Конденсаторный аккумулятор: Суперконденсаторы вместо аккумулятора в автомобиле

Содержание

Суперконденсаторы вместо аккумулятора в автомобиле


Суперконденсатор или ионистор - это что-то нечто среднее между аккумулятором и обычным конденсатором. У него много плюсов, которыми не обладает аккумуляторная батарея. Поэтому, я познакомлю вас с полностью рабочим прототипом батареи для машины на ионисторах. С помощью него можно не просто завести двигатель пару раз, а вполне полноценно эксплуатировать автомобиль неограниченное время.

Понадобится



Этого хватит для первого опытного образца.

Первое испытание с запуском двигателя


Я купил 6 суперконденсаторов и плату балансовой защиты, бывают они продаются индивидуально под каждый ионистор, а бывает и цельная линейка под шесть штук.
Собрал все воедино.

Плата защиты исключает перезаряд суперконденсаторов напряжением выше 2,7В, поэтому использовать ее практически обязательно нужно, если включение элементов производится последовательно.
Далее я припаял клеммы и установил эту батарею на авто. Но предварительно ее необходимо зарядить небольшим током 5-7 А до рабочего напряжения. На это ушло 10-15 минут времени.

После подключения автомобиль завелся без лишних сложностей, двигатель работал стабильно, напряжение в бортовой сети держалось на должном уровне.
В ходе этого эксперимента выяснились следующие плюсы и минут: батарея из ионисторов быстро разряжалась при выключенном зажигании, а именно где-то через 5-6 часов напряжение падало до 10 В. Это был минус, а плюс был в том, что даже при этом напряжении автомобиль все ещё заводился, так как для ионистора любое напряжение рабочее, в отличии от аккумулятора.
В итоге запустить двигатель по прошествии одних суток уже не представлялось возможным. И я решил исправить данный недостаток в следующей конструкции.

Схема


Вот схема второго прототипа батареи.

Оговорюсь сразу: солнечной панели и второго аккумулятора в ней нет. Тут также используется линейка из суперконденсаторов с балансной платой. Также добавлен контроллер заряда аккумулятора, пара переключателей, вольтметр и сам небольшой аккумулятор емкостью 7,5АЧ.
Работа устройства такова: перед запуском авто открываем капот и счелкаем верхний по схеме переключатель. Через мощный 50 Ваттный резистор сопротивлением 1 Ом, ионистор начинает заряжаться от аккумулятора. Заряжать напрямую без этого резистора нельзя, так как для аккумулятора это будет равносильно короткому замыканию.

На все про все уходит 15 минут времени. Для меня это не критично. После этого можно заводить авто и ехать. Также парально резистору воткнут диод Шоттки. Он служит для зарядки аккумулятора после того как двигатель запущен.
А заряжается аккумуляторная батарея через контроллер зарядки.

Он нужен для того, чтобы каждый раз не щелкать переключатель включения, а один раз включить и ехать: встать у магазина и уйти на пару часов. И если ионистор начнет тянуть из аккумулятора ток, и разряжать его ниже 11,4 В, то контроллер зарядки тут же его отключит. Тем самым защитит батарею от полного разряда, что может ее погубить раньше срока.
Нижний по схеме переключатель служит для подключения вольтметра либо к ионисторам, либо к батарее.

Полностью рабочий экземпляр батареи на суперконденсаторах


Собрал всю схему в пластиковой коробке. Временно естественно, чисто покататься и испробовать новшество.

Вид устройства с верху.

Защитный контроллер.

Мощный токоограничивающий резистор.

Цифровой вольтметр виден через пластик.

Устанавливаем на автомобиль вместо штатной батареи.

Включаем зажигание и пробуем произвести пуск двигателя.

Мотор запустился быстро, без каких либо проблем.

Производится зарядка ионисторов и аккумуляторной батареи, о чем свидетельствуют показания вольтметра.

Заключение


Теперь поподробнее о достоинствах и недостатка:
Плюсы:
  • В отличии от аккумулятора суперконденсаторы надежнее справляются с пиковым пусковым током. Пуск получается надежнее.
  • Низкое напряжение вполне является рабочим.
  • Имеет низкий вес, от чего всю коробку можно запросто таскать домой на всякий случай.
  • Для пуска можно произвести зарядку даже от батареек и спокойно ехать в путь.

Минусы:
  • Большой саморазряд. Передвигаться конечно можно, но если необходимо на короткий срок включить габариты или аварийную сигнализацию - мало на что хватит энергии, при заглушенном двигателе естественно.

Ну это то что пришло в голову. Теперь о стоимости. На Али Экспресс супер конденсаторы стоят не так уж и дорого. И если посчитать их 6 и балансную защиту, то выйдет дешевле чем кислотный аккумулятор.
На этом у меня все. Надеюсь мой эксперимент был для вас познавательным и интересным. Удачи всем!

Смотрите видео


Суперконденсатор вместо аккумулятора для автомобиля

Электричество играет большую роль в нашей жизни сегодня. В ближайшие несколько десятилетий наши автомобили, работающие на ископаемом топливе, и отопление дома также должны будут перейти на электроэнергию, если мы не хотим катастрофических изменений климата.

