Ein einfaches passives Element, das gespeichert werden kann elektrische Energie , wenn eine angelegte Spannungsquelle als Kondensator bezeichnet wird. Es hat die Fähigkeit oder Kapazität, elektrische Energie zu speichern, indem es eine Potentialdifferenz zwischen seinen Platten erzeugt, und es verhält sich wie ein wiederaufladbares Gerät Batterie . Der Kondensator besteht aus zwei parallelen leitenden Platten, die nicht miteinander verbunden sind. Die Platten sind durch ein Isoliermaterial namens Dielectric getrennt, das Wachspapier, Keramik, Glimmerkunststoff oder flüssiges Gel ist. Aufgrund dieses Isoliermaterials kann die Gleichstrom kann nicht durch den Kondensator fließen. Es blockiert den Stromfluss und der Kondensator lädt sich bis zu seiner Versorgungsspannung auf und wirkt als Isolator. Wenn der Kondensator in Wechselstromkreisen verwendet wird, fließt der Strom ohne Blöcke direkt durch den Kondensator. Die elektrische Eigenschaft des Kondensators ist die Kapazität und wird in Farad (F) gemessen. Je nach Dielektrikum ist die Kapazität des Kondensators unterschiedlich. Es gibt einen Kondensator mit der höchsten Speicherkapazität. Einer davon ist ein Superkondensator. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über Superkondensatoren.
Was ist Superkondensator?
Definition: Ein Superkondensator wird auch als Ultrakondensator oder Hochleistungskondensator bezeichnet Kondensator oder zweischichtiger Elektrolytkondensator, der im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren große Energiemengen speichern kann, die fast 10- bis 100-mal mehr Energie enthalten. Es wird aufgrund seiner schnelleren Ladekapazität und schnelleren Energiezufuhr gegenüber Batterien bevorzugt. Es hat mehr Lade- und Entladezyklen als wiederaufladbare Batterien. Diese werden in der Neuzeit zum industriellen und wirtschaftlichen Nutzen entwickelt. Die Kapazität dieses Kondensators wird auch in Farads (F) gemessen. Der Hauptvorteil dieses Kondensators ist sein Wirkungsgrad und seine hohe Energiespeicherkapazität.
Superkondensator
Superkondensator funktioniert
Ähnlich wie ein normaler Kondensator hat auch der Superkondensator zwei parallele Platten mit einer größeren Fläche. Der Unterschied ist jedoch, dass der Abstand zwischen den Platten gering ist. Die Platten bestehen aus Metallen und sind mit Elektrolyten getränkt. Die Platten sind durch eine dünne Schicht getrennt, die als Isolator bezeichnet wird.
Superkondensator-Symbol
Wenn auf beiden Seiten entgegengesetzte Ladungen gebildet werden der Isolator wird eine elektrische Doppelschicht gebildet und die Platten werden geladen. Daher ist der Superkondensator geladen und hat eine höhere Kapazität. Diese Kondensatoren werden verwendet, um eine hohe Leistung bereitzustellen und hohe Lastströme mit geringem Widerstand zu ermöglichen. Die Kosten des Superkondensators sind aufgrund seiner hohen Lade- und Entladekapazität hoch.
Eine elektrische Doppelschicht entsteht, wenn die Platten gewechselt werden und auf beiden Seiten der Platten entgegengesetzte Ladungen gebildet werden. Daher werden die Superkondensatoren auch als Doppelschichtkondensatoren oder elektrische Doppelschichtkondensatoren bezeichnet Kondensatoren (EDLCs). Wenn die Fläche der Platten zunimmt und der Abstand zwischen den Platten abnimmt, nimmt die Kapazität des Kondensators zu.
Superkondensator arbeiten
Wenn der Superkondensator nicht geladen ist, werden alle Ladungen zufällig in der Zelle verteilt. Wenn der Superkondensator geladen wird, werden alle positiven Ladungen vom negativen Anschluss und negative Ladungen vom positiven Anschluss angezogen. Im Allgemeinen sind Superkondensatoren mit einer Kapazität von 420 F, einem Lade- und Entladestrom von 4 bis 2 Ampere und einer Raumtemperatur von -22 Grad Celsius erhältlich.
Wie lade ich einen Superkondensator auf?
Der Superkondensator verfügt über eine Selbstentladekapazität und unbegrenzte Lade- / Entladezyklen. Diese Arten von Kondensatoren können mit niedrigen Spannungen (2-3 Volt) arbeiten und können in Reihe geschaltet werden, um Hochspannung zu erzeugen, die in leistungsstarken Geräten verwendet wird. Es kann mehr Energie speichern und im Vergleich zu Batterien sofort und schneller freisetzen.
Wenn dieser Kondensator mit dem Stromkreis oder der Gleichspannungsquelle verbunden ist, sind die Platten Ladungen und entgegengesetzte Ladungen werden auf beiden Seiten des Separators gebildet, der einen zweischichtigen Elektrolytkondensator bildet.
Um einen Superkondensator aufzuladen, verbinden Sie die positive Seite der Spannungsquelle mit dem positiven Anschluss des Superkondensators und die negative Seite der Spannungsquelle mit dem negativen Anschluss des Superkondensators.
Wenn der Superkondensator an eine 15-Volt-Spannungsquelle angeschlossen ist, lädt er bis zu 15 Volt auf. Wenn die Spannung über die angelegte Spannungsquelle hinaus erhöht wird, kann der Superkondensator beschädigt werden. Der Widerstand ist also in Reihe mit der Spannungsquelle und dem Kondensator geschaltet, um die durch den Kondensator fließende Strommenge zu verringern, und er wird nicht beschädigt.
