Isang simpleng elemento ng passive na maaaring mag-imbak enerhiya sa kuryente , kapag inilapat ang isang mapagkukunan ng boltahe ay tinatawag na isang kapasitor. Mayroon itong kakayahan o kakayahan na mag-imbak ng elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng paggawa ng potensyal na pagkakaiba sa mga plate nito, at kumikilos ito tulad ng isang rechargeable baterya . Ang capacitor ay binubuo ng dalawang parallel na conductive plate, na hindi konektado sa bawat isa. Ang mga plato ay pinaghihiwalay ng isang insulate na materyal na tinatawag na Dielectric, na kung saan ay ang waxed paper, ceramic, mica plastic o likidong gel. Dahil sa insulate material na ito, ang Kasalukuyang DC hindi maaaring dumaloy sa pamamagitan ng capacitor. Hinahadlangan nito ang daloy ng kasalukuyang at ang singil ng capacitor hanggang sa boltahe ng suplay nito at kumikilos bilang isang insulator. Kapag ginamit ang capacitor sa mga AC circuit, ang daloy ng kasalukuyang ay tuwid sa pamamagitan ng capacitor na walang mga bloke. Ang pag-aari ng elektrikal ng capacitor ay capacitance at ito ay sinusukat sa Farads (F). Nakasalalay sa dielectric, iba't ibang capacitance ng capacitor. Mayroong isang kapasitor na may pinakamataas na kapasidad sa pag-iimbak. Ang isa dito ay isang Super Capacitor. Tinalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng supercapacitor.
Ano ang Supercapacitor?
Kahulugan: Ang isang supercapacitor na tinatawag ding ultracapacitor o isang mataas na kapasidad kapasitor o dobleng layer na electrolytic capacitor na maaaring mag-imbak ng malaking halaga ng enerhiya na halos 10 hanggang 100 beses na mas maraming enerhiya kung ihahambing sa mga electrolytic capacitor. Malawakang ginusto ito kaysa sa mga baterya dahil sa mas mabilis nitong kapasidad sa pagsingil at mas mabilis na paghahatid ng enerhiya. Mayroon itong higit na pagsingil at paglabas ng mga cycle kaysa sa mga rechargeable na baterya. Ang mga ito ay binuo sa modernong panahon para sa pang-industriya at pang-ekonomiyang mga benepisyo. Ang capacitance ng capacitor na ito ay sinusukat din sa Farad's (F). Ang pangunahing bentahe ng capacitor na ito ay ang kahusayan at kapasidad ng pag-iimbak ng mataas na enerhiya.
super-capacitor
Nagtatrabaho ang Supercapacitor
Katulad ng isang normal na kapasitor, ang supercapacitor ay mayroon ding dalawang parallel plate na may mas malaking lugar. Ngunit ang pagkakaiba ay, ang distansya sa pagitan ng mga plato ay maliit. Ang mga plato ay binubuo ng mga metal at ibinabad sa mga electrolyte. Ang mga plato ay pinaghiwalay ng isang manipis na layer na tinatawag na isang insulator.
simbolo ng supercapacitor
Kapag kabaligtaran ang singil ay nabuo sa magkabilang panig ng ang insulator , isang electric double layer ang nabuo at ang mga plate ay sisingilin. Samakatuwid ang supercapacitor ay sinisingil at may mas mataas na kapasidad. Ang mga capacitor na ito ay ginagamit upang magbigay ng mataas na lakas at paganahin ang mataas na alon ng pag-load na may mababang pagtutol. Ang gastos ng supercapacitor ay mataas dahil sa mataas na singilin at pagpapalabas ng kapasidad.
Ang isang electric-double layer ay nilikha kapag ang mga plato ay binago at ang kabaligtaran na singil ay nabuo sa magkabilang panig ng mga plato. Samakatuwid ang mga supercapacitor ay tinatawag ding dobleng layer na mga capacitor o electric double-layer mga capacitor (EDLC’S). Kapag ang lugar ng mga plato ay tumataas at ang distansya sa pagitan ng mga plato ay bumababa, pagkatapos ay tataas ang capacitance ng capacitor.
nagtatrabaho sa supercapacitor
Kapag ang supercapacitor ay hindi sisingilin, ang lahat ng mga pagsingil ay ipinamamahagi nang sapalaran sa loob ng cell. Kapag ang supercapacitor ay sisingilin, ang lahat ng mga positibong singil ay naaakit sa negatibong terminal at ang mga negatibong pagsingil ay naaakit sa positibong terminal. Sa pangkalahatan, ang mga supercapacitor ay magagamit na may 420F capacitance, singilin at naglalabas ng kasalukuyang 4-2Amps na may temperatura sa kuwarto na -22 degree centigrade.
Paano Mag-charge ng Supercapacitor?
Ang supercapacitor ay may kapasidad na naglalabas ng sarili at walang limitasyong mga cycle ng pag-charge na naglalabas. Ang mga uri ng capacitor ay maaaring gumana nang may mababang boltahe (2-3 volts) at maaaring konektado sa serye upang makabuo ng mataas na boltahe, na ginagamit sa malakas na kagamitan. Maaari itong mag-imbak ng mas maraming enerhiya at agad at mas mabilis na naglalabas kung ihahambing sa mga baterya.
Kapag ang capacitor na ito ay konektado sa circuit o pinagmulan ng boltahe ng DC, ang mga plato ay singil at kabaligtaran na singil ay nabuo sa magkabilang panig ng separator, na bumubuo ng isang dobleng layer na electrolytic capacitor.
Upang singilin ang isang supercapacitor, ikonekta ang positibong bahagi ng pinagmulan ng boltahe sa positibong terminal ng supercapacitor at ang negatibong bahagi ng mapagkukunan ng boltahe ay konektado sa negatibong terminal ng supercapacitor.
Kung ang supercapacitor ay konektado sa 15 volts na mapagkukunan ng boltahe, pagkatapos ay naniningil ito ng hanggang sa 15 volts. Habang ang boltahe ay nadagdagan lampas sa inilapat na mapagkukunan ng boltahe, ang supercapacitor ay maaaring mapinsala. Kaya, ang risistor ay konektado sa serye sa pinagmulan ng boltahe at kapasitor upang bawasan ang dami ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng capacitor at hindi ito nasisira.
Ang pare-pareho ang kasalukuyang supply at limitadong supply ng boltahe ay angkop para sa supercapacitor. Kapag ang boltahe ay nadagdagan nang unti, ang dami ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga pagbabago sa capacitor. Sa mode na ganap na sisingilin, ang kasalukuyang bumaba bilang default.
Supercapacitor Vs Baterya
Malawakang ginagamit ang mga baterya na may isang tiyak na dami at timbang, mayroon ding mas mahusay na density ng enerhiya. Ang mga supercapacitor ay mga capacitor na may mataas na kapasidad na may mataas na density ng lakas. Kung ihinahambing sa isang baterya, ang supercapacitor ay may isang mabilis na kapasidad na naglalabas ng singil, maaaring hawakan ang mababang-mataas na temperatura, mataas na pagiging maaasahan, at mababang impedance.
Ang gastos ng baterya ay mababa samantalang ang gastos ng isang supercapacitor ay mataas. Ang mga supercapacitor ay may kapasidad na naglalabas ng sarili. Sa baterya, tinutukoy ng boltahe ng operating ang mga mode ng pagsingil at paglabas. Sa isang supercapacitor, ang pinapayagan na boltahe ay nakasalalay sa uri ng materyal na dielectric na ginamit sa pagitan ng mga plato. At pati na rin ang electrolyte sa capacitor ay maaaring dagdagan ang capacitance.
Magagamit ang mga baterya sa mga lead-acid na baterya, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, atbp. Ang mga supercapacitor ay magagamit na may organikong electrolyte, may tubig na electrolyte, ionic likido, hybrid, at mga pseudo supercapacitor. Ginagamit ang mga baterya upang mag-imbak ng maraming enerhiya at ang mga supercapacitor ay ginagamit upang makapaghatid ng mataas na lakas na lakas.
Solar Inverter na gumagamit ng isang Supercapacitor
Ang solar inverter ay kapaki-pakinabang para sa mga magsasaka sa patubig, fencing, atbp. Ang solar inverter ay gumagamit ng mga solar plate at ang enerhiyang solar na nakuha mula sa mga plate na ito ay nakaimbak sa isang baterya. Ang kumpletong solar inverter system ay may ON / OFF na nakabukas upang makontrol ang pagsingil ng baterya alinsunod sa layunin ng magsasaka.
solar-inverter-using-supercapacitor
Naglalaman ang block diagram ng solar inverter na gumagamit ng supercapacitor,
- Solar panel
- Tagabuo ng pulso
- Step-up transpormer
- MOSFET
- ON / OFF switch
- Supercapacitor at
- Rechargeable na baterya
Kapag ang lead ng baterya ay konektado sa pulso generator at sa turn sa MOSFET, ito ay may kakayahang bumuo ng ON / OFF na mga pulso sa iba't ibang mga frequency. Ang pulso ay pinakain sa step-up transpormador upang makakuha ng mababang boltahe ng AC. Ang boltahe ng AC na ito ay ginagamit para sa iba't ibang mga aplikasyon sa panahon ng pagsasaka. Ang supercapacitor ay ginagamit sa buong proseso upang matanggal ang mataas na lakas, para sa mabilis na pagsingil at pag-iimbak ng solar na enerhiya at upang madagdagan ang buhay ng baterya.
Ang lakas ng output ng mga solar plate ay maaaring dagdagan sa pamamagitan ng pagtaas ng mga sukat ng mga solar plate.
Mga Aplikasyon
Ang mga aplikasyon ng supercapacitor ay nagsasama ng sumusunod.
- Upang maihatid ang mataas na lakas at mga puwang ng kuryente sa tulay
- Pang-industriya at elektronikong aplikasyon
- Ginamit sa mga wind turbine, electric at hybrid na sasakyan
- Regenerative braking upang palabasin ang lakas sa bilis
- Upang simulan ang lakas sa mga start-stop system
- Umayos ang boltahe sa grid ng enerhiya
- Upang makuha at tulungan ang lakas sa mas mababang mga pag-load at itinaas ang mga pag-load
- Mga back-up na kapangyarihan sa isang mabilis na paglabas ng estado.
Mga FAQ
1). Maaari bang palitan ng mga supercapacitor ang mga baterya?
Upang maihatid ang mataas na density ng kuryente, at para sa simple at pinakamabilis na mga layuning singilin, maaaring palitan ng supercapacitors ang mga baterya.
2). Gaano karaming enerhiya ang maaaring itabi ng isang supercapacitor?
Ang supercapacitor ay nag-iimbak ng 22.7 joules maximum na dami ng enerhiya para sa 5.5 volts supply. Nag-iimbak ito ng 10-100 beses na mas maraming enerhiya bawat yunit ng masa o dami kung ihinahambing sa mga electrolytic capacitor
3). Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng baterya at isang supercapacitor?
Ginagamit ang mga baterya upang mag-imbak ng mataas na enerhiya at ang mga supercapacitor ay may mataas na density ng lakas.
Ginagamit ang mga supercapacitor upang mag-imbak at maglabas ng kuryente nang mabilis habang ang mga baterya ay nag-iimbak ng enerhiya para sa mas matagal na panahon.
4). Gaano katagal ang isang supercapacitor ay hawakan ang isang singil?
Ang oras ng pagsingil ng supercapacitor ay 1-10 segundo kung ihahambing sa 10-60 minuto upang maabot ang isang ganap na sisingilin na baterya. Naghahatid ito ng 10,000W / kg na may walang limitasyong mga pag-charge na naglalagay ng mga cycle.
5). Bakit hindi gumamit ng mga capacitor sa halip na mga baterya?
Ang mga capacitor ay nag-iimbak ng elektrikal na enerhiya at mayroong libu-libong mga cycle na nagcha-charge. Ang baterya ay mananatiling pare-pareho kapag nagpapalabas ito sa isang pare-pareho na kasalukuyang at may pare-pareho na output ng kuryente. Habang ang boltahe ng capacitor ay nahuhulog nang linear sa isang pare-pareho na kasalukuyang, ang output output ay bumaba din. Kaya, ang capacitor ay hindi maaaring mapalitan ng isang baterya. Ginagamit ang isang voltage regulator circuit upang palitan ang isang kapasitor ng isang baterya.
Kaya, ito ay tungkol sa lahat isang pangkalahatang ideya ng isang supercapacitor . Ginagamit ang mga ito sa electronics pati na rin pang-industriya na aplikasyon. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pagpapaandar ng isang supercapacitor?