Батарея суперконденсаторов Maxwell для автомобилей

Электричество является очень универсальной формой энергии, но у нее есть один большой недостаток: ее относительно сложно хранить в нужном количестве. Аккумуляторы могут хранить большое количество энергии, но они заряжаются часами. Конденсаторы, с другой стороны, заряжаются почти мгновенно, но накапливают лишь незначительное количество энергии. В нашем будущем с электропитанием, когда нам нужно очень быстро накапливать и также быстро отдавать большое количество электроэнергии, вполне вероятно, что мы обратимся к суперконденсаторам (ультраконденсаторы), которые сочетают в себе все эти возможности.

Что такое суперкоденсаторы и как они работают

Как можно хранить электрический заряд? Обычная цинко – углеродная батарея заряжается электроэнергией на заводе и может быть использована только один раз, после чего ее можно будет только выбросить. Батареи, подобные этой, дороги в использовании и вредны для окружающей среды – миллиарды во всем мире выбрасываются каждый год.

Аккумуляторы и конденсаторы выполняют аналогичную работу – накапливают электричество – но совершенно другими способами. Батареи имеют две электрические клеммы (электроды), разделенные химическим веществом, называемым электролитом. Когда вы включаете питание, происходят химические реакции с участием, как электродов, так и электролита.

Обычная батарейка

В результате химической реакции на электродах выделяются положительные и отрицательные заряды. Когда все химические вещества истощаются, реакция прекращается, и батарея разряжается. В перезаряжаемом аккумуляторе, таком как литий-ионный блок питания, используемый в ноутбуке или MP3-плеере, реакции могут протекать в любом направлении, так что вы можете заряжать и разряжать сотни раз, прежде чем аккумулятор износится.

Обычный слюдяной конденсатор

Такой конденсатор накапливает столько же энергии, сколько батарея, но может заряжаться и разряжаться мгновенно, практически любое количество раз. В отличие от батареи положительные и отрицательные заряды в конденсаторе полностью создаются статическим электричеством; никакие химические реакции не участвуют.

Небольшой обычный конденсатор

Конденсаторы используют статическое электричество (электростатику), а не химию для хранения энергии. Внутри конденсатора находятся две проводящие металлические пластины с изоляционным материалом, называемым диэлектриком, между ними – это диэлектрический бутерброд, если так можно сказать. Зарядка конденсатора – это накопление зарядов на пластинах.

Положительные и отрицательные электрические заряды накапливаются на пластинах, которые изолируются, чтобы препятствовать их контакту, благодаря такому разделению пластин сохраняется энергия. Диэлектрик позволяет конденсатору определенного размера накапливать больше заряда при данном напряжении, поэтому можно сказать, что он делает конденсатор более эффективным в качестве устройства хранения заряда.

Конденсаторы имеют много преимуществ перед батареями: они весят меньше, обычно не содержат вредных химикатов или токсичных металлов, и их можно заряжать и разряжать миллионы раз и не изнашиваются. Но у них также есть большой недостаток: конструкция конденсаторов не позволяет им сохранять такое же количество электрической энергии как в батареях. Что можно сделать? Вообще говоря, вы можете увеличить энергию, которую накопит конденсатор, либо используя лучший материал для диэлектрика, либо используя большие металлические пластины.

Чтобы сохранить значительное количество энергии, вам нужно использовать колоссальные пластины. Например, грозовые облака – это супергигантские конденсаторы, которые накапливают огромное количество энергии – и мы все знаем, насколько они велики! А как насчет увеличения емкости конденсаторов путем улучшения диэлектрического материала между пластинами? Изучение этого варианта привело ученых к разработке суперконденсаторов в середине 20-го века.

Преимущества и недостатки аккумуляторов и конденсаторов

Батареи отлично подходят для хранения большого количества энергии в относительно небольшом пространстве, но они тяжелые, дорогие, медленно заряжаются, имеют ограниченный срок службы и часто сделаны из токсичных материалов. Обычные конденсаторы лучше почти во всех отношениях, но не так хороши в хранении большого количества энергии.

Что такое суперконденсатор? Суперконденсатор (или ультраконденсатор) отличается от обычного конденсатора в двух важных направлениях: его пластина имеет гораздо большую эффективность площадь, а расстояние между ними много меньше, потому что разделитель между ними работает по-другому принципу отличного от обычного диэлектрика. Хотя слова «суперконденсатор» и «ультраконденсатор» часто используются взаимозаменяемо, существует различие: они обычно изготавливаются из разных материалов и структурируются немного по-разному, поэтому они хранят разное количество энергии. Для целей простого понимания мы предположим, что это одно и то же.

Как обычный конденсатор, суперконденсатор имеет две разделенные пластины. Пластины изготовлены из металла, покрытого пористым веществом, таким как порошкообразный активированный уголь, который эффективно дает им большую площадь для хранения гораздо большего заряда. Представьте себе, что электричество – это вода: там, где обычный конденсатор похож на ткань, которая может вобрать небольшое количество воды, пористые пластины суперконденсатора делают больше похожими на кусочек губки, которая может впитывать воды во много раз больше. Пористые суперконденсаторные пластины – это губки впитывающие электричество.

