Een condensator is een component dat elektrische lading opslaat. Het principe van energieopslag van een gewone condensator en een supercondensator (EDLC) is hetzelfde: beide slaan lading op in de vorm van een elektrostatisch veld. Een supercondensator is echter geschikter voor het snel vrijgeven en opslaan van energie, met name voor nauwkeurige energieregeling en apparaten met een momentane belasting.
Laten we de belangrijkste conventionele condensatoren en supercondensatoren hieronder bespreken.
| Vergelijkingsitems | Conventionele condensator | Supercondensator |
| Overzicht | Een conventionele condensator is een diëlektrisch materiaal dat statische lading opslaat, een permanente lading kan bevatten en veelvuldig wordt gebruikt. Het is een onmisbaar elektronisch component in de elektrotechniek. | Een supercondensator, ook wel elektrochemische condensator, dubbellaagcondensator, gouden condensator of Faraday-condensator genoemd, is een elektrochemisch element dat in de jaren 70 en 80 is ontwikkeld om energie op te slaan door de elektrolyt te polariseren. |
| Bouw | Een conventionele condensator bestaat uit twee metalen geleiders (elektroden) die dicht bij elkaar parallel aan elkaar liggen, maar elkaar niet raken, met daartussen een isolerend diëlektricum. | Een supercondensator bestaat uit een elektrode, een elektrolyt (die elektrolytzout bevat) en een separator (die contact tussen de positieve en negatieve elektroden voorkomt). De elektroden zijn bedekt met actieve kool, die minuscule poriën op het oppervlak heeft om het oppervlak van de elektroden te vergroten en meer elektriciteit te besparen. |
| Diëlektrische materialen | Aluminiumoxide, polymeerfilms of keramiek worden gebruikt als diëlektrische materialen tussen elektroden in condensatoren. | Een supercondensator heeft geen diëlektricum. In plaats daarvan gebruikt hij een elektrische dubbellaag die wordt gevormd door een vaste stof (elektrode) en een vloeistof (elektrolyt) op het grensvlak. |
| Werkingsprincipe | Het werkingsprincipe van een condensator is dat lading wordt verplaatst door de kracht in een elektrisch veld. Wanneer zich een diëlektrisch materiaal tussen de geleiders bevindt, belemmert dit de beweging van de lading, waardoor de lading zich ophoopt op de geleider en er lading wordt opgeslagen. | Supercondensatoren daarentegen bereiken dubbellaagse ladingsopslag door polarisatie van het elektrolyt en door redox-pseudocapacitieve ladingen. Het energieopslagproces van supercondensatoren is omkeerbaar zonder chemische reacties, waardoor ze honderdduizenden keren kunnen worden opgeladen en ontladen. |
| Capaciteit | Kleinere capaciteit. De algemene capaciteit varieert van enkele pF tot enkele duizenden μF. | Grotere capaciteit. De capaciteit van een supercondensator is zo groot dat deze als batterij kan worden gebruikt. De capaciteit van een supercondensator hangt af van de afstand tussen de elektroden en het oppervlak van de elektroden. Daarom worden de elektroden bedekt met actieve kool om het oppervlak te vergroten en zo een hoge capaciteit te bereiken. |
| Energiedichtheid | Laag | Hoog |
| Specifieke energie | <0,1 Wh/kg | 1-10 Wh/kg |
| Specifiek vermogen | 100.000+ Wh/kg | 10.000+ Wh/kg |
| Laad-/ontlaadtijd | De laad- en ontlaadtijden van conventionele condensatoren bedragen doorgaans 10³ tot 10⁶ seconden. | Ultracondensatoren kunnen sneller opladen dan batterijen, soms al binnen 10 seconden, en meer lading per volume-eenheid opslaan dan conventionele condensatoren. Daarom worden ze beschouwd als een tussenoplossing tussen batterijen en elektrolytische condensatoren. |
| Levensduur van de laad-/ontlaadcyclus | Korter | Langer (doorgaans 100.000+, tot 1 miljoen cycli, meer dan 10 jaar gebruik) |
| Laad-/ontlaadefficiëntie | >95% | 85%-98% |
| Bedrijfstemperatuur | -20 tot 70℃ | -40 tot 70℃ (Betere eigenschappen bij zeer lage temperaturen en een breder temperatuurbereik) |
| Nominale spanning | Hoger | Lager (doorgaans 2,5V) |
| Kosten | Lager | Hoger |
| Voordeel | Minder verlies Hoge integratiedichtheid Actieve en reactieve vermogensregeling | Lange levensduur Ultra hoge capaciteit Snelle laad- en ontlaadtijd Hoge belastingsstroom Breder bedrijfstemperatuurbereik |
| Sollicitatie | ▶Vlotte stroomvoorziening; ▶Power Factor Correction (PFC); ▶Frequentiefilters, hoogdoorlaatfilters, laagdoorlaatfilters; ▶Signaalkoppeling en -ontkoppeling; ▶Motorstarters; ▶Buffers (overspanningsbeveiligers en ruisfilters); ▶Oscillatoren. | ▶Nieuwe energievoertuigen, spoorwegen en andere transporttoepassingen; ▶Ononderbroken stroomvoorziening (UPS), ter vervanging van elektrolytische condensatorbanken; ▶Voeding voor mobiele telefoons, laptops, handheld apparaten, enz.; ▶Oplaadbare elektrische schroevendraaiers die binnen enkele minuten volledig opgeladen kunnen worden; ▶Noodverlichtingssystemen en krachtige elektrische pulsapparaten; ▶IC's, RAM, CMOS, klokken en microcomputers, enz. |
Als u iets wilt toevoegen of andere inzichten hebt, aarzel dan niet om dit met ons te bespreken.
Geplaatst op: 22 december 2021