Суперконденсаторы

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
Дата публикации:  16-03-2014, 22:54

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!