Какой разделитель установлен между пластинами

В обычном конденсаторе пластины разделены относительно толстым диэлектриком, сделанным из чего-то вроде слюды (керамики), тонкой пластиковой пленки или даже просто воздуха (в чем-то вроде конденсатора, который действует как настраиваемый диск внутри радиоприемника). Когда конденсатор заряжается, положительные заряды образуются на одной пластине, а отрицательные – на другой, создавая электрическое поле между ними. Поле поляризует диэлектрик, поэтому его молекулы выстраиваются в направлении, противоположном полю, и уменьшают его прочность. Это означает, что пластины могут хранить больше заряда при данном напряжении. Что показано на рисунке, который вы видите ниже.

Работа обычного конденсатора

Обычные конденсаторы накапливают статическое электричество, накапливая противоположные заряды на двух металлических пластинах (синей и красной), разделенных изоляционным материалом, который называется диэлектриком (серый). Электрическое поле между пластинами поляризует молекулы (или атомы) диэлектрика, заставляя их выравниваться противоположно полю. Это уменьшает напряженность поля и позволяет конденсатору хранить больше заряда для данного напряжения.

Работа суперконденсатора

Суперконденсаторы накапливают больше энергии, чем обычные конденсаторы, создавая очень тонкий, «двойной слой» заряда между двумя пластинами, которые сделаны из пористых, обычно углеродных материалов, пропитанных электролитом. Пластины имеют большую эффективную площадь поверхности и меньшее разделение, что дает суперконденсатору способность сохранять гораздо больший заряд.

В суперконденсаторе нет диэлектрика как такового. Вместо этого обе пластины пропитаны электролитом и разделены очень тонким изолятором (который может быть сделан из углерода, бумаги или пластика). Когда пластины заряжаются, на каждой стороне сепаратора образуется противоположный заряд, создавая так называемый электрический двойной слой, толщиной всего в одну молекулу (по сравнению с диэлектриком, толщина которого может варьироваться от нескольких микрон до миллиметра или больше в обычном конденсаторе).

Вот почему суперконденсаторы часто называют двухслойными конденсаторами, также называемыми электрическими двухслойными конденсаторами (EDLC). Если вы посмотрите на нижний рисунок, то увидите, как суперконденсатор похож на два обычных конденсатора рядом.

Емкость конденсатора увеличивается с увеличением площади пластин и уменьшением расстояния между пластинами. В двух словах, суперконденсаторы получают гораздо большую емкость, благодаря комбинации пластин с большей эффективной площадью поверхности (из-за их конструкции из активированного угля) и меньшего расстояния между ними (из-за очень эффективного двойного слоя).

Первые суперконденсаторы были изготовлены в конце 1950-х годов с использованием активированного угля в качестве пластин. С тех пор достижения в области материаловедения привели к разработке гораздо более эффективных пластин, изготовленных из таких материалов, как углеродные нанотрубки (крошечные углеродные стержни, построенные с использованием нанотехнологий ), графен, аэрогель и титанат бария.

Сравнение суперконденсаторов с батареями и обычными конденсаторами

Суперконденсаторы могут использоваться в качестве прямой замены батарей. Вот беспроводная дрель с питанием от банок суперконденсаторов, также они используются в космосе (разработка НАСА). Большим преимуществом по сравнению с обычной длительной зарядкой является то, что его можно заряжать за считанные секунды, а не часы.

Базовая единица электрической емкости называется фарадом (F), названным в честь британского химика и физика Майкла Фарадея (1791–1867). Типичные конденсаторы, используемые в схемах электроники хранят только незначительное количество электричества (обычно оцениваемое в единицах, называемых микрофарадами (миллионные доли фарада), нанофарадами (миллиардные доли фарада) или пикофарадами (триллионные доли фарада).

В отличие от этого, обычный суперконденсатор может хранить заряд в тысячи, в миллионы или даже в миллиарды раз больше(оценивается в фарадах). Самые большие коммерческие суперконденсаторы, производимые такими компаниями, как Maxwell Technologies, имеют емкости, оцениваемые до нескольких тысяч фарад. Это все еще составляет лишь часть (возможно, 10–20 процентов) от электрической энергия, которую вы можете упаковать в батарею.

Но большое преимущество суперконденсатора заключается в том, что он может накапливать и высвобождать энергию практически мгновенно – гораздо быстрее, чем батарея. Это потому, что суперконденсатор работает, накапливая статические электрические заряды на твердых телах, в то время как батарея зависит от зарядов, которые производятся медленно в результате химических реакций, часто с участием жидкостей.

Обычные батареи и суперконденсаторы различаются величиной энергии и мощности. В повседневной речи эти два слова взаимозаменяемы; в науке мощность – это количество энергии, использованной или произведенной за определенное время. Батареи имеют более высокую плотность энергии (они накапливают больше энергии на единицу массы), но суперконденсаторы имеют более высокую плотность мощности (они могут выделять энергию быстрее).

