Сегодня читали статью (3)
Суперконденсаторы
Супер- или ультраконденсаторы, известные также как высокоёмкие конденсаторы, накапливают энергию электростатическим способом, поляризуя раствор электролита. В процессе накопления энергии в суперконденсаторе не задействованы химические реакции, хотя суперконденсатор – электрохимическое устройство. Высокоёмкие или суперконденсаторы могут заряжаться и разряжаться тысячи раз в силу высокой обратимости механизма накопления энергии. Суперконденсатор – электрохимический конденсатор, обладающий способностью накапливать чрезвычайно большое, по отношению к его размеру и в сравнении с традиционным конденсатором, количество энергии. Это свойство суперконденсатора представляет особый интерес для автомобильной промышленности в производстве гибридных транспортных средств, а также в производстве транспорта на аккумуляторной электротяге, где суперконденсатор используется в качестве дополнительного накопителя энергии. Среди свойств следует отметить:
Суперконденсаторы, емкость которых обеспечивается их двухслойной структурой, накапливают энергию в поляризованном жидком слое толщиной всего несколько ангстрем, расположенном на границе между раствором электролита с ионной проводимостью и электродом с электронной проводимостью. По мнению специалистов в этой области, например, г-на Калерта (Dr. Kahlert), суперконденсаторами следует считать конденсаторы емкостью минимум 10 фарад. Суперконденсаторы – это преимущественно двухслойные конденсаторы; конденсаторы, изготовленные по другим технологиям, например, плёночные или керамические, суперконденсаторами не считают. Обычно, в суперконденсаторе два активных электрода, разделенные пористым непроводящим материалом, размещены между двумя металлическими токовыми коллекторами. Электролит, водный либо органический, пропитывает пористые электроды и обеспечивает возникновение носителей заряда с последующим его накоплением. Суперконденсатор обычно используют для обеспечения импульсной или пиковой мощности в каком-либо устройстве. Суперконденсатор также используется для кратковременного снабжения устройств энергией и для поглощения энергии из области своего применения. Примером применения пиковой мощности являются линии электропередачи, примером кратковременного снабжения энергией – сотовые телефоны/бытовая электроника и радиотехника, а примером поглощения энергии – устройства регенеративного торможения в гибридных/электрических транспортных средствах. Стоимость имеет очень большое значение для их реализации в новых областях применения - гибридном/электрическом транспорте или системах накопления возобновляемой энергии. Поскольку суперконденсаторы подобны аккумуляторным батареям (но обладают гораздо большими возможностями и достоинствами по сравнению с батареями), они вынуждены конкурировать с ними по соотношению затрат и эффективности. Если суперконденсатор нужно использовать вместе с аккумуляторной батареей, чтобы соответствовать требованиям к высокой мощности, тогда стоимость должна быть конкурентоспособной на фоне использования большего количества аккумуляторных батарей или модернизированной аккумуляторной батареи (с целью соответствия требованиям системы к мощности). Критическим фактором стоимости суперконденсатора является стоимость электродного материала и электролита. Стоимость исходных материалов составляет 50-60% общей стоимости. Очень дорого стоят электроды из углерода с особыми свойствами, не менее дорогостоящи суперконденсаторы с органическими электролитами. Однако, пытаясь сделать технологию производства конкурентоспособной по сравнению с соперничающими технологиями, крупнейшие производители работают над использованием альтернативных исходных материалов, которые стоят меньше, а энергии накапливают больше. На современном рынке автоматизированная сборка заменила трудоёмкие сборочные операции, и стоимость суперконденсаторов значительно снизилась. Например, в середине 1980–х годов стоимость производимых компанией «Мацушита Электрик» (Matsushita Electric) суперконденсаторов номиналом 2,3В х 470Ф составляла приблизительно $2 за фараду. Сейчас стоимость такого же суперконденсатора составила бы 1/20 указанного значения – 10 центов за фараду, и она продолжает быстро снижаться, поскольку автоматическая сборка замещает ручную. По мнению многочисленных экспертов, когда стоимость снизится еще в 20 раз до 1 цента за фараду, тогда суперконденсатор появится на рынке товаров массового производства. Области применения суперконденсаторов можно классифицировать, основываясь на существующем и потенциальном применении. Среди развивающихся областей применения: накопительные устройства для источников возобновляемой энергии, например, солнца, ветра и океанской волны, топливных элементов; транспортные средства, например, гибридные электрические транспортные средства, устройства запуска двигателя обычных транспортных средств, работающих на бензине, локомотивы поездов и транспортные средства, работающие на водородном топливе. Суперконденсаторы также могут использоваться как накопители энергии в жилищном секторе, например, в домах с солнечными фотоэлектрическими системами, где требуются не обычные аккумуляторные батареи, а иные накопительные устройства. В ближайшем будущем многообещающими областями применения могут стать военная техника, авиакосмическая и медицинская промышленность. Благодаря высокой удельной емкости и плотности энергии, суперконденсаторы используются как источник кратковременного электропитания в электронных устройствах. Их также очень широко используют в системах бесперебойного электропитания (UPS). Преимуществом является то, что они обеспечивают мгновенную мощность в критических областях применения. Среди развивающихся областей применения суперконденсаторов - кратковременное параллельное питание для стационарных систем бесперебойного электропитания с топливными элементами. В наибольшей степени они пригодны для использования в устройствах запуска двигателя, а также в устройствах демпфирования пиковой нагрузки. Среди существующих областей применения - электроэнергетика с критическими нагрузками (энергосистемы общего пользования), больницы, банковские центры, вышки беспроводной связи и коммуникации аэропортов. Суперконденсаторы обеспечивают критическую нагрузку в течение нескольких секунд и даже миллисекунд. Самое широкое применение они нашли на рынке бытовой электроники в виде источника резервного питания запоминающих устройств, микропроцессоров и материнских плат. На рынке потребительской электроники суперконденсаторы во всевозрастающем количестве используются в мобильных телефонах.
Разместил статью: admin
![]() ![]() |
⇩ Информационный блок ⇩
⇩ Реклама ⇩
Loading...
⇩ Категории-Меню ⇩
⇩ Интересное ⇩
Домашние цифровые метеостанции – первый научный эксперимент
![]() Способ определения местоположения объекта навигации
![]() Доступное изящество
![]() Устройство кодирования и декодирования изображений
![]() Бытовой прибор и способ снабжения электрического потребителя электроэнергией
![]() Электрогенераторы – комфорт и надежность
![]() Вибрационная диагностика силовых трансформаторов
![]() |
⇩ Ваши закладки ⇩
⇩ Новые темы форума ⇩
⇩ Каталог организаций ⇩
⇩ Комментарии на сайте ⇩
⇩ Топ 10 авторов ⇩
⇩ Лучшее в Архиве ⇩
⇩ Реклама ⇩
|