Kondensators ir komponents, kas uzglabā elektrisko lādiņu. Vispārējā kondensatora un ultrakondensatora (EDLC) enerģijas uzkrāšanas princips ir vienāds – abi uzglabā lādiņu elektrostatiskā lauka veidā, taču superkondensators ir piemērotāks ātrai enerģijas atbrīvošanai un uzkrāšanai, īpaši precīzai enerģijas kontrolei un momentānas slodzes ierīcēm.
Apspriedīsim galvenos parastos kondensatoru superkondensatorus zemāk.
| Salīdzināmie vienumi | Parastais kondensators | Superkondensators |
| Pārskats | Parastais kondensators ir statisko lādiņu uzkrājošs dielektriķis, kam var būt pastāvīgs lādiņš un ko plaši izmanto. Tas ir neaizstājams elektronisks komponents elektroniskās jaudas jomā. | Superkondensators, kas pazīstams arī kā elektroķīmiskais kondensators, divslāņu kondensators, zelta kondensators, Faraday kondensators, ir elektroķīmisks elements, kas izstrādāts no 20. gs. septiņdesmitajiem un astoņdesmitajiem gadiem, lai uzglabātu enerģiju, polarizējot elektrolītu. |
| Būvniecība | Parastais kondensators sastāv no diviem metāla vadītājiem (elektrodiem), kas atrodas paralēli viens otram blakus, bet nesaskaras, un starp tiem ir izolējošs dielektriķis. | Superkondensators sastāv no elektroda, elektrolīta (kas satur elektrolīta sāli) un separatora (kas novērš kontaktu starp pozitīvo un negatīvo elektrodu). Elektrodi ir pārklāti ar aktivēto ogli, kuras virsmā ir sīkas poras, lai paplašinātu elektrodu virsmas laukumu un ietaupītu vairāk elektroenerģijas. |
| Dielektriskie materiāli | Kā dielektriķi starp elektrodiem kondensatoros tiek izmantots alumīnija oksīds, polimēru plēves vai keramika. | Superkondensatoram nav dielektriķa. Tā vietā tas izmanto elektrisko dubultslāni, ko saskarnē veido cieta viela (elektrods) un šķidrums (elektrolīts), nevis dielektriķis. |
| Darbības princips | Kondensatora darbības princips ir tāds, ka lādiņš tiks pārvietots elektriskā lauka spēka ietekmē, un, ja starp vadītājiem ir dielektriķis, tas kavē lādiņa kustību un liek lādiņam uzkrāties uz vadītāja, kā rezultātā uzkrājas lādiņa uzglabāšana. | Savukārt superkondensatori panāk divslāņu lādiņa enerģijas uzkrāšanu, polarizējot elektrolītu, kā arī izmantojot redoks pseidokapacitīvos lādiņus. Superkondensatoru enerģijas uzkrāšanas process ir atgriezenisks bez ķīmiskām reakcijām, un tādēļ tos var atkārtoti uzlādēt un izlādēt simtiem tūkstošu reižu. |
| Kapacitāte | Mazāka ietilpība. Vispārējā kapacitātes kapacitāte svārstās no dažiem pF līdz vairākiem tūkstošiem μF. | Lielāka ietilpība. Superkondensatora ietilpība ir tik liela, ka to var izmantot kā akumulatoru. Superkondensatora ietilpība ir atkarīga no attāluma starp elektrodiem un elektrodu virsmas laukuma. Tāpēc elektrodi tiek pārklāti ar aktivēto ogli, lai palielinātu virsmas laukumu un sasniegtu augstu ietilpību. |
| Enerģijas blīvums | Zems | Augsts |
| Īpatnējā enerģija | <0,1 Wh/kg | 1–10 Wh/kg |
| Īpatnējā jauda | 100 000+ Wh/kg | 10 000+ Wh/kg |
| Uzlādes/izlādes laiks | Parasto kondensatoru uzlādes un izlādes laiks parasti ir 103–106 sekundes. | Ultrakondensatori var piegādāt uzlādi ātrāk nekā baterijas, pat 10 sekundēs, un uzglabāt vairāk lādiņa tilpuma vienībā nekā parastie kondensatori. Tāpēc tie tiek uzskatīti par starp baterijām un elektrolītiskajiem kondensatoriem. |
| Uzlādes/izlādes cikla ilgums | Īsāks | Garāks (parasti vairāk nekā 100 000, līdz 1 miljonam ciklu, vairāk nekā 10 lietošanas gadi) |
| Uzlādes/izlādes efektivitāte | >95% | 85%-98% |
| Darba temperatūra | -20 līdz 70 ℃ | -40 līdz 70 ℃ (Labākas īpaši zemas temperatūras īpašības un plašāks temperatūras diapazons) |
| Nominālais spriegums | Augstāks | Zemāks (parasti 2,5 V) |
| Izmaksas | Zemāks | Augstāks |
| Priekšrocība | Mazāk zaudējumu Augsts integrācijas blīvums Aktīvās un reaktīvās jaudas kontrole | Ilgs kalpošanas laiks Īpaši augsta ietilpība Ātrs uzlādes un izlādes laiks Augsta slodzes strāva Plašāks darba temperatūras diapazons |
| Pieteikums | ▶ Izejas vienmērīga barošanas padeve; ▶Jaudas koeficienta korekcija (PFC); ▶Frekvenču filtri, augstfrekvences, zemfrekvences filtri; ▶Signālu savienošana un atvienošana; ▶Motoru starteri; ▶ Buferi (pārsprieguma aizsargi un trokšņu filtri); ▶Oscilatori. | ▶Jauni enerģijas transportlīdzekļi, dzelzceļi un citi transporta pielietojumi; ▶Nepārtrauktās barošanas avots (UPS), kas aizstāj elektrolītisko kondensatoru baterijas; ▶Barošanas bloks mobilajiem tālruņiem, klēpjdatoriem, rokas ierīcēm utt.; ▶Uzlādējami elektriskie skrūvgrieži, kurus var pilnībā uzlādēt dažu minūšu laikā; ▶Avārijas apgaismojuma sistēmas un lieljaudas elektriskās impulsa ierīces; ▶Integrētās shēmas, RAM, CMOS, pulksteņi un mikrodatori utt. |
Ja jums ir kaut kas piebilstams vai citas atziņas, lūdzu, nekautrējieties to apspriest ar mums.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 22. decembris