Die Konstantstromversorgung und die begrenzte Spannungsversorgung sind für den Superkondensator geeignet. Wenn die Spannung allmählich erhöht wird, ändert sich die durch den Kondensator fließende Strommenge. Im voll aufgeladenen Modus fällt der Strom standardmäßig ab.
Superkondensator gegen Batterie
Die Batterien sind weit verbreitet mit einem bestimmten Volumen und Gewicht, haben auch eine bessere Energiedichte. Superkondensatoren sind Kondensatoren mit hoher Kapazität und hoher Leistungsdichte. Im Vergleich zu einer Batterie hat der Superkondensator eine schnelle Lade- und Entladekapazität, kann niedrige bis hohe Temperaturen, hohe Zuverlässigkeit und niedrige Impedanz verarbeiten.
Die Kosten der Batterie sind niedrig, während die Kosten eines Superkondensators hoch sind. Superkondensatoren haben die Selbstentladekapazität. In der Batterie bestimmt die Betriebsspannung den Lade- und Entlademodus. In einem Superkondensator hängt die zulässige Spannung von der Art des zwischen den Platten verwendeten dielektrischen Materials ab. Und auch der Elektrolyt im Kondensator kann die Kapazität erhöhen.
Batterien sind in Blei-Säure-Batterien, Ni-MH, Li-Po, Li-Ionen, LMP usw. erhältlich. Superkondensatoren sind mit organischen Elektrolyten, wässrigen Elektrolyten, ionischen Flüssigkeiten, Hybrid- und Pseudosuperkondensatoren erhältlich. Batterien werden verwendet, um große Mengen an Energie zu speichern, und Superkondensatoren werden verwendet, um eine hohe Leistungsdichte zu liefern.
Solarwechselrichter mit Superkondensator
Das Solar Wechselrichter ist hilfreich für die Landwirte bei Bewässerung, Umzäunung usw. Der Solarwechselrichter verwendet Solarplatten und die Solarenergie von diesen Platten erhalten wird in einer Batterie gespeichert. Das komplette Solarwechselrichtersystem verfügt über einen EIN / AUS-Schalter, um das Laden der Batterie gemäß dem Zweck des Landwirts zu steuern.
Solar-Wechselrichter-Superkondensator
Das Blockschaltbild des Solarwechselrichters mit Superkondensator enthält:
- Sonnenkollektor
- Impulsgeber
- Aufwärtstransformator
- MOSFET
- Ein / Aus Schalter
- Superkondensator und
- Wiederaufladbare Batterie
Wenn die Batteriekabel an den Impuls angeschlossen sind Generator und wiederum kann der MOSFET EIN / AUS-Impulse mit verschiedenen Frequenzen erzeugen. Die Impulse werden dem Step-up zugeführt Transformator niedrige Wechselspannung zu erhalten. Diese Wechselspannung wird für verschiedene Anwendungen während der Landwirtschaft verwendet. Der Superkondensator wird im gesamten Prozess verwendet, um hohe Leistung zu liefern, Sonnenenergie schnell zu laden und zu speichern und die Batterielebensdauer zu verlängern.
Die Ausgangsenergie der Solarplatten kann durch Erhöhen der Abmessungen der Solarplatten erhöht werden.
Anwendungen
Die Anwendungen von Superkondensatoren umfassen Folgendes.
- Hohe Leistung liefern und Leistungslücken schließen
- Industrielle und elektronische Anwendungen
- Einsatz in Windkraftanlagen, Elektro- und Hybridfahrzeugen
- Regeneratives Bremsen, um die Beschleunigungskraft freizugeben
- Zum Starten der Stromversorgung in Start-Stopp-Systemen
- Regeln Sie die Spannung im Stromnetz
- Erfassung und Unterstützung der Leistung bei niedrigeren und angehobenen Lasten
- Sichert die Leistung in einem schnell entladenden Zustand.
FAQs
1). Können Superkondensatoren Batterien ersetzen?
Um eine hohe Leistungsdichte zu erzielen und einfach und schnell zu laden, können die Superkondensatoren die Batterien ersetzen.
2). Wie viel Energie kann ein Superkondensator speichern?
Der Superkondensator speichert maximal 22,7 Joule Energie für eine 5,5-Volt-Versorgung. Es speichert im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren 10-100-mal mehr Energie pro Masse- oder Volumeneinheit
3). Was ist der Unterschied zwischen einer Batterie und einem Superkondensator?
Batterien werden zum Speichern von hoher Energie verwendet und Superkondensatoren haben eine hohe Leistungsdichte.
Superkondensatoren werden verwendet, um Strom schnell zu speichern und freizugeben, während Batterien die Energie für längere Zeiträume speichern.
4). Wie lange kann ein Superkondensator eine Ladung halten?
Die Ladezeit des Superkondensators beträgt 1-10 Sekunden im Vergleich zu 10-60 Minuten, um einen vollständig geladenen Akku zu erreichen. Es liefert 10.000 W / kg mit unbegrenzten Lade- / Entladezyklen.
5). Warum nicht Kondensatoren anstelle von Batterien verwenden?
Kondensatoren speichern elektrische Energie und haben Tausende von Lade- / Entladezyklen. Die Batterie bleibt konstant, wenn sie sich mit konstantem Strom entlädt und eine konstante Ausgangsleistung hat. Während die Spannung des Kondensators bei konstantem Strom linear abfällt, fällt auch die Ausgangsleistung ab. Der Kondensator kann also nicht durch eine Batterie ersetzt werden. Eine Spannungsreglerschaltung wird verwendet, um einen Kondensator durch eine Batterie zu ersetzen.
Das ist also alles über eine Übersicht über einen Superkondensator . Diese werden sowohl in der Elektronik als auch in industriellen Anwendungen eingesetzt. Hier ist eine Frage an Sie, welche Funktion hat ein Superkondensator?
