Kondensators hawwe in oantal geweldige eigenskippen. Se bewarje stroom as elektryske lading ynstee fan gemyske enerzjy, bygelyks. Dit makket typysk hast direkte oplaadtiden en heul hege peakútfierstromen mooglik. Se kinne hûnderttûzenen oplaad- en ûntlaadsyklusen oerlibje, ynstee fan de hûnderten syklusen foar folslein opladen batterijen. Dus wat is it probleem?
In batterij leveret in frij konstante spanning oer in lange libbensdoer. Ofhinklik fan it apparaat kinne jo prestaasjeproblemen hawwe dy't hast leech binne. Smartphones geane bygelyks yn 'e enerzjybesparjende modus. Dat is net allinich om se wat langer te litten wurkjen, mar om te foarkommen dat se direkt sûnder warskôging útskeakele wurde.
Lykas jo sjen kinne, sakket de spanning as de batterij hast leech is. Yn jo tillefoan is d'r in stroomkonverzje-sirkwy, ûnderdiel fan it algemiene stroombehear, dat wurket om net ferskriklik konstante batterijkrêft om te setten yn in heul strak regele systeemkrêft (wierskynlik in boskje ferskillende spanningen). Tink derom dat hjir in wichtige relaasje is: fermogen = stroom * spanning. Dus om itselde fermogen te behâlden, as de spanning sakket, moat myn sirkwy mear stroom lûke.
Elke batterij hat in bytsje ynterne wjerstân, en fanwegen in oare relaasje, de Wet fan Ohm neamd, witte jo dat der wat spanning yn 'e batterij sakket. Yn 'e tekening is de Vout = V0 − r * I, wêrby't I de stroom is. Dus, as myn V0 sakket en myn stroombehearsirkwy mear stroom moat lûke om itselde fermogen te leverjen, sakket de útgongsspanning fan 'e batterij noch rapper. Dit beheinde de maksimale stroomútfier fan in batterij, en it betsjut ek dat se frij gau útfalle as se hast leech binne.
Mar de útgongsspanning, pykstroom en totale krêft yn in kondensator sakje eksponentiell yn 'e rin fan' e tiid. De kondensator hat ien foardiel: it bewarret elektryske lading, ynstee fan elektryske lading om te setten yn gemyske lading lykas yn in batterij, dus hoewol d'r in ynterne wjerstân is, is dizze lyts en kin meastentiids negearre wurde. Kondensators kinne heul, heul hege streamingen leverje foar in koarte tiid.
Mar foar it fan stroom foarsjen fan in ding binne se problematysk. Tink oan myn winsk om in konstante stroom yn myn stroombehearsysteem te hâlden, en dat stroom = stroom * spanning. As ús spanning rap sakket, moatte wy dat kompensearje mei rap tanimmende stroom om itselde fermogen te leverjen. Hiel hege streamingen soargje foar in folle djoerder sirkwy, gruttere komponinten foar stroomkonverzje, mear stroomferlies yn printplaten, ensfh. ... itselde basisprobleem dat de batterij tsjin 'e ein hat, allinich dit begjint heul betiid yn 'e brûkbere stroomopslachlibben fan' e kondensator te barren. En as de kondensator leech rekket, sakket de pykstroom, hoewol noch relatyf heech, ek.
It oare probleem is dat moderne ultrakondensatoren folle legere spesifike enerzjy hawwe as batterijen. De bêste ultrakondensatoren op 'e merk beheare 8-10 Wh/kg, de measten binne mear as 5 Wh/kg. De bêste Li-ion-batterijen leverje hast 200 Wh/kg, in protte formulearringen kinne mear as 100 Wh/kg berikke. Dat jo hawwe sawat 20 kear it gewicht nedich om ultrakondensatoren te brûken. Mar mooglik mear, om't op in stuit tidens ûntlading, ôfhinklik fan tapassing, de spanning te leech sil sakje om brûkber te wêzen, wêrtroch't stroom net brûkt wurdt. Ek, yn tsjinstelling ta mear tradisjonele kondensatoren, hawwe ultrakondensatoren ek in relatyf hege ynterne wjerstân. Dat se kinne net needsaaklik folle útwikseling fan spanning foar stroom stypje.
Dan is der selsûntlading: hoe fluch "lekt" stroom út in opslachapparaat. De ienige NiMh-sellen binne robuust, mar selsûntlading sa heech as 20-30% per moanne. Li-ion-sellen ferminderje dit ta mear as <2% per moanne, ôfhinklik fan 'e spesifike Li-ion-technology, miskien 3% yn guon systemen, ôfhinklik fan 'e overhead fan batterijmonitoring. De ultrakondensatoren fan hjoed de dei ferlieze wol 50% lading yn 'e earste moanne. Dat makket miskien net út yn in apparaat dat deistich opladen wurdt, mar it beheint absolút de gebrûksgefallen foar kondensatoren vs. batterijen, teminsten oant bettere ûntwerpen makke binne.
En om't jo safolle nedich binne, kinne de hjoeddeistige kosten fan ultrakondensatoren 6x-20x de kosten fan batterijen wêze. As jo applikaasje in heul lytse útfier nedich hat, foaral mei heul koarte hege stroompieken, kin de ultrakondensator in opsje wêze. Oars sil it yn 'e neie takomst gjin batterijferfanging wêze.
Foar tapassingen mei hege stroomsterkte lykas elektryske auto's, noch net echt in nuttige oerweging, as standalone. Hoewol systemen dy't sawol ultrakondensatoren as batterijen brûke, oansprekkend kinne wêze, om't har ferskillen tige komplementêr binne, de hege stroomoerdracht en lange libbensdoer fan 'e kondensator versus de hege spesifike enerzjy/enerzjydichtheid fan 'e batterij. En der wurdt in soad wurk dien om folle bettere ultrakondensatoren te leverjen, lykas folle bettere batterijen. Dus miskien nimt de ultrakondensator op in dei mear fan 'e typyske batterijtaken oer.
artikel fan: https://qr.ae/pCacU0
Pleatsingstiid: Jan-06-2026