Superkondensatory.pdf

Superkondensatory: Baterie

zastępujący

Kondensatory są jednymi z najbardziej istotnych elementów budowania

elektronicznych trzymać napięcie DC. Opierając się na tej samej zasadzie, ale

na znacznie większą skalę, nie można wykluczyć, że kondensatory mogą być

używane do przechowywania energii przez dłuższe okresy czasu. Dopóki jakiś

czas temu, jednak kondensatory tylko udało się trzymać bardzo mało energii w

porównaniu do zwykłego akumulatora.

Kondensatory: podstawowa idea

Rysunek 8.1: Zasada kondensatorów.

Kondensatory składa się z dwóch przewodzące płytki równolegle i oddzielone

dielektrycznej izolatora. Płyty posiadają naprzeciwko opłat, które wytwarza

pole elektryczne. W przeciwieństwie do akumulatorów, gdzie energia jest

magazynowana w postaci chemicznej, przechowywanie kondensatorów

energetycznych w tej dziedzinie.

Pojemność jest określona jako

gdzie jest obszar równoległych płytek, jest to odległość pomiędzy nimi,

jest względna przenikalność lub stałej dielektrycznej i to przenikalność

kondensator jest przez

). Energii zgromadzonej przez

gdzie jest napięcie w całym równoległymi płytkami. Energii może zostać

zwiększona na wiele sposobów. Można zwiększyć napięcie stosowane , Ale

taka jest ograniczona przez maksymalną moc dziedzinie energii w którym

dielektryk rozpada się na niepowodzenie i rozpoczyna prowadzenie energii

elektrycznej, w wyniku zewnętrznego uszkodzenia części.

Pojemność można zwiększyć przy użyciu materiałów o wyższej stałych

dielektrycznych. Na odległość maksymalne napięcie

Energia jest proporcjonalna do i do kwadratu

. Aby maksymalnie

zwiększyć gęstość energii, wysoki

konieczna jest także uzasadnione .

Jeżeli wielkość kondensatora jest , Gęstość energii jest

elektryczna próżni (

Na dielektryk z politereftalanu etylenu (PET),

. Zatem

Ostatnim krokiem jest możliwe, ponieważ gęstość materiału wynosi około 1

kg / dm . To jest niska w porównaniu do baterii (Lead-cell kwasu typowej

gęstości energii z dnia 22 Wh / kg).

Superkondensatory

W 1997 roku naukowcy z CSIRO opracowali pierwsze Supercapacitor. Jest to

w zasadzie kondensatora, który jest w stanie utrzymać znacznie więcej za

pomocą cienkiej polimerów film do warstwy dielektrycznej. Elektrody są

wykonane z węglowych nanorurek. Gęstości energii normalny kondensator

jest tylko 0,5 Wh / kg. PET superkondensatorów można przechowywać cztery

razy więcej energii w porównaniu ze zwykłymi kondensatora.

Nanorurek węglowych i polimerów przydatnych na superkondensatorów.

Nanorurki węglowe mają doskonałe właściwości nanoporosity pozwalając

polimeru małe pomieszczenia do zasiadania w probówce i działać jako

dielektryk. Polimery są redoks (redukcja-oksydacji) Mechanizm składowania

wraz z wysokim powierzchni.

Istnieją badania będzie o zastąpienie nanorurek węglowych z materiałów

ceramicznych na ich właściwości nadprzewodnictwa.

Przewagę nad bateriami

Superkondensatory są dobrze przystosowane do wymiany baterii w wielu

aplikacjach. Jest tak, ponieważ w momencie ich skala jest porównywalna z

baterii, od małych używane W przypadku telefonów komórkowych do dużych,

które można znaleźć w samochodach osobowych. Nawet superkondensatorów

ma mniejszą gęstość energii w porównaniu do baterii, to uniknąć wielu bateria

wady.

Baterie mają ograniczoną liczbę ładowania / rozładowywania i czasu

pobierania i odprowadzania ponieważ proces ten obejmuje reakcje chemiczne

ze wskaźników braku chwilowego. Te reakcje chemiczne mają pasożytnicze

cieplnej prasowa, która powoduje baterii rozgrzać. Baterie mają ograniczoną

cyklu życia utraty wydajności i akumulatory kwasowe są niebezpieczne dla

środowiska.

Superkondensatory może być ładowana i rozładowana niemal nieograniczoną

ilość razy. Mogą absolutorium w zakresie milisekund i są zdolne do

wytwarzania ogromny prądy. Stąd są one bardzo przydatne w obciążeniu

niwelowania aplikacji i dziedziny, w których nagłe zwiększenie mocy jest

potrzebne w ułamku sekundy. Nie zwalnia żadnego cieplne ciepła w trakcie

rozładunku.

Superkondensatory mają bardzo długą żywotność, co zmniejsza koszty

utrzymania. Nie uwolnienia wszystkich niebezpiecznych substancji, które

mogą szkodzić środowisku naturalnemu. Ich występ nie obniża się wraz z

upływem czasu. Superkondensatory są bardzo bezpieczne dla składowania są

łatwo odprowadzane. Mają niski wewnętrznych oporów, nawet jeśli wielu z

nich są połączone razem.

Mimo iż mają mniejszą gęstość energii, są bulkier i cięższe niż odpowiednik

baterii, które już otrzymują baterii do wielu zastosowań w mocy zwolnienia ze

względu na swoją gotowość.

Wnioski

Superkondensatory były początkowo używane przez wojsko USA, aby

uruchomić silniki czołgów i łodzi podwodnych. Większość aplikacji, dziś są w

dziedzinie pojazdów hybrydowych oraz podręcznych urządzeń elektronicznych.

NASA ma projekt badawczy w celu wykorzystania superkondensatorów w

elektryczny autobus zwany Hybrid Electric Transit Bus. Energii zużywanej do

uruchomienia silnika i przyspieszenia autobus jest odtwarzany w trakcie

hamowania. Podczas Próby, autobus załadowany 30 superkondensatorów,

każdy z nich o wadze 32 kg i wyzwalania energii 50 kJ na 200 V udało się

uruchomić cztery mile.

W większości pojazdów hybrydowych, 42 superkondensatorów V są

wykorzystywane. General Motors opracował pickup truck z silnikiem V8, który

używa Supercapacitor w celu wymiany baterii. Sprawność silnika wzrosła o

14%. Supercapacitor dostaw energii do alternatora. Toyota opracowała silnik

Diesla przy użyciu tej samej technologii i twierdzi się do korzystania tylko 2,7

litra paliwa na 100 km.

Na obszarach wiejskich, gdzie są napięcia sags w sieci elektroenergetycznej,

superkondensatorów mogą być stosowane w celu ograniczenia wpływu

wahań.

Supercapacitor została udostępniona opinii publicznej. Handlowych

Supercapacitor może pomieścić 2500 farad, publikację 300 A prądu

szczytowego z napięcie szczytowe obsługi około 400 V. Cyklu życia tego

Supercapacitor jest więcej niż

opłaty / cykli ładowania akumulatora.

Matti Juvonen 2003-02-07

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: