Kondensaattori | Sähköenergian varastointi
- Lisätiedot
- Hits: 5071
Ein kondensaattori voi varastoida ja vapauttaa sähköenergiaa. Kondensaattorin kapasitanssilla on ratkaiseva rooli erityisesti erityyppisten kondensaattorien suorituskyvyn ja ikääntymiskyvyn kannalta. Nämä ovat erityisen mielenkiintoisia Ultrakondensaattorit und Superkondensaattorit, jotka asettavat uudet standardit korkealla energiatiheydellä ja nopealla lataus- ja purkuominaisuuksilla. Artikkeli esittelee markkinoiden tämänhetkisiä kehityssuuntia ja innovaatioita sekä antaa muutaman näkemyksen elektroniikkakomponentista.
Pitoisuus
- Kondensaattori – tärkeimmät asiat lyhyesti
- Uutisia ja innovaatioita kondensaattorista
- Häufig gestellte Fragen
Kondensaattori – tärkeimmät asiat lyhyesti
Keskeinen Trend Kondensaattorit lisäävät toisaalta energiatiheyttä ja toisaalta kapasiteettia C käyttämällä nanorakenteisia materiaaleja, kuten grafeenia ja hiilinanoputkia. Nämä materiaalit tarjoavat valtavasti suuremmat pinta-alat varauksen varastointiin, mikä lisää merkittävästi kondensaattorien kapasiteettia. Kehityksen painopiste on myös kondensaattoreiden käyttöiän ja luotettavuuden parantamisessa. Elektrolyyttien optimointi on tässä ratkaisevassa roolissa. Uudet elektrolyyttikoostumukset, joissa on vakaammat kemialliset yhdisteet ja hitaammat hajoamisnopeudet, auttavat pidentämään kondensaattoreiden käyttöikää ja lisäämään niiden luotettavuutta.
Erityinen innovatiivinen lähestymistapa on kondensaattorien integrointi hybridienergian varastointijärjestelmiin. Tämä yhdistää superkondensaattorien ja akkujen edut luodakseen järjestelmiä, jotka tarjoavat sekä korkean energiatiheyden että nopeat lataus- ja purkuominaisuudet. Nämä hybridijärjestelmät ovat erityisen kiinnostavia sähköajoneuvoissa, koska ne voivat täyttää sekä toimintamatkan korkeat energiavaatimukset että kiihdytys- ja jarrutusvoiman palautumisen suorituskykyvaatimukset.
Uudet teknologiat mahdollistavat joustavamman ja joustavamman tuotannon erittäin ohuet kondensaattorit, joka voidaan helposti integroida kannettavaan elektroniikkaan ja puetettaviin laitteisiin. Nämä kondensaattorit voidaan valmistaa joustaville alustoille, ja ne tarjoavat korkean suorituskyvyn minimaalisella tilantarpeella. Kohteeseen ekologinen jalanjälki Tämän minimoimiseksi edistetään myös ympäristöystävällisten kondensaattoreiden kehittämistä. Kannustetaan käyttämään ympäristöystävällisiä materiaaleja ja kestäviä valmistusprosesseja, kuten biohajoavia elektrolyyttejä ja kierrätettäviä materiaaleja.
Lopuksi laajentaminen Lämpötilan ja jännitteen toleranssi der Sähkötekniikan komponentit työnnetty eteenpäin. Suorituskykyisiä kondensaattoreita, jotka kestävät äärimmäisiä lämpötiloja ja suuria jännitteitä, kehitetään laajentamaan sovelluksia vaativiin teollisuus- ja ilmailuympäristöihin.
Uutisia ja innovaatioita kondensaattorista
Tutkijat ja kehittäjät työskentelevät parhaillaan useiden jännittävien innovaatioiden parissa kondensaattoriteknologiassa, joilla on potentiaalia parantaa merkittävästi energian varastointijärjestelmien tehokkuutta ja suorituskykyä. Tässä on niistä kaksi:
Hybridi superkondensaattorit virransyöttöön ja varastointiin
08.10.2020. lokakuuta 3,8 | Hy-Line Power Components esittelee superkondensaattorinsa nimellisjännitteellä XNUMX V. HS-sarja tarjoaa jopa kymmenen kertaa suuremman kapasiteetin samassa koossa. Uusi hybridi Super kondensaattori yhdistää superkondensaattorin ja litiumpariston ominaisuudet.
Toisin kuin normaali superkondensaattori, HS varastoi energian paitsi fyysisesti myös kemiallisesti. Superkondensaattorit välttävät siten rakenteellisiaKulumisen merkit akut, jotka rajoittavat latausjaksoja.
Suuremman 3,8 V: n käyttöjännitteen (huippujännite: 4,0 V) ansiosta ja tällä hetkellä jo kahdeksan kertaa kapasiteetti 30 - 220 F varastoitu energia on merkittävästi suurempi. Lisäksi vähemmän soluja on kytkettävä sarjaan, jotta voidaan rakentaa moduuleja, joilla on korkeampi käyttöjännite. Sisäinen vastus ja itsepurkautuminen minimoidaan. Käyttölämpötilat vaihtelevat välillä -25 ° C - 85 ° C.
tyypillinen Sovellukset Uusiin superkondensaattoreihin kuuluvat esineiden internet IoT, älykkäät mittarit, UPS / backup-ratkaisut teollisuudessa, tietotekniikka ja lääketiede sekä mustat laatikot / GPS-seurantalaitteet kuorma-autoille, linja-autoille, kontille ja arvoesineille.
Luurankokondensaattori voittaa Tesla-tekniikan
17.05.2019. toukokuuta XNUMX | Skeleton Technologies johtaa Office of Naval Researchin tilaamaa tutkimusta ultrakondensaattoreista (kuvassa yllä) ja on siinä erinomaista Ultrakondensaattori Käsite Tesla Maxwell Technologiesin tytäryhtiö. Luurankojen Skelcaps-johto kilpailuun nähden perustuu patentoituun "Curved Graphene" -tekniikkaan.
Ultrakondensaattori ylittää vertailuluvut energian tiheyden ja käyttöiän suhteen, kuten Dr. David Wetz ja hänen tiiminsä Texasin yliopistossa Arlingtonissa. Ohjelman jatkokehitys energian varastointi Teknologia mahdollistaa pienempien, tehokkaampien energiajärjestelmien rakentamisen. Saksin korkean teknologian yritys voittaa selvästi kilpailijansa, myös Yhdysvalloissa sijaitsevan Ioxus Inc. -yrityksen, ja saa ensimmäisen sijan testituloksessa.
Ultrakondensaattorit voittavat korkean tasonsa vuoksi tehotiheys ja siksi ne ovat yhä tärkeämpiä eri sovelluksissa. B. Käytä tapauksia, jotka vaativat suurta transienttia suorituskykyä, kuten mikroverkot ja kuljetus. Monet teollisuudenalat, kuten autoteollisuus, näkevät Li-ionia käyttävän hybridiratkaisun etujaAkut yhdistettynä ultrakondensaattoreihin. Elon Musk tunnusti ultracapsien suuren potentiaalin ja otti helmikuussa haltuunsa ultracap-valmistajan Maxwell Technologiesin (San Diego, CA).
Wago Gelbox suojaa liittimiä kosteudelta
Laajassa tutkimuksessa Naval Researchin toimisto Yksittäisten valmistajien tuotteille saatiin vauhtia ultrakondensaattoreiden ja litiumionikondensaattoreiden ominaisuuksista ohimenevien kuormitussovellusten alueella. Skelcap ylitti selvästi kaikki tässä kokeessa testatut solut. Yli 10 kW / kg: n tehotiheys on suurempi kuin testin muiden kennojen ja lämmönkehitys on huomattavasti pienempi, mikä vaikuttaa positiivisesti sen käyttöikään.
"Luurangon erinomaiset tulokset johtuvat todennäköisesti Kaareva grafeeni muiden valmistajien käyttämän aktiivihiilen sijaan. Nämä energian varastointiteknologian edistykset mahdollistavat sellaisten energiajärjestelmien rakentamisen, jotka voivat tuottaa enemmän energiaa ohimeneviin kuormituksiin ja mahdollistavat olemassa olevien järjestelmien pienentämisen ", selittävät kirjoittajat.
Häufig gestellte Fragen
Mikä on kondensaattori ja mitä se tekee?
Kondensaattori on a elektroninen komponentti, joka varastoi sähköenergiaa erottamalla varauksia. Se koostuu kahdesta johtavasta levystä, jotka on erotettu toisistaan eristeellä. Kondensaattorin päätehtävä on varastoida sähköenergiaa sähkökenttään. Sitä käytetään elektronisissa piireissä jännitteiden stabilointiin, signaalikohinan suodattamiseen ja puskurointienergiahuippuihin. Koska kondensaattori pystyy varastoimaan ja vapauttamaan energiaa lyhyellä varoitusajalla, sillä on keskeinen rooli tehoelektroniikassa ja signaalinkäsittelyssä.
Mikä on tehokondensaattori?
Ein Nykyinen kondensaattori, joka tunnetaan paremmin teho- tai elektrolyyttikondensaattorina, on komponentti, joka voi varastoida suuria määriä sähköenergiaa ja vapauttaa sen nopeasti uudelleen. Sitä käytetään usein teholähteissä ja vahvistimissa kompensoimaan äkillisiä virtapiikkejä ja varmistamaan jännitteen U stabiilisuus. Sen kyky puskuroida suuria virtoja suojaa elektronisia piirejä jännitteen vaihteluilta ja parantaa järjestelmän yleistä suorituskykyä.
Mitä tapahtuu, kun kytket kondensaattorin tasajännitteeseen?
Jos kondensaattori on kytketty a DC-jännitelähde kytkettynä se alkaa latautua sähkövarauksella. Aluksi virtaa suuri virta, joka pienenee ajan myötä, kun kondensaattorin yli oleva jännite lähestyy käytettyä tasajännitettä. Kun kondensaattori on latautunut täyteen, virtaa ei enää kulje ja kondensaattori varastoi energian sähkökentän muodossa levyjensä väliin. Tässä tilassa kondensaattori toimii avoimena piirinä, joka ei salli virrankulkua.
Mitä kondensaattori tekee vaihtojännitteellä?
Vaihtojännitteellä Kondensaattori latautuu ja purkautuu jatkuvasti, koska jännite muuttaa jatkuvasti suuntaa. Tämä johtaa vaihtovirtaan, joka kulkee kondensaattorin läpi, vaikka varsinaista sähkövirtaa ei kulje eristeen läpi. Kondensaattori toimii tasavirran lohkona, mutta päästää vaihtovirran läpi. Tämän ansiosta se voi suodattaa taajuuksia ja vaimentaa ei-toivottuja DC-komponentteja signaaleissa.
Miten kondensaattorin kapasiteetti vaikuttaa AC- ja DC-piireihin?
Kondensaattori C toimii yhdessä AC piiri kapasitiivisena resistanssina, joka viivästyttää virran kulkua vaihtovirran taajuudesta riippuen. Kondensaattorin impedanssi pienenee taajuuden kasvaessa. Tämä tarkoittaa, että se tarjoaa vähemmän vastusta korkeammilla taajuuksilla. Tämä saa virran jäämään jäljessä jännitekäyrästä, jolloin vaihekulmaa voidaan kuvata e-funktiolla, joka edustaa kondensaattorin eksponentiaalista varaus- ja purkauskäyrää.
In DC-piirit Kondensaattori käyttäytyy kuitenkin eri tavalla: täyteen latautuneena se estää virran kulkemisen, koska se ei päästä jatkuvaa tasavirtaa läpi. Tasavirtapiirissä oleva kondensaattori ylläpitää tasaisen jännitteen levyillään latauksen jälkeen pysäyttäen virran. Tämä on erityisen hyödyllistä tasavirtalähteiden jännitteiden tasoittamisessa.
Kondensaattoreita voidaan käyttää myös kytkentäelementteinä AC-signaalien siirtämiseen johtimien välillä samalla kun DC-komponentit estetään. Tämä ominaisuus tekee niistä välttämättömiä suodatuksessa ja signaalinkäsittelyssä elektronisissa piireissä.
Saatat olla myös kiinnostunut...
Reitittimet | verkon topologian sydän
Yhdyskäytävät | Silta Teollisuus 4.0 -tehtaalle
Teollisuuden PC | Ankara ympäristö ja räjähdyssuojattu
Virtalähde | Innovatiivinen, tehokas, luotettava
Angela Struck on kehitystyön päätoimittaja ja freelance-toimittaja sekä Presse Service Büro GbR:n toimitusjohtaja Riedissä.