Saklayabilen basit bir pasif eleman elektrik enerjisi , bir voltaj kaynağı uygulandığında kondansatör denir. Plakaları arasında potansiyel fark oluşturarak elektrik enerjisini depolayabilme kabiliyetine veya kapasitesine sahiptir ve şarj edilebilir pil . Kapasitör, birbirine bağlı olmayan iki paralel iletken plakadan oluşur. Plakalar, mumlanmış kağıt, seramik, mika plastik veya sıvı jel olan Dielectric adı verilen bir yalıtım malzemesi ile ayrılır. Bu yalıtım malzemesi sayesinde, DC akımı kapasitörden akamaz. Akım akışını engeller ve kondansatör, besleme voltajına kadar şarj olur ve izolatör görevi görür. Kondansatör AC devrelerinde kullanıldığında, akımın akışı bloksuz kondansatörün içinden geçer. Kapasitörün elektriksel özelliği kapasitanstır ve Farad (F) cinsinden ölçülür. Dielektriğe bağlı olarak, kapasitörün kapasitansı çeşitli. En yüksek depolama kapasitesine sahip bir adet kondansatör bulunmaktadır. Bunlardan biri Süper Kapasitör. Bu makale süper kapasitörün bir genel görünümünü tartışmaktadır.
Süperkapasitör nedir?
Tanım: Ultra kapasitör veya yüksek kapasiteli olarak da adlandırılan bir süper kapasitör kapasitör veya elektrolitik kapasitörlere kıyasla yaklaşık 10 ila 100 kat daha fazla enerji depolayabilen çift katmanlı elektrolitik kapasitör. Daha hızlı şarj kapasitesi ve daha hızlı enerji dağıtımı nedeniyle akülere göre daha çok tercih edilmektedir. Şarj edilebilir pillere göre daha fazla şarj ve deşarj döngüsüne sahiptir. Bunlar endüstriyel ve ekonomik faydalar için modern zamanlarda geliştirilmiştir. Bu kapasitörün kapasitansı da Farad’ın (F) cinsinden ölçülür. Bu kondansatörün temel avantajı verimliliği ve yüksek enerji depolama kapasitesidir.
süper kapasitör
Süperkapasitör Çalışması
Normal bir kapasitör gibi, süper kapasitör de daha büyük bir alana sahip iki paralel plakaya sahiptir. Ancak fark şu ki, plakalar arasındaki mesafe küçük. Plakalar metallerden yapılmıştır ve elektrolitlere batırılmıştır. Plakalar, yalıtkan adı verilen ince bir katmanla ayrılır.
süper kapasitör sembolü
Her iki tarafında zıt yükler oluştuğunda izolatör bir elektrikli çift katman oluşturulur ve plakalar yüklenir. Dolayısıyla, süper kapasitör yüklüdür ve daha yüksek kapasitansa sahiptir. Bu kapasitörler, yüksek güç sağlamak ve düşük dirençli yüksek yük akımları sağlamak için kullanılır. Süper kapasitörün maliyeti, yüksek şarj ve boşaltma kapasitansı nedeniyle yüksektir.
Plakalar değiştirildiğinde ve plakaların her iki tarafında zıt yükler oluştuğunda bir elektrik-çift katmanı oluşturulur. Bu nedenle süper kapasitörlere çift katmanlı kapasitörler veya elektrikli çift katmanlı kapasitörler (EDLC’S). Plakaların alanı arttığında ve plakalar arasındaki mesafe azaldığında kondansatörün kapasitansı artar.
süper kapasitör çalışması
Süper kapasitör şarj edilmediğinde, tüm yükler hücre içinde rastgele dağıtılır. Süper kapasitör şarj edildiğinde, tüm pozitif yükler negatif terminale çekilir ve negatif yükler pozitif terminale çekilir. Genellikle, süper kapasitörler 420F kapasitans, şarj ve deşarj akımı 4-2Amps ile -22 santigrat derece oda sıcaklığında mevcuttur.
Bir Süper Kapasitör Nasıl Şarj Edilir?
Süper kapasitör, kendi kendine deşarj kapasitesine ve sınırsız şarj-deşarj döngülerine sahiptir. Bu tip kapasitörler düşük voltajlarla (2-3 volt) çalışabilir ve güçlü ekipmanlarda kullanılan yüksek voltajı üretmek için seri bağlanabilir. Pillere göre daha fazla enerji depolayabilir ve anında ve daha hızlı salınabilir.
Bu kondansatör devreye veya DC voltaj kaynağına bağlandığında, plakalar yüklenir ve ayırıcının her iki tarafında çift katmanlı bir elektrolitik kondansatör oluşturan zıt yükler oluşur.
Bir süper kapasitörün şarj edilmesi için, voltaj kaynağının pozitif tarafını süper kapasitörün pozitif terminaline ve voltaj kaynağının negatif tarafı süperkapasitörün negatif terminaline bağlanır.
Süper kapasitör 15 volt voltaj kaynağına bağlanırsa, 15 volta kadar şarj olur. Voltaj, uygulanan voltaj kaynağının ötesine yükseldikçe, süper kapasitör hasar görebilir. Böylelikle, kondansatörden geçen akım miktarını azaltmak için direnç voltaj kaynağı ve kondansatör ile seri olarak bağlanır ve hasar görmez.
Sabit akım beslemesi ve sınırlı voltaj beslemesi, süper kapasitör için uygundur. Voltaj kademeli olarak arttığında, kapasitörden geçen akım miktarı değişir. Tam şarjlı modda, akım varsayılan olarak düşer.
Süperkapasitör Vs Pil
Piller, belirli bir hacim ve ağırlıkta yaygın olarak kullanılmaktadır, ayrıca daha iyi enerji yoğunluğuna sahiptir. Süper kapasitörler, yüksek güç yoğunluğuna sahip yüksek kapasiteli kapasitörlerdir. Bir pil ile karşılaştırıldığında, süper kapasitör hızlı bir şarj-deşarj kapasitesine sahiptir, düşük-yüksek sıcaklık, yüksek güvenilirlik ve düşük empedansla başa çıkabilir.
Pilin maliyeti düşükken, bir süper kapasitörün maliyeti yüksektir. Süper kapasitörler, kendi kendini boşaltma kapasitesine sahiptir. Bataryada, çalışma voltajı şarj ve deşarj modlarını belirler. Bir süper kapasitörde, izin verilen voltaj, plakalar arasında kullanılan dielektrik malzemenin türüne bağlıdır. Ayrıca kapasitördeki elektrolit kapasitansı artırabilir.
Piller kurşun-asit piller, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, vb. Şeklinde mevcuttur. Süperkapasitörler organik elektrolit, sulu elektrolit, iyonik sıvı, hibrit ve sözde süperkapasitörlerle mevcuttur. Piller büyük miktarda enerji depolamak için kullanılır ve süper kapasitörler yüksek güç yoğunluğu sağlamak için kullanılır.
Bir Süper Kapasitör kullanan Güneş İnvertörü
güneş invertörü çiftçiler için sulama, çit vb. için faydalıdır. Güneş enerjisi invertörü güneş plakaları kullanır ve Güneş enerjisi Bu plakalardan elde edilen bir bataryaya depolanır. Tam güneş inverter sistemi, çiftçinin amacına göre pilin şarjını kontrol etmek için bir AÇMA / KAPATMA anahtarına sahiptir.
Güneş invertörü kullanan süper kapasitör
Süper kapasitör kullanan solar invertörün blok diyagramı şunları içerir:
- Güneş paneli
- Darbe üreteci
- Yükseltici transformatör
- MOSFET
- Açma / kapama düğmesi
- Süper kapasitör ve
- Şarj edilebilir pil
Akü uçları darbeye bağlandığında jeneratör ve MOSFET'e göre, farklı frekanslarda AÇMA / KAPAMA darbeleri üretebilir. Darbeler, yükseltmeye beslenir trafo düşük AC voltajı elde etmek için. Bu AC voltajı, tarım sırasında farklı uygulamalar için kullanılır. Süper kapasitör, yüksek güç sağlamak, güneş enerjisini hızlı şarj etmek ve depolamak ve pil ömrünü artırmak için tüm süreçte kullanılır.
Güneş levhalarının boyutları büyütülerek güneş levhalarının çıkış enerjisi artırılabilir.
Başvurular
Süper kapasitör uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Yüksek güç sağlamak ve güç açıklarını kapatmak için
- Endüstriyel ve elektronik uygulamalar
- Rüzgar türbinlerinde, elektrikli ve hibrit araçlarda kullanılır
- Gücü hızlanmada serbest bırakmak için rejeneratif frenleme
- Start-stop sistemlerinde gücü başlatmak için
- Enerji şebekesindeki voltajı düzenleyin
- Daha düşük yüklerde ve kaldırılmış yüklerde gücü yakalamak ve desteklemek için
- Hızlı boşalma durumunda gücü yedekler.
SSS
1). Süper kapasitörler pilleri değiştirebilir mi?
Yüksek güç yoğunluğu sağlamak ve basit ve en hızlı şarj amaçları için süper kapasitörler pillerin yerini alabilir.
2). Bir süper kapasitör ne kadar enerji depolayabilir?
Süper kapasitör, 5.5 voltluk besleme için 22.7 joule maksimum enerji miktarını depolar. Elektrolitik kapasitörlere kıyasla birim kütle veya hacim başına 10-100 kat daha fazla enerji depolar
3). Bir pil ile bir süper kapasitör arasındaki fark nedir?
Piller yüksek enerji depolamak için kullanılır ve süper kapasitörler yüksek güç yoğunluğuna sahiptir.
Süper kapasitörler gücü hızlı bir şekilde depolamak ve bırakmak için kullanılırken, piller enerjiyi daha uzun süre depolar.
4). Bir süper kapasitör ne kadar süreyle şarj tutabilir?
Süper kapasitörün şarj süresi, tam dolu bir bataryaya ulaşmak için 10-60 dakika ile karşılaştırıldığında 1-10 saniyedir. Sınırsız şarj-deşarj döngüleri ile 10.000W / kg sağlar.
5). Neden piller yerine kapasitörler kullanmıyorsunuz?
Kapasitörler elektrik enerjisini depolar ve binlerce şarj-deşarj döngüsüne sahiptir. Batarya, sabit bir akımda boşaldığında ve sabit güç çıkışına sahip olduğunda sabit kalır. Kondansatörün voltajı sabit bir akımda doğrusal olarak düşerken, güç çıkışı da düşer. Yani kapasitör bir batarya ile değiştirilemez. Bir kapasitörün bir batarya ile değiştirilmesi için bir voltaj regülatör devresi kullanılır.
Böylece, bu tamamen süper kapasitörün genel görünümü . Bunlar elektronikte olduğu kadar endüstriyel uygulamalarda da kullanılmaktadır. İşte size bir soru, bir süper kapasitörün işlevi nedir?
