Qu'est-ce qu'un supercondensateur - Fonctionnement et ses applications

Qu'est-ce qu'un supercondensateur - Fonctionnement et ses applications

Un élément passif simple qui peut stocker énergie électrique , lorsqu'une source de tension appliquée est appelée condensateur. Il a la capacité ou la capacité de stocker de l'énergie électrique en produisant une différence de potentiel à travers ses plaques, et il se comporte comme un rechargeable batterie . Le condensateur se compose de deux plaques conductrices parallèles, qui ne sont pas connectées l'une à l'autre. Les plaques sont séparées par un matériau isolant appelé diélectrique, qui est du papier ciré, de la céramique, du mica plastique ou du gel liquide. Grâce à ce matériau isolant, le courant DC ne peut pas traverser le condensateur. Il bloque la circulation du courant et le condensateur se charge jusqu'à sa tension d'alimentation et agit comme un isolant. Lorsque le condensateur est utilisé dans des circuits CA, le flux de courant passe directement à travers le condensateur sans bloc. La propriété électrique du condensateur est la capacité et elle est mesurée en Farads (F). En fonction du diélectrique, la capacité du condensateur varie. Il y a un condensateur qui a la plus grande capacité de stockage. Un tel est un super condensateur. Cet article présente un aperçu des supercondensateurs.



Qu'est-ce que le supercondensateur?

Définition: Un supercondensateur également appelé ultracondensateur ou à haute capacité condensateur ou condensateur électrolytique à double couche qui peut stocker de grandes quantités d'énergie près de 10 à 100 fois plus d'énergie par rapport aux condensateurs électrolytiques. Elle est largement préférée aux batteries en raison de sa capacité de charge plus rapide et de sa livraison d'énergie plus rapide. Il a plus de cycles de charge et de décharge que les batteries rechargeables. Ceux-ci sont développés dans les temps modernes pour des avantages industriels et économiques. La capacité de ce condensateur est également mesurée en Farad (F). Le principal avantage de ce condensateur est son efficacité et sa capacité de stockage à haute énergie.


super-condensateur

super-condensateur





Fonctionnement du supercondensateur

Semblable à un condensateur normal, le supercondensateur a également deux plaques parallèles avec une plus grande surface. Mais la différence est que la distance entre les plaques est petite. Les plaques sont constituées de métaux et imbibées d'électrolytes. Les plaques sont séparées par une fine couche appelée isolant.

Symbole de supercondensateur

symbole de supercondensateur



Lorsque des charges opposées se forment des deux côtés de l'isolant , une double couche électrique est formée et les plaques sont chargées. Par conséquent, le supercondensateur est chargé et a une capacité plus élevée. Ces condensateurs sont utilisés pour fournir une puissance élevée et permettre des courants de charge élevés avec une faible résistance. Le coût du supercondensateur est élevé en raison de sa capacité de charge et de décharge élevée.

Une double couche électrique est créée lorsque les plaques sont changées et que des charges opposées sont formées des deux côtés des plaques. Par conséquent, les supercondensateurs sont également appelés condensateurs double couche ou double couche électrique condensateurs (EDLC’S). Lorsque la surface des plaques augmente et que la distance entre les plaques diminue, la capacité du condensateur augmente.

Fonctionnement des supercondensateurs

fonctionnement supercondensateur

Lorsque le supercondensateur n'est pas chargé, toutes les charges sont réparties aléatoirement dans la cellule. Lorsque le supercondensateur est chargé, toutes les charges positives sont attirées vers la borne négative et les charges négatives sont attirées vers la borne positive. Généralement, les supercondensateurs sont disponibles avec une capacité de 420F, un courant de charge et de décharge de 4-2Amps avec une température ambiante de -22 degrés centigrades.


Comment charger un supercondensateur?

Le supercondensateur a la capacité d'autodécharge et des cycles de charge-décharge illimités. Ces types de condensateurs peuvent fonctionner avec de faibles tensions (2-3 volts) et peuvent être connectés en série pour produire une haute tension, qui est utilisée dans des équipements puissants. Il peut stocker plus d'énergie et se libère instantanément et plus rapidement par rapport aux batteries.

Lorsque ce condensateur est connecté au circuit ou à la source de tension continue, les plaques sont des charges et des charges opposées sont formées des deux côtés du séparateur, ce qui forme un condensateur électrolytique à double couche.

Pour charger un supercondensateur, connectez le côté positif de la source de tension à la borne positive du supercondensateur et le côté négatif de la source de tension est connecté à la borne négative du supercondensateur.

Si le supercondensateur est connecté à une source de tension de 15 volts, il se charge jusqu'à 15 volts. Lorsque la tension augmente au-delà de la source de tension appliquée, le supercondensateur peut être endommagé. Ainsi, la résistance est connectée en série avec la source de tension et le condensateur pour diminuer la quantité de courant circulant à travers le condensateur et elle ne s'endommage pas.

L'alimentation en courant constant et l'alimentation en tension limitée conviennent au supercondensateur. Lorsque la tension augmente progressivement, la quantité de courant traversant le condensateur change. En mode complètement chargé, le courant baisse par défaut.

Batterie Supercondensateur Vs

Les batteries sont largement utilisées avec un volume et un poids spécifiques, ont également une meilleure densité d'énergie. Les supercondensateurs sont des condensateurs de haute capacité à haute densité de puissance. Comparé à une batterie, le supercondensateur a une capacité de charge-décharge rapide, peut gérer des températures basses-élevées, une fiabilité élevée et une faible impédance.

Le coût de la batterie est faible alors que le coût d'un supercondensateur est élevé. Les supercondensateurs ont la capacité d'autodécharge. Dans la batterie, la tension de fonctionnement détermine les modes de charge et de décharge. Dans un supercondensateur, la tension admissible dépend du type de matériau diélectrique utilisé entre les plaques. Et aussi l'électrolyte dans le condensateur peut augmenter la capacité.

Les batteries sont disponibles en batteries au plomb, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, etc. Les supercondensateurs sont disponibles avec électrolyte organique, électrolyte aqueux, liquide ionique, hybride et pseudo supercondensateurs. Les batteries sont utilisées pour stocker de grandes quantités d'énergie et les supercondensateurs sont utilisés pour fournir une densité de puissance élevée.

Onduleur solaire utilisant un supercondensateur

Le onduleur solaire est utile pour les agriculteurs dans l'irrigation, les clôtures, etc. L'onduleur solaire utilise des plaques solaires et le énergie solaire obtenu à partir de ces plaques est stocké dans une batterie. Le système complet d'onduleur solaire a un interrupteur ON / OFF pour contrôler la charge de la batterie en fonction de l'objectif de l'agriculteur.

Onduleur solaire utilisant un supercondensateur

onduleur solaire utilisant un supercondensateur

Le schéma de principe de l'onduleur solaire utilisant le supercondensateur contient,

  • Panneau solaire
  • Un générateur de pulsion
  • Transformateur élévateur
  • MOSFET
  • Interrupteur marche / arrêt
  • Supercondensateur et
  • Batterie rechargeable

Lorsque les fils de la batterie sont connectés à l'impulsion Générateur et à son tour au MOSFET, il est capable de générer des impulsions ON / OFF à différentes fréquences. Les impulsions sont envoyées à l'élévateur transformateur pour obtenir une faible tension alternative. Cette tension alternative est utilisée pour différentes applications pendant l'agriculture. Le supercondensateur est utilisé dans tout le processus pour fournir une puissance élevée, pour charger et stocker rapidement l'énergie solaire et pour augmenter la durée de vie de la batterie.

L'énergie de sortie des plaques solaires peut être augmentée en augmentant les dimensions des plaques solaires.

Applications

Les applications du supercondensateur sont les suivantes.

  • Pour fournir une puissance élevée et combler les écarts de puissance
  • Applications industrielles et électroniques
  • Utilisé dans les éoliennes, les véhicules électriques et hybrides
  • Freinage régénératif pour libérer la puissance en accélération
  • Pour démarrer l'alimentation dans les systèmes start-stop
  • Réglez la tension dans le réseau électrique
  • Pour capturer et aider la puissance dans les charges inférieures et les charges soulevées
  • Sauvegarde l'alimentation dans un état de décharge rapide.

FAQ

1). Les supercondensateurs peuvent-ils remplacer les batteries?

Pour fournir une densité de puissance élevée et à des fins de charge simple et rapide, les supercondensateurs peuvent remplacer les batteries.

2). Combien d'énergie un supercondensateur peut-il stocker?

Le supercondensateur stocke une quantité maximale d'énergie de 22,7 joules pour une alimentation de 5,5 volts. Il stocke 10 à 100 fois plus d'énergie par unité de masse ou de volume par rapport aux condensateurs électrolytiques

3). Quelle est la différence entre une batterie et un supercondensateur?

Les batteries sont utilisées pour stocker de l'énergie élevée et les supercondensateurs ont une densité de puissance élevée.
Les supercondensateurs sont utilisés pour stocker et libérer l'énergie rapidement, tandis que les batteries stockent l'énergie pendant de plus longues périodes.

4). Combien de temps un supercondensateur peut-il tenir une charge?

Le temps de charge du supercondensateur est de 1 à 10 secondes par rapport aux 10 à 60 minutes pour atteindre une batterie complètement chargée. Il délivre 10 000 W / kg avec des cycles de charge-décharge illimités.

5). Pourquoi ne pas utiliser des condensateurs au lieu de batteries?

Les condensateurs stockent l'énergie électrique et ont des milliers de cycles de charge-décharge. La batterie reste constante lorsqu'elle se décharge à un courant constant et a une puissance de sortie constante. Alors que la tension du condensateur diminue linéairement à un courant constant, la puissance de sortie diminue également. Ainsi, le condensateur ne peut pas être remplacé par une batterie. Un circuit régulateur de tension est utilisé pour remplacer un condensateur par une batterie.

Ainsi, il s'agit de un aperçu d'un supercondensateur . Ceux-ci sont utilisés dans l'électronique ainsi que dans les applications industrielles. Voici une question pour vous, quelle est la fonction d'un supercondensateur?