Kondensatorlar bir qator ajoyib xususiyatlarga ega. Ular energiyani kimyoviy energiya emas, balki elektr zaryadi sifatida saqlaydilar. Bu odatda deyarli bir zumda zaryadlash vaqtlari va juda yuqori chiqish toklarining eng yuqori ko'rsatkichlariga imkon beradi. Ular to'liq siklli batareyalar uchun yuzlab sikllar o'rniga yuz minglab zaryadlash-razryadlash sikllariga bardosh bera oladilar. Xo'sh, muammo nimada?
Batareya uzoq vaqt davomida ancha barqaror kuchlanishni ta'minlaydi. Qurilmaga qarab, sizda quvvat tugashi bilan bog'liq muammolar bo'lishi mumkin. Masalan, smartfonlar energiya tejash rejimiga o'tadi. Bu nafaqat ularni biroz uzoqroq ishlashini ta'minlash, balki ogohlantirishsiz darhol o'chib qolishining oldini olish uchun ham kerak.
Ko'rib turganingizdek, batareya quvvati tugashiga yaqinlashganda kuchlanish pasayadi. Telefoningizda umumiy quvvatni boshqarishning bir qismi bo'lgan quvvatni o'zgartirish sxemasi mavjud bo'lib, u unchalik doimiy bo'lmagan batareya quvvatini juda qattiq tartibga solingan tizim quvvatiga (ehtimol, bir nechta turli xil kuchlanishlar) aylantirish uchun ishlaydi. Bu yerda muhim bog'liqlik borligiga e'tibor bering: quvvat = tok * kuchlanish. Shunday qilib, kuchlanish pasayganda bir xil quvvatni saqlab qolish uchun mening sxemam ko'proq tok olishi kerak.
Har bir batareyaning ichki qarshiligi biroz katta va Om qonuni deb ataladigan boshqa bir bog'liqlik tufayli batareyada kuchlanish pasayishi ma'lum. Chizmada Vout=V0−r∗I ko'rsatilgan, bu yerda I tok kuchidir. Shunday qilib, mening V0 kuchlanishim pasayganda va quvvatni boshqarish sxemam bir xil quvvatni yetkazib berish uchun ko'proq tok sarflashi kerak bo'lganda, batareyaning chiqish kuchlanishi yanada tezroq pasayadi. Bu batareyaning maksimal tok chiqishini chekladi va bu shuningdek, ular tugashga yaqinlashganda juda tez tugashini anglatadi.
Lekin kondensatordagi chiqish kuchlanishi, eng yuqori oqim va umumiy quvvat vaqt o'tishi bilan eksponent ravishda pasayadi. Kondensatorning bitta afzalligi bor: u batareyadagi kabi elektr zaryadini kimyoviy zaryadga aylantirish o'rniga elektr zaryadini saqlaydi, shuning uchun ichki qarshilik mavjud bo'lsa-da, u juda kichik va odatda e'tiborga olinmasligi mumkin. Kondensatorlar qisqa vaqt ichida juda, juda yuqori toklarni ta'minlashi mumkin.
Lekin biror narsani quvvat bilan ta'minlash uchun ular muammoli. Quvvatni boshqarish tizimimga doimiy quvvatni kiritish istagimni eslang va quvvat = tok * kuchlanish. Bizning kuchlanishimiz tez pasayganda, biz bir xil quvvatni ta'minlash uchun uni tez o'sib borayotgan tok bilan qoplashimiz kerak. Juda yuqori tok ancha qimmatroq zanjirga, katta quvvat konvertatsiya komponentlariga, elektron platalarda ko'proq quvvat yo'qotilishiga va hokazolarga olib keladi... batareyaning oxiriga yaqin bo'lgan asosiy muammosi, faqat bu kondensatorning foydali quvvatni saqlash muddati juda erta sodir bo'la boshlaydi. Va kondensator tugashi bilan, eng yuqori tok, hali ham nisbatan yuqori bo'lsa-da, pasayadi.
Yana bir muammo shundaki, zamonaviy ultrakondensatorlarning solishtirma energiyasi batareyalarga qaraganda ancha past. Bozordagi eng yaxshi ultrakondensatorlar 8-10 Vt/kg ni tashkil qiladi, aksariyati 5 Vt/kg ga yaqin. Eng yaxshi Li