Kondenzátor je súčiastka, ktorá ukladá elektrický náboj. Princíp ukladania energie všeobecných kondenzátorov a ultrakondenzátorov (EDLC) je rovnaký, oba ukladajú náboj vo forme elektrostatického poľa, ale superkondenzátor je vhodnejší na rýchle uvoľnenie a ukladanie energie, najmä pre presné riadenie energie a okamžité zaťažovacie zariadenia.
Nižšie si povieme hlavné konvenčné kondenzátory a superkondenzátory.
| Porovnateľné položky | Konvenčný kondenzátor | Superkondenzátor |
| Prehľad | Konvenčný kondenzátor je dielektrikum na uchovávanie statického náboja, ktoré môže mať trvalý náboj a je široko používané. Je to nevyhnutná elektronická súčiastka v oblasti elektronickej energie. | Superkondenzátor, tiež známy ako elektrochemický kondenzátor, dvojvrstvový kondenzátor, zlatý kondenzátor, Faradayov kondenzátor, je elektrochemický prvok vyvinutý v 70. a 80. rokoch 20. storočia na ukladanie energie polarizáciou elektrolytu. |
| Stavebníctvo | Bežný kondenzátor sa skladá z dvoch kovových vodičov (elektród), ktoré sú blízko seba paralelne, ale nie sú v kontakte, s izolačným dielektrikom medzi nimi. | Superkondenzátor sa skladá z elektródy, elektrolytu (obsahujúceho elektrolytickú soľ) a separátora (ktorý zabraňuje kontaktu medzi kladnou a zápornou elektródou). Elektródy sú potiahnuté aktívnym uhlím, ktoré má na svojom povrchu drobné póry, aby sa zväčšila povrchová plocha elektród a ušetrilo sa viac elektriny. |
| Dielektrické materiály | Ako dielektrikum medzi elektródami v kondenzátoroch sa používa oxid hlinitý, polymérne filmy alebo keramika. | Superkondenzátor nemá dielektrikum. Namiesto dielektrika používa na rozhraní dvojitú elektrickú vrstvu tvorenú pevnou látkou (elektródou) a kvapalinou (elektrolytom). |
| Princíp fungovania | Princíp činnosti kondenzátora spočíva v tom, že náboj sa pohybuje silou v elektrickom poli. Keď je medzi vodičmi dielektrikum, bráni pohybu náboja a spôsobuje jeho hromadenie na vodiči, čo vedie k jeho ukladaniu. | Superkondenzátory na druhej strane dosahujú dvojvrstvové ukladanie energie náboja polarizáciou elektrolytu, ako aj redoxnými pseudokapacitnými nábojmi. Proces akumulácie energie v superkondenzátoroch je reverzibilný bez chemických reakcií, a preto sa dajú opakovane nabíjať a vybíjať stovky tisíc krát. |
| Kapacita | Menšia kapacita. Všeobecná kapacitná kapacita sa pohybuje od niekoľkých pF do niekoľko tisíc μF. | Väčšia kapacita. Kapacita superkondenzátora je taká veľká, že sa dá použiť ako batéria. Kapacita superkondenzátora závisí od vzdialenosti medzi elektródami a od ich povrchovej plochy. Preto sú elektródy potiahnuté aktívnym uhlím, aby sa zväčšila povrchová plocha a dosiahla sa vysoká kapacita. |
| Hustota energie | Nízka | Vysoká |
| Špecifická energia | <0,1 Wh/kg | 1 – 10 Wh/kg |
| Merný výkon | viac ako 100 000 Wh/kg | viac ako 10 000 Wh/kg |
| Čas nabíjania/vybíjania | Časy nabíjania a vybíjania konvenčných kondenzátorov sú typicky 103 – 106 sekúnd. | Ultrakondenzátory dokážu nabíjať rýchlejšie ako batérie, už za 10 sekúnd, a ukladať viac náboja na jednotku objemu ako konvenčné kondenzátory. Preto sa radia medzi batérie a elektrolytické kondenzátory. |
| Životnosť cyklu nabíjania/vybíjania | Kratšie | Dlhšie (zvyčajne 100 000+, až 1 milión cyklov, viac ako 10 rokov používania) |
| Účinnosť nabíjania/vybíjania | >95 % | 85 % – 98 % |
| Prevádzková teplota | -20 až 70 ℃ | -40 až 70 ℃ (Lepšie charakteristiky pri ultranízkych teplotách a širší teplotný rozsah) |
| Menovité napätie | Vyššia | Nižšie (typicky 2,5 V) |
| Cena | Nižšie | Vyššia |
| Výhoda | Menšie straty Vysoká hustota integrácie Riadenie činného a jalového výkonu | Dlhá životnosť Ultra vysoká kapacita Rýchly čas nabíjania a vybíjania Vysoký zaťažovací prúd Širší rozsah prevádzkových teplôt |
| Aplikácia | ▶ Plynulý výstupný zdroj napájania; ▶Korekcia účinníka (PFC); ▶Frekvenčné filtre, hornopriepustné filtre, dolnopriepustné filtre; ▶Spojenie a odpojenie signálu; ▶Štartéry motorov; ▶Tlmiče (prepäťové ochrany a filtre šumu); ▶Oscilátory. | ▶Vozidlá s novou energiou, železnice a iné dopravné aplikácie; ▶Zdroj neprerušiteľného napájania (UPS), ktorý nahrádza batérie s elektrolytickými kondenzátormi; ▶Napájanie pre mobilné telefóny, notebooky, vreckové zariadenia atď.; ▶Nabíjateľné elektrické skrutkovače, ktoré sa dajú úplne nabiť za pár minút; ▶Systémy núdzového osvetlenia a vysokovýkonné elektrické impulzné zariadenia; ▶Integrované obvody, RAM, CMOS, hodiny a mikropočítače atď. |
Ak máte niečo dodať alebo iné postrehy, neváhajte s nami diskutovať.
Čas uverejnenia: 22. decembra 2021