Vantagens e desvantagens de Supercapacitor

O supercapacitor assemelha-se a um capacitor regular com a exceção que oferece a capacidade muito elevada em um tamanho pequeno. O armazenamento da energia é por meio da carga de estática. Aplicar um diferencial da tensão nas placas positivas e negativas carrega o supercapacitor. Este conceito é similar a uma carga elétrica que construa acima ao andar em um tapete. Tocar em um objeto no potencial à terra libera a energia. O conceito do supercapacitor estêve ao redor por um número de anos e encontrou muitas aplicações do niche.

Visto que um capacitor regular consiste em folhas condutoras e em um separador seco, o supercapacitor é uma cruz entre um capacitor e uma bateria electro-chemical. Usa os elétrodos especiais e o algum eletrólito. Há três tipos dos materiais do elétrodo apropriados para o supercapacitor, a saber: a área de superfície elevada ativou carbonos, óxido de metal e polímeros conduzindo. Os carbonos ativados elevados usando-se de uma área de superfície são os mais econômicos de manufaturar. Este sistema é chamado também o capacitor de Dobro Camada (DLC) porque a energia é armazenada na camada dobro dada forma perto da superfície do elétrodo do carbono.

O eletrólito pode ser aqueous ou orgânico. O eletrólito aqueous oferece a resistência interna baixa mas os limites a tensão a um volt. No contraste, o eletrólito orgânico reserva dois e três volts da carga, mas a resistência interna é mais elevada.

Para fazer o supercapacitor prático para o uso em circuitos eletrônicos, umas mais altas tensões são needed. Conectar as pilhas em série realiza esta tarefa. Se mais de três ou quatro capacitores forem conectados em série, balançar da tensão deve ser usado impedir toda a pilha da sobretensão alcançando.

A quantidade de energia que um capacitor pode prender é medida nos microfarads ou no µF. (1µF = 0.000.001 farad). Os capacitores pequenos são medidos nos nanofarads (1000 vezes menor do que 1µF) e nos picofarads (1 milhão vezes menor do que 1µF). Supercapacitors é avaliado nas unidades de 1 farad e mais altamente. A densidade gravimetric da energia é 1 a 10Wh/kg. Esta densidade da energia é elevada na comparação ao capacitor eletrolítico mas mais baixa do que baterias. Uma resistência interna relativamente baixa oferece o conductivity bom.

O supercapacitor fornece a energia de aproximadamente um décima isso da bateria de NiMH. Visto que a bateria electro-chemical entrega uma tensão razoavelmente constante no spectrum de energia usable, a tensão do supercapacitor é linear e deixa cair da tensão cheia aos volts zero sem a curva lisa habitual da tensão caracterizada por a maioria de baterias químicas. Por causa desta descarga linear, o supercapacitor é incapaz de entregar a carga cheia. A porcentagem da carga que está disponível depende das exigências da tensão da aplicação.

Se, o exemplo, uma bateria 6V estiver permitida se descarregar a 4.5V antes que o equipamento corte fora, o supercapacitor alcança esse ponto inicial dentro do primeiro quarto do tempo de descarga. A energia restante desliza em uma escala unusable da tensão. Um conversor C.C.-À-C.C. pode ser usado aumentar a escala da tensão mas esta opção adiciona custos e introduz inefficiencies de 10 a 15 por cento.

As aplicações as mais comuns do supercapacitor são apoio da memória e poder à espera. Em algumas aplicações especiais, o supercapacitor pode ser usado como uma recolocação direta da bateria eletroquímica. Os usos adicionais estão filtrando e estão alisando de correntes pulsadas da carga. Um supercapacitor pode, para o exemplo, melhorar a manipulação atual de uma bateria. Durante a corrente baixa da carga, a bateria carrega o supercapacitor. A energia armazenada retrocede então dentro quando uma corrente elevada da carga é pedida. Isto realça o desempenho da bateria, prolonga o runtime e estende mesmo o longevity da bateria. O supercapacitor encontrará um mercado pronto para que as células combustíveis portáteis compensem para o desempenho lento de alguns sistemas e realcem o desempenho peak.

Se usado como um enhancer da bateria, o supercapacitor pode ser colocado dentro do equipamento portátil ou através dos terminais positivos e negativos no bloco da bateria. Se posto no equipamento, a provisão deve ser feita para limitar o influx elevado da corrente quando o equipamento é girado sobre.

Os supercapacitors baixos do impedance podem ser carregados nos segundos. As características da carga são similares àquelas de uma bateria electro-chemical. A carga inicial é razoavelmente rápida; a carga do topping faz exame de alguma hora extra. Nos termos do método carregando, o supercapacitor assemelha-se à pilha do ácido da ligação. A carga cheia ocorre quando um limite da tensão do jogo é alcançado. Ao contrário da bateria eletroquímica, o supercapacitor não requer cheio-carrega o circuito de deteção. Supercapacitors pode também ser trickle carregado.

Limitações incapazes de usar o spectrum de energia cheio - dependendo da aplicação, não toda a energia está disponível. Densidade baixa da energia - prende tipicamente um quinto a um décimo da energia de uma bateria eletroquímica. As pilhas têm baixas tensões - as conexões de série são needed obter umas mais altas tensões. Balançar da tensão é requerido se mais de três capacitores forem conectados em série. Self-discharge elevado - o self-discharge é consideravelmente mais elevado do que aquele de uma bateria eletroquímica.

Vantagens e desvantagens de Supercapacitors

Vantagens

1. Vida virtualmente ilimitada do ciclo - não assunto ao desgaste e ao envelhecimento experimentados pela bateria eletroquímica.
2. Impedance baixo - realça a manipulação atual do pulso paralelizando com uma bateria eletroquímica.
3. Carregar rápido - os supercapacitors do baixo-low-impedance carregam nos segundos.
4. Métodos simples da carga - tensão-limitar o circuito compensa para o selfdischarge; nenhum cheio-carregue o circuito de deteção necessitado.
5. Armazenamento cost-effective da energia - uma densidade mais baixa da energia é compensada por uma contagem de ciclo muito elevada.

Desvantagens

1. Incapaz de usar o spectrum de energia cheio - dependendo da aplicação, não toda a energia está disponível.
2. Densidade baixa da energia - prende tipicamente um quinto a um décimo da energia de uma bateria eletroquímica.
3. As pilhas têm baixas tensões - as conexões de série são needed obter umas mais altas tensões.
4. Balançar da tensão é requerido se mais de três capacitores forem conectados em série.
5. Self-discharge elevado - o self-discharge é consideravelmente mais elevado do que aquele de uma bateria eletroquímica.

Pela natureza, a tensão que limita o circuito compensa para o self-discharge. O supercapacitor pode ser recarregado e descarregou virtualmente um número ilimitado das épocas. Ao contrário da bateria eletroquímica, há muito pouco desgaste e rasgo induzidos dando um ciclo. O self-discharge do supercapacitor é substancialmente mais elevado do que aquele da bateria eletroquímica. Tipicamente, a tensão do supercapacitor com um eletrólito orgânico deixa cair da carga cheia aos 30 por cento em nível dentro tão pouco quanto 10 horas. Outros supercapacitors podem reter a energia carregada mais por muito tempo. Com estes projetos, a capacidade deixa cair da carga cheia a 85 por cento em 10 dias. Em 30 dias, a tensão deixa cair a aproximadamente 65 por cento e a 40 por cento após 60 dias.

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