Voordelen en nadelen van Supercapacitor

De Supercapacitor lijkt op een gewone condensator met de uitzondering dat het biedt een zeer hoge capaciteit in een klein formaat. Energie-opslag is door middel van statische lading. Toepassen van een verschil in spanning op de positieve en negatieve platen laadt de Supercapacitor. Dit concept is vergelijkbaar met een elektrische lading die opbouwt tijdens het lopen op een tapijt. Het aanraken van een object op de begane grond geeft de potentiële energie. De Supercapacitor concept is al een aantal jaren en heeft veel niche-toepassingen gevonden.

Overwegende dat een regelmatige condensator bestaat uit geleidende folies en een droge separator, de Supercapacitor is een kruising tussen een condensator en een electro-chemische batterij. Het maakt gebruik van speciale elektroden en enkele elektrolyt. Er zijn drie soorten van de elektrode materialen geschikt zijn voor de Supercapacitor, te weten: hoge oppervlakte actieve kool-, metaal-oxide en geleidende polymeren. De een met behulp van hoge oppervlakte actieve kool is het meest economisch te produceren. Dit systeem wordt ook wel Double Layer Capacitor (DLC), omdat de energie wordt opgeslagen in de dubbele laag gevormd in de buurt van de koolstof elektrode oppervlak.

Het elektrolyt kan waterig of organisch. De waterige elektrolyt biedt een lage interne weerstand, maar beperkt de spanning naar een volt. In tegenstelling, de organische elektrolyt maakt het mogelijk twee en drie volt van lading, maar de inwendige weerstand hoger is.

Om de Supercapacitor praktisch voor gebruik in elektronische schakelingen te maken, hogere spanningen nodig zijn. Aansluiten van de cellen in serie volbrengt deze taak. Als er meer dan drie of vier condensatoren in serie geschakeld zijn, moet spanning afweging worden gebruikt om een willekeurige cel te voorkomen van het bereiken van overspanning.

De hoeveelheid energie die een condensator kan houden wordt gemeten in microfarads of μF. (1μF = 0.000,001 farad). Kleine condensatoren zijn gemeten in nanofarads (1000 keer kleiner dan 1μF) en picofarads (1 miljoen maal kleiner dan 1μF). Supercondensatoren worden beoordeeld in eenheden van 1 farad en hoger. De gravimetrische energiedichtheid is 1 tot 10Wh/kg. Deze energie dichtheid is hoog in vergelijking met de elektrolytische condensator, maar lager dan batterijen. Een relatief lage interne weerstand biedt goede geleidbaarheid.

De Supercapacitor levert de energie van ongeveer een tiende die van de NiMH-batterij. Overwegende dat de electro-chemische batterij levert een tamelijk constante spanning in de bruikbare energie spectrum, de spanning van de Supercapacitor lineair is en druppels van volledige spanning op nul volt zonder de gebruikelijke vlakke spanning curve wordt gekenmerkt door de meeste chemische batterijen. Door deze lineaire kwijting, is de Supercapacitor niet de volledige lading te leveren. Het percentage van de heffing die beschikbaar is, hangt af van de spanning eisen van de aanvraag.

Als, bijvoorbeeld, een 6V batterij is toegestaan om kwijting aan 4.5V voordat de apparatuur afsnijdt, de Supercapacitor bereikt deze drempel in het eerste kwartaal van de lozing tijd. De resterende energie glijdt in een onbruikbaar spanningsbereik. Een DC-to-DC converter kan worden gebruikt om de spanning bereik te vergroten, maar deze optie voegt de kosten en introduceert inefficiëntie van 10 tot 15 procent.

De meest voorkomende toepassingen zijn Supercapacitor geheugen back-up en standby-vermogen. In sommige speciale toepassingen kan de Supercapacitor worden gebruikt als een directe vervanging van de elektrochemische batterij. Extra toepassingen zijn filtering en afvlakking van gepulseerde lading stromingen. Een Supercapacitor kan, bijvoorbeeld, verbetering van de huidige behandeling van een batterij. Tijdens lage belasting, de batterij laadt de Supercapacitor. De opgeslagen energie komt er dan bij wanneer een hoge stroomsterktes wordt gevraagd. Dit verhoogt de prestaties van de batterij, verlengt de runtime en zelfs verlengt de levensduur van de batterij. De Supercapacitor vindt een markt voor draagbare brandstofcellen om te compenseren voor de achterblijvende prestaties van sommige systemen en maximale prestaties te verbeteren.

Indien gebruikt als een batterij versterker, kan de Supercapacitor worden geplaatst in de draagbare apparatuur of over de positieve en negatieve terminals in de accu. Als gebracht van de apparatuur, moet worden voorzien ter beperking van de hoge instroom van de huidige als de apparatuur wordt ingeschakeld.

Lage impedantie supercondensatoren kan worden gebracht in seconden. De heffing kenmerken analoog zijn aan die van een elektro-chemische batterij. De eerste lading is vrij snel; de topping heffing vergt wat extra tijd. In termen van het opladen methode, de Supercapacitor lijkt op de loodzuur cel. Volledige betaling vindt plaats wanneer een bepaalde spanning is bereikt. In tegenstelling tot de elektrochemische batterij, is de Supercapacitor niet nodig een volledige lading detectie circuit. Supercondensatoren kan ook worden trickle gebracht.

Beperkingen Kan de volledige energie-spectrum - afhankelijk van de toepassing, niet alle energie beschikbaar is. Lage energie dichtheid - houdt meestal een-vijfde tot een tiende van de energie van een elektrochemische batterij. Cellen hebben een lage spanning - seriële verbindingen zijn nodig om hogere spanningen te verkrijgen. Spanning afweging vereist is indien meer dan drie condensatoren zijn in serie geschakeld. Hoge zelfontlading - de zelfontlading is aanzienlijk hoger dan dat van een elektrochemische batterij.

Voordelen en nadelen van Supercondensatoren

Voordelen

Vrijwel onbeperkte levensduur - niet onderworpen aan de slijtage en veroudering ervaren door de elektrochemische batterij.
Lage impedantie - verbetert de puls huidige behandeling door parallel met een elektrochemische batterij.
Rapid opladen - lage impedantie supercondensatoren lading in seconden.
Eenvoudige heffing methoden - voltage-circuit beperking compenseert selfdischarge, geen full-charge detectie circuit nodig.
Kosteneffectieve energie-opslag - lagere energie-dichtheid wordt gecompenseerd door een zeer hoge cyclus tellen.

Nadelen

Kan de volledige energie-spectrum - afhankelijk van de toepassing, niet alle energie beschikbaar is.
Lage energie dichtheid - houdt meestal een-vijfde tot een tiende van de energie van een elektrochemische batterij.
Cellen hebben een lage spanning - seriële verbindingen zijn nodig om hogere spanningen te verkrijgen.
Spanning afweging vereist is indien meer dan drie condensatoren zijn in serie geschakeld.
Hoge zelfontlading - de zelfontlading is aanzienlijk hoger dan dat van een elektrochemische batterij.

Door de natuur, de spanning beperking circuit compenseert voor de zelf-ontlading. De Supercapacitor kan worden opgeladen en ontladen, vrijwel een onbeperkt aantal keren. In tegenstelling tot de elektrochemische batterij, is er weinig slijtage veroorzaakt door fietsen. De zelfontlading van de Supercapacitor is aanzienlijk hoger dan dat van de elektrochemische batterij. Typisch, de spanning van de Supercapacitor met een organische elektrolyt druppels van volledig ten laste van het niveau van 30 procent in slechts 10 uur. Andere supercondensatoren kunnen behouden met de toegepaste energie langer. Met deze ontwerpen, het vermogen daalt van volledig opladen tot 85 procent in 10 dagen. In 30 dagen, de spanning daalt tot ongeveer 65 procent en tot 40 procent na 60 dagen.

een artikel afkomstig van Prof ILGA Jurkelo

Disclaimer: Onze website is niet verantwoordelijk voor de informatie in dit artikel. In dit artikel wordt op geen enkele manier de standpunten, meningen, gedachten of overtuigingen van de artikelen directory personeel.
Vertaling aankondiging: Het artikel "Voordelen en nadelen van Supercapacitor" werd vertaald met behulp van een geautomatiseerde vertaling dienst. Onze excuses voor eventuele vertaalfouten die heeft plaatsgevonden. Dank u voor uw begrip.