
2. Densità bassa di energia - tiene tipicamente un quinto - un decimo di energia di una batteria elettrochimica.
3. Le cellule hanno basse tensioni - i collegamenti di serie sono necessari ottenere le più alte tensioni.
4. L'equilibratura di tensione è richiesta se più di tre condensatori sono collegati in serie.
5. Alta autoscarica - l'autoscarica è considerevolmente superiore a quella di una batteria elettrochimica.

Dalla natura, la tensione che limita il circuito compensa l'autoscarica. Il supercapacitor può essere ricaricato ed ha scaricato virtualmente un numero di volte illimitato. Diverso della batteria elettrochimica, ci è pochissimo usura e rottura indotte ciclando. L'autoscarica del supercapacitor è sostanzialmente superiore a quella della batteria elettrochimica. Tipicamente, la tensione del supercapacitor con un elettrolito organico cade dalla carica completa ai 30 per cento livellati dentro così piccolo quanto 10 ore. Altri supercapacitors possono mantenere più lungamente l'energia caricata. Con questi disegni, la capienza cade dalla carica completa a 85 per cento in 10 giorni. In 30 giorni, la tensione cade a approssimativamente 65 per cento ed a 40 per cento dopo 60 giorni.

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