Это делает суперконденсаторы особенно подходящими для относительно быстрого хранения и высвобождения большого количества энергии, но батареи по-прежнему важны для хранения большого количества энергии в течение длительных периодов времени. Хотя суперконденсаторы работают при относительно низких напряжениях (возможно, 2–3 вольт), они могут быть подключены последовательно (например в батареи) для получения больших напряжений, для использования в более мощном варианте.

Поскольку суперконденсаторы работают электростатически, а не через обратимые химические реакции, их теоретически можно заряжать и разряжать любое количество раз (технические характеристики коммерческих суперконденсаторов предполагают, что вы можете циклически повторять их, возможно, миллион раз). Они имеют небольшое внутреннее сопротивление или вообще не имеют его, что означает, что они накапливают и выделяют энергию без затрат большого количества энергии – и работают с эффективностью, близкой к 100% (обычно 97–98%).

Для чего используются суперконденсаторы

Если вам нужно хранить большое количество энергии в течение относительно короткого периода времени (от нескольких секунд до нескольких минут), у вас слишком много энергии затрачивается на хранение в конденсаторе, и у вас нет времени для зарядки аккумулятора, суперконденсатор может быть как раз то, что вам нужно.

Электрическая дрель с питанием от ультраконденсаторов

Суперконденсаторы широко используются в качестве электрических эквивалентов маховиков в машинах – «резервуаров энергии», которые сглаживают источники питания для электрического и электронного оборудования. Суперконденсаторы также могут быть подключены к батареям для регулирования мощности, которую они отдают.

Суперконденсатор от автобуса, разработанный НАСА

Суперконденсаторы используются в регенеративных тормозах, широко используются в электромобилях. Одно из распространенных применений – ветряные турбины, где очень большие суперконденсаторы помогают сгладить прерывистую мощность, создаваемую ветром. В электрических и гибридных транспортных средствах суперконденсаторы все чаще используются в качестве временных накопителей энергии для рекуперативного торможения (где энергия, которую транспортное средство обычно теряет при остановке, кратковременно накапливается и затем используется повторно, когда он снова начинает движение).

Делаем самодельный ионистор - суперконденсатор дома. - сделай сам - Технологии, сделай сам. - Каталог статей

Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ. Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке.

Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад. Их называют по-разному: ионисторами, иониксами или просто суперконденсаторами.

Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.

Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, зато наглядный способ.

Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора. Крохотный ионистор типа 58-9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог бы подпрыгнуть на высоту 293 м!

Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но пока до этого далеко. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.

Это и определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность: электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков. Ионистор может иметь и военное применение как источник питания электромагнитных орудий. А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1-2 л на 100 км.

Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.

Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться. Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла. По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок. Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает. Поэтому, например, емкость обычной стальной спицы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.

По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой. Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ. Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.

На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучше всех оказался… обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!

Самодельный ионистор На рисунке 1 изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.

При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами. После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.

Чтобы этому помешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.
В любительских ионисторах электролитом служит 25%-ный раствор поваренной соли либо 27%-ный раствор КОН. (При меньших концентрациях не сформируется слой отрицательных ионов на положительном электроде.)

В качестве электродов применяют медные пластины с заранее припаянными к ним проводами. Их рабочие поверхности следует очистить от окислов. При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины. Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошего сцепления пластины должны быть обезжирены. Обезжиривание пластин производится в два этапа. Вначале их промывают мылом, а затем натирают зубным порошком и смывают его струей воды. После этого прикасаться к ним пальцами не стоит.

Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно обезжиренные пластины.

При первом испытании пластины с прокладкой из бумаги кладут одна на другую, после этого попробуем его зарядить. Но здесь есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов Н2, О2. Они разрушают угольные электроды и не позволяют работать нашему устройству в режиме конденсатора-ионистора.

Поэтому мы должны заряжать его от источника с напряжением не выше 1 В. (Именно такое напряжение на каждую пару пластин рекомендовано для работы промышленных ионисторов.)

Подробности для любознательных

При напряжении более 1,2 В ионистор превращается в газовый аккумулятор. Это интересный прибор, тоже состоящий из активированного угля и двух электродов. Но конструктивно он выполнен иначе (см. рис. 2). Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают вокруг них марлевые мешочки с активированным углем. В качестве электролита употребляется раствор КОН. (Раствор поваренной соли применять не следует, поскольку при ее разложении выделяется хлор.)

Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Вт-ч/кг. Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцового аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а очень своеобразный топливный элемент. При его зарядке на электродах выделяются газы — кислород и водород. Они «оседают» на поверхности активированного угля. При появлении же тока нагрузки происходит их соединение с образованием воды и электрического тока. Процесс этот, правда, без катализатора идет очень медленно. А катализатором, как выяснилось, может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.

Тем не менее, московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod.r u/hit/gas_akk.htm) успешно применил для запуска мотора грузовика газовый аккумулятор. Его солидный вес — почти втрое больше обычного — в этом случае оказался терпим. Зато низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казалось крайне привлекательным.

Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонен к полному саморазряду за 4-6 часов. Это и положило конец опытам. Кому же нужен автомобиль, который после ночной стоянки нельзя завести?

И все же «большая техника» про газовые аккумуляторы не забыла. Мощные, легкие и надежные, они стоят на некоторых спутниках. Процесс в них идет под давлением около 100 атм, а в качестве поглотителя газов применяется губчатый никель, который при таких условиях работает как катализатор. Все устройство размещено в сверхлегком баллоне из углепластика. Получились аккумуляторы с энергоемкостью почти в 4 раза выше, чем у аккумуляторов свинцовых. Электромобиль мог бы на них пройти около 600 км. Но, к сожалению, пока они очень дороги.

Источник: http://koroed.f5.ru/post/258869

BK, BKD - Батареи конденсаторов

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ВЫБОРА БАТАРЕИ КОНДЕНСАТОРОВ

Долю реактивной мощности в общей потребляемой мощности определяют два фактора. Первым из них является коэффициент мощности cosφ, который показан в соотношении (1.1)

Чем ближе cosφ к единице, тем меньше доля реактивной мощности. Поставщики энергии в договорах, как правило, используют коэффициент мощности tgφ. Коэффициент мощности tgφ выводится из соотношения (1.2)

Чем tgφ ближе к 0, тем меньше подача реактивной энергии. На основании полученного tgφ и необходимой активной мощности можем рассчитать приблизительную мощность батареи конденсатора. Мощность батареи Qbat определяется из соотношения (1.3)

где tgφдоп -это коэффициент мощности, требуемый энергетической компанией.


Графическое изображение мощности и энергии

P - активная мощность [кВт]
Ea - активная мощность в час [кВт]
Q - активная энергия [кВт]
Er - реактивная мощность в час [кВАрх]
S - полная мощность [кВА]
Eopp - полная мощность в час [kВАх]

Примечание!
Для правильного выбора конденсаторной батареи необходимо выполнить измерения электрической сети объекта.


Защита батареи конденсаторов от неблагоприятного воздействия высших гармоник

Использование в современных приёмных оборудованиях выпрямителей, инверторов, преобразователей частоты является частой причиной деформации напряжения и тока, вследствие которой формой их пробега не является синусоида. В их состав входят многочисленные гармоники, которые являются нежелательным явлением, потому как они сокращают время работы электрических устройств. Это явление является особо опасным в конденсаторной батарее. Реактивное сопротивление конденсатора при более высокой частоте уменьшается, что приводит к потоку высоких токов через конденсатор и в последствии к его уничтожению. Чтобы защитить батарею конденсатора от неблагоприятных воздействий высших гармоник, используются защитные дроссели, соединённые последовательно с конденсаторами.

Уровень содержания помех в сети (количество гармоник) определяет коэффициент THD. В зависимости от коэффициента THD выбирается тип защиты конденсаторной батареи.

THD  ≤ 15% Конденсаторная батарея с обычными конденсаторами (Un Kond = 400 В )
15% ≤ THD ≤ 25% Конденсаторная батарея с укреплёнными конденсаторами (Un Kond = 440 В )
25% ≤ THD ≤ 50% Конденсаторная батарея с компенсационными дросселями
THD > 50% Последовательный компенсатор на основе полупроводниковых элементов

В названии конденсаторных батарей производства ZPUE Koronea Group обозначены разновидности батарей и типы корпуса

Тип батареи:
BI Индуктивная батарея
BK Обычная конденсаторная батарея (Un Kond = 400В)
BKW Усиленная конденсаторная батарея (Un Kond = 440В)
BKD7 Конденсаторная батарея с дросселями 7%
BKD14 Конденсаторная батарея с дросселями 14%
 
Тип корпуса:
R Тип корпуса RN-W
I Тип корпуса INSTAL-BLOK
Z Тип корпуса ZR-W

R - Тип корпуса RN-W

I - Тип корпуса INSTAL-BLOK

Z - Тип корпуса ZR-W

Что такое конденсаторная батарея? (с иллюстрациями)

Конденсатор или конденсаторная батарея похожа на обычную батарею в том, что она накапливает электрический заряд, но также сильно отличается по своей конструкции, составу и назначению. В частности, конденсатор имеет меньшую плотность энергии и быстрее заряжается и разряжается. Многие люди используют конденсаторы в дополнение к батареям для улучшения электрической системы и увеличения срока службы батареи.

Использование усилителя сильно разряжает аккумулятор автомобиля.

В большинстве автомобилей, лодок, самолетов и других автомобилей используется сложная электрическая система, которая соединяет различные инструменты и компоненты, от внешнего освещения автомобиля до его внутреннего освещения, индикаторов, систем обогрева и охлаждения и любых аудиосистем, которые могут быть установлены в автомобиль. Все эти компоненты являются частью системы, которая питается от аккумуляторной системы автомобиля. Скорее всего, аккумулятор постоянно заряжается генератором автомобиля во время движения.

Разряженный автомобильный аккумулятор можно запустить, подключив соединительные кабели к аккумулятору другого автомобиля с заряженным аккумулятором.

Когда электрическая система часто создает большую нагрузку на аккумулятор, как аккумулятор, так и электрические компоненты могут испытывать негативные последствия. Например, автомобильной аудиосистеме, в которой используется усилитель, потребуется большой заряд для питания динамиков, особенно тех, в которых используются высоковольтные усилители для создания громких басов.Каждый раз, когда динамик издает звук, усилитель сильно расходует аккумулятор автомобиля. В результате частой разрядки аккумулятора автомобильный генератор переменного тока должен заряжать аккумулятор быстрее, чем обычно. Фактически, большинство устанавливаемых на заводе генераторов не рассчитаны на такой тип частой подзарядки батарей.

В конечном итоге этот вид деятельности сокращает срок службы генератора и аккумулятора.Кроме того, могут пострадать компоненты аудиосистемы. Если у усилителя высокое электрическое сопротивление, провода системы могут нагреться, а динамики или другие компоненты могут замкнуть накоротко или перегореть предохранитель.

Специалисты по автомобильной аудиосистеме знают, что во избежание подобных проблем можно установить конденсаторную батарею.При правильной установке конденсаторная батарея может обеспечить быструю разрядку электрического тока, не повреждая батарею. Конденсаторная батарея быстро заряжается и разряжает электричество в зависимости от ее конструкции. Вместо передачи электронов конденсатор сохраняет заряд с помощью двух пластин: положительно заряженной пластины и отрицательно заряженной пластины. Между двумя пластинами находится материал, называемый диэлектриком, а положительный и отрицательный заряды остаются сбалансированными по обе стороны от диэлектрика.

Конденсаторная батарея предназначена для поглощения пиков и спадов напряжения, создаваемого системой. Положительная и отрицательная пластины поддерживают пропорциональный заряд, поэтому, когда система требует быстрой и большой нагрузки, конденсатор обеспечивает электрический ток.Когда системе необходимо удалить электричество, конденсатор может быстро сохранить его и избежать разрыва цепи.

Помимо приложений в автомобильных аудиосистемах, конденсаторные батареи используются и в других целях.Например, многие автомобили с рекуперативными тормозными механизмами используют конденсаторную батарею для хранения получаемого заряда. Это использование распространено в электрических и гибридных транспортных средствах. В некоторых отраслях транспорта требуется использовать конденсаторные батареи в транспортных средствах, чтобы продлить срок их службы, снизить затраты и снизить воздействие на окружающую среду.

Многие автомобили используют батарею вместе с конденсаторной батареей, чтобы продлить срок службы батареи.

Dash Cam Battery VS Capacitor

Что вам нужно: видеорегистратор с батареей или с конденсатором?

Почти все автомобильные камеры приборной панели получают питание от зажигания автомобиля через зарядный кабель. Однако им необходимо иметь резервную копию питания для сохранения файлов при отключении питания; и для этого они используют либо батарею, либо конденсатор.Таким образом, первое, что вы должны знать, это то, что встроенный аккумулятор или конденсатор в видеорегистраторе предназначен для сохранения файлов только в случае сбоя питания или аварийной ситуации. Батарея видеорегистратора не предназначена для питания устройства, как это было бы в цифровой камере. Батареи видеорегистратора маленькие и предназначены только для того, чтобы держать камеру включенной в течение нескольких секунд после того, как вы выключили машину, и она сохраняет видеофайл.

Ознакомьтесь с лучшими видеорегистраторами на основе конденсатора для высоких температур

Батарея и конденсатор имеют свои преимущества и недостатки, но, учитывая общую производительность, конденсатор считается намного лучше, чем аккумулятор.Как растущая тенденция в индустрии видеорегистраторов, большинство современных камер высокого класса используют конденсатор, а не батарею, в то время как бюджетные видеорегистраторы низкого уровня по-прежнему поставляются с литий-ионными батареями. Итак, в чем собственно разница между батареей и конденсатором? Пойдем, посмотрим.

Как они работают

Хотя батарея и конденсатор используются для выработки электроэнергии, способ их работы существенно различается, и это влияет на их пригодность для различных приложений.Аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую, используя положительный вывод (катод), отрицательный вывод (анод) и проводящую электричество среду (электролит). Аккумуляторы способны восстанавливать потерянный заряд, используя внешнюю электрическую энергию.

Конденсатор, с другой стороны, использует проводящие пластины с изолирующим барьером (диэлектриком) между ними. Диэлектрик останавливает электрический ток, поступающий в конденсатор, и это создает заряд, который сохраняется между пластинами.Количество заряда, которое может удерживать конденсатор, зависит от его емкости или емкости накопления заряда. Исследователи постоянно ищут способы увеличить емкость накопления энергии в конденсаторах.

При подключении к цепи конденсатор разряжается быстрее, чем батарея. Точно так же он заряжается быстрее, чем аккумулятор.

Надежность конденсатора по сравнению с батареей

Независимо от того, использует ли ваша видеорегистратор батарея или конденсатор, очень сильно зависит ее надежность.Аккумуляторы более подвержены износу из-за регулярной зарядки и разрядки. В результате они скоро вымирают. Поскольку батареи являются более дешевым вариантом, многие производители, стремясь снизить стоимость, часто используют батареи низкого качества, что приводит к дополнительным проблемам, таким как вздутие и утечка; это может полностью повредить вашу камеру.

Конденсаторы более надежны еще и потому, что они более устойчивы к нагреванию; в отличие от батарей, они не представляют опасности перегрева и взрыва.Итак, если вы собираетесь использовать видеорегистратор при экстремальных температурах, всегда выбирайте конденсаторный.

Вы также можете заряжать конденсатор быстрее, чем аккумулятор. Единственный недостаток в том, что небольшой конденсатор не может удерживать большое количество энергии; так что вы не можете использовать видеорегистратор на основе конденсатора для записи происшествий, не подключив его к источнику питания. Однако с попытками разработать более мощные конденсаторы, этот недостаток вскоре должен исчезнуть.

Фактор стоимости

Батареи дешевле и не требуют дорогостоящего оборудования или опыта для их интеграции в видеорегистраторы.Конденсаторы, с другой стороны, дороже и также требуют специального оборудования для интеграции. Это основная причина, по которой вы найдете батарейки в дешевых камерах приборной панели. Помимо стоимости, похоже, нет никаких веских причин для использования видеорегистратора на батарейках. В будущем видеорегистраторов мы, скорее всего, увидим большинство видеорегистраторов среднего и высокого класса, использующих конденсаторы.

Как видно на видео ниже, люди предпринимают шаги по замене вышедших из строя батарей в своих видеорегистраторах

Разница между конденсатором и суперконденсатором |

Toggle navigation

ТЕЛ: + 86-755-89486800

Эл. Почта: info @ spscap.com

  • Home
  • Solutions
    • Транспорт
      • Автобусы New Energy
      • Легковые автомобили
      • Массовый транспорт
      • Jump Starter
    • Электроэнергия
      • Система управления шагом
      • Smart Grid
      • Концентрация солнечной энергии
    • Промышленные
      • Приборы
      • Оборудование для тяжелых условий эксплуатации
      • AGV
  • Продукция
    • Ячейки ультраконденсатора
      • Серия SCE
        • Серия SCE-SHZ
        • Серия SCE-SPD
        • SCE-SPZ Серия
        • Серия SCE-TCZ
      • Серия SCP
        • Серия SCP-STA
        • Серия SCP-WLH
      • Обновленный продукт
        • SCE-2.7V-360F / 400F / 470F / 600F
    • Модули суперконденсаторов
      • MCE-Series
        • MCE-15V-60F-Modules
        • MCE-75V-36F-Modules
        • MCE-90V-10F- Модули
        • MCE-150V-5.8F-Modules
        • MCE-160V-5.8F-Modules
      • MCP-Series
        • MCP-16V-500F-Series
        • MCP-28.5V-300F-Modules
        • Модули MCP-48V-83F
        • Серия MCP-48V-165F
        • Модули MCP-64V-125F
        • Модули MCP-80V-93F
        • Модуль MCP-144V-55F
    • Система
  • Поддержка
    • Документы ячейки
      • Документы серии SCE
        • Документы серии SCE-SHZ
        • Документы серии SCE-SPD
        • Документы серии SCE-SPZ
        • Документы серии SCE-TCZ
      • Документы серии SCP
        • Документы серии SCP-STA
        • Документы серии SCP-WLH s
      • Обновленная документация по продукту
        • SCE-2.Документы 7V-360F / 400F / 470F / 600F
    • Модули Документы
      • Документы серии MCE
        • 15V 60F модули Документы
        • 75V 36F модули-документы
        • 90V 10F модули документы
        • 150V 5.8F Модули Документы
        • 160V 5.8F Модули Документы
      • MCP Series Documents
        • 16V 500F Series Documents
        • 28.5V 300F Modules Documents
        • 48V 83F Modules Documents
        • 48V 165F Series Documents
        • 64V 125F Modules Documents
        • Модули 80V 93F Документы
        • Модули 144V 55F Документы
  • О SPS
    • Профиль компании
    • СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
    • Политика конфиденциальности
  • Блог
    • Новости компании
    • Новости отрасли
    • Решения Статья
    • Техническая литература
  • 900 59 中文 网站
  • Дом
  • Решения
    • Транспорт
      • Автобусы новой энергии
      • Легковые автомобили
      • Массовый транспорт
      • Jump Starter
    • Электроэнергия
      • Система управления шагом
      • Smart Grid
      • Концентрация солнечной энергии
    • Промышленное
      • Инструменты
      • Оборудование для тяжелых условий эксплуатации
      • AGV
  • Продукция
    • Элементы ультраконденсатора
      • SCE-Series
        • Серия SCE-SHZ
        • Серия SCE-SPD
        • Серия SCE-SPZ
        • Серия SCE-TCZ
      • Серия SCP
        • Серия SCP-STA
        • Серия SCP-WLH
      • Обновленный продукт
        • SCE-2.7V-360F / 400F / 470F / 600F
    • Модули суперконденсаторов
      • MCE-Series
        • MCE-15V-60F-Modules
        • MCE-75V-36F-Modules
        • MCE- Модули 90V-10F
        • MCE-150V-5.8F-Modules

Вторичные батареи (перезаряжаемые батареи) - Промышленные устройства и решения

  • Политика в отношении файлов cookie
  • Потребитель
  • Бизнес
  • Продукты
  • Руководства по применению
  • Загрузить
  • Поддержка дизайна
  • Новости
  • Свяжитесь с нами
Закрыть
  • Конденсаторы
  • Резисторы
  • Катушки индуктивности
  • Решения для управления температурным режимом
  • Компоненты ЭМС, защита цепей
  • Датчики
  • Устройства ввода
  • Полупроводники
  • Реле, Коннекторы
  • FA Датчики и компоненты
  • Моторы, компрессоры
  • Промышленные устройства, носители информации
  • Пользовательские и модульные устройства
  • Завод автоматики, сварочные аппараты
  • Промышленные батареи
  • Электронные материалы
  • Материалы
  • Проводящие полимерные электролитические конденсаторы
  • Алюминиевые электролитические конденсаторы
  • Электрические двухслойные конденсаторы (золотой конденсатор)
  • Пленочные конденсаторы
  • Чип резисторы
  • Другие резисторы
  • Силовые индукторы для автомобильной промышленности
  • Силовые индукторы для потребителей
  • Силовые индукторы многослойного типа
  • Катушки повышения напряжения
  • Лист термозащиты (Графитовый лист (PGS) / прикладные продукты PGS / NASBIS)
  • Термистор NTC (чип)
  • Вентилятор охлаждения с уникальным гидродинамическим подшипником
  • Материалы печатных плат
  • Компоненты ЭМС
  • Защита цепей (электростатические разряды, скачки напряжения, предохранители и т. Д.)
  • Датчики
  • Встроенные датчики
  • Датчики для автоматизации производства
  • Переключатели
  • Емкостное чувствительное устройство
  • Энкодеры, потенциометры
  • Микрокомпьютеры
  • Аудио и видео
  • Тег NFC и безопасная микросхема
  • ИС драйвера светодиодов
  • ИС драйвера двигателя
  • МОП-транзисторы
  • Лазерные диоды
  • Датчики изображения
  • Радиочастотные устройства
  • Силовые устройства
  • Реле
  • Разъемы
  • Датчики для автоматизации производства
  • Устройства FA
  • Двигатели для FA и промышленного применения
  • Двигатели для предприятий / бытовой техники и автомобилей
  • Компрессоры
  • Насосы постоянного тока
  • Носители записи
  • Оптические компоненты
  • Пользовательские устройства
  • Модульные устройства
  • FA
  • Сварочные аппараты, промышленные роботы
  • Устройства FA
  • Вторичные батареи (аккумуляторные батареи)
  • Первичные батареи
  • Материалы печатной платы
  • Герметизирующие полупроводниковые материалы, клеи
  • Пластиковый формовочный состав
  • Продвинутые фильмы
  • Монокристалл оксида цинка Pana-Tetra
  • Составная смола Pana-Tetra
  • Пленка для предотвращения электрификации Pana-Tetra
  • "AMTECLEAN A" Чистящее средство для литьевых машин
  • «AMTECLEAN Z» Неорганическое противомикробное средство
  • Проводящие полимерные алюминиевые электролитические конденсаторы (SP-Cap)
  • Твердотельные конденсаторы из токопроводящего полимера и тантала (POSCAP)
  • Проводящие полимерные алюминиевые твердотельные конденсаторы (OS-CON)
  • Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером
  • Проводящие полимерные алюминиевые твердотельные конденсаторы (OS-CON)
  • Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером
  • Алюминиевые электролитические конденсаторы (поверхностного монтажа)
  • Алюминиевые электролитические конденсаторы (с радиальными выводами)
  • Двухслойные электрические конденсаторы (намотанного типа)
  • Пленочные конденсаторы (для электронного оборудования)
  • Пленочные конденсаторы (для двигателей переменного тока)
  • Пленочные конденсаторы (автомобильные, промышленные и инфраструктурные)
  • Высокотемпературные чип-резисторы
  • Прецизионные чип-резисторы
  • Токочувствительные чип-резисторы
  • Чип-резисторы малой и большой мощности
  • Антисульфированные чип-резисторы
  • Чип-резисторы общего назначения
  • Сетевой резистор
  • Резисторы с выводами
  • Аттенюатор
  • Силовые индукторы для автомобильной промышленности
  • Силовые индукторы для потребителей
  • Силовые индукторы многослойного типа
  • Катушки повышения напряжения
  • Лист термозащиты (Графитовый лист (PGS) / прикладные продукты PGS / NASBIS)
  • Термистор NTC (чип)
  • Вентилятор охлаждения с уникальным гидродинамическим подшипником
  • Материалы монтажных плат для светодиодных светильников / силовых модулей "ECOOL" серии
  • Фильтры синфазных помех
  • Пленка для защиты от электромагнитных волн
  • Подавитель ЭСР
  • Варистор микросхемы
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *