Un condensator este o componentă care stochează sarcina electrică. Principiul de stocare a energiei al condensatorului general și al ultracondensatorului (EDLC) este același, ambele stochează sarcina sub formă de câmp electrostatic, dar supercondensatorul este mai potrivit pentru eliberarea și stocarea rapidă a energiei, în special pentru controlul precis al energiei și dispozitivele de încărcare instantanee.
Să discutăm mai jos principalele condensatoare convenționale - supercondensatoare.
| Articole de comparație | Condensator convențional | Supercondensator |
| Prezentare generală | Condensatorul convențional este un dielectric de stocare a sarcinii statice, care poate avea o sarcină permanentă și este utilizat pe scară largă. Este o componentă electronică indispensabilă în domeniul energiei electronice. | Supercondensatorul, cunoscut și sub denumirea de condensator electrochimic, condensator cu strat dublu, condensator de aur, condensator Faraday, este un element electrochimic dezvoltat în anii 1970 și 1980 pentru a stoca energie prin polarizarea electrolitului. |
| Construcții | Un condensator convențional este alcătuit din doi conductori metalici (electrozi) aflați aproape unul de celălalt în paralel, dar nu în contact, cu un dielectric izolator între ei. | Un supercondensator este alcătuit dintr-un electrod, un electrolit (care conține o sare electrolitică) și un separator (care împiedică contactul dintre electrozii pozitiv și negativ). Electrozii sunt acoperiți cu cărbune activ, care are pori minusculi pe suprafață pentru a extinde suprafața electrozilor și a economisi mai multă energie electrică. |
| Materiale dielectrice | Oxidul de aluminiu, peliculele polimerice sau ceramica sunt utilizate ca dielectrici între electrozi în condensatoare. | Un supercondensator nu are un dielectric. În schimb, folosește un strat dublu electric format dintr-un solid (electrod) și un lichid (electrolit) la interfață în loc de un dielectric. |
| Principiul de funcționare | Principiul de funcționare al condensatorului este că sarcina va fi deplasată de forța din câmpul electric; atunci când există un dielectric între conductori, acesta împiedică mișcarea sarcinii și face ca sarcina să se acumuleze pe conductor, rezultând acumularea de sarcină. | Supercondensatoarele, pe de altă parte, realizează stocarea energiei în strat dublu prin polarizarea electrolitului, precum și prin sarcini redox pseudo-capacitive. Procesul de stocare a energiei supercondensatoarelor este reversibil fără reacții chimice și, prin urmare, pot fi încărcate și descărcate în mod repetat de sute de mii de ori. |
| Capacitate | Capacitate mai mică. Capacitatea generală variază de la câțiva pF la câteva mii de μF. | Capacitate mai mare. Capacitatea unui supercondensator este atât de mare încât poate fi folosit ca baterie. Capacitatea supercondensatorului depinde de distanța dintre electrozi și de suprafața acestora. Prin urmare, electrozii sunt acoperiți cu cărbune activ pentru a crește suprafața și a obține o capacitate ridicată. |
| Densitatea energiei | Scăzut | Ridicat |
| Energie specifică | <0,1 Wh/kg | 1-10 Wh/kg |
| Putere specifică | 100.000+ Wh/kg | 10.000+ Wh/kg |
| Timp de încărcare/descărcare | Timpii de încărcare și descărcare ai condensatoarelor convenționale sunt de obicei 10³-10⁶ secunde. | Ultracondensatoarele pot furniza încărcare mai rapid decât bateriile, în doar 10 secunde, și pot stoca mai multă sarcină pe unitatea de volum decât condensatoarele convenționale. Acesta este motivul pentru care sunt considerate a fi între baterii și condensatoarele electrolitice. |
| Durata de viață a ciclului de încărcare/descărcare | Mai scurt | Mai lung (în general 100.000+, până la 1 milion de cicluri, mai mult de 10 ani de aplicare) |
| Eficiența de încărcare/descărcare | >95% | 85%-98% |
| Temperatura de funcționare | -20 până la 70℃ | -40 până la 70℃ (Caracteristici mai bune la temperaturi ultra-scăzute și interval de temperatură mai larg) |
| Tensiune nominală | Superior | Inferior (de obicei 2,5V) |
| Cost | Inferior | Superior |
| Avantaj | Mai puține pierderi Densitate mare de integrare Controlul puterii active și reactive | Durată lungă de viață Capacitate ultra-înaltă Timp rapid de încărcare și descărcare Curent de sarcină mare Interval mai larg de temperatură de funcționare |
| Aplicație | ▶Sursă de alimentare lină; ▶Corecția factorului de putere (PFC); ▶Filtre de frecvență, filtre trece-sus, filtre trece-jos; ▶Cuplarea și decuplarea semnalelor; ▶Demaroare de motor; ▶Tampoane (protectoare la supratensiune și filtre de zgomot); ▶Oscilatoare. | ▶Vehicule cu energie nouă, căi ferate și alte aplicații de transport; ▶Surse de alimentare neîntreruptibile (UPS), înlocuind bateriile de condensatoare electrolitice; ▶Sursă de alimentare pentru telefoane mobile, laptopuri, dispozitive portabile etc.; ▶Șurubelnițe electrice reîncărcabile care pot fi încărcate complet în câteva minute; ▶Sisteme de iluminat de urgență și dispozitive cu impulsuri electrice de mare putere; ▶Circuite integrate, memorie RAM, CMOS, ceasuri și microcomputere etc. |
Dacă aveți ceva de adăugat sau alte observații, vă rugăm să nu ezitați să discutați cu noi.
Data publicării: 22 decembrie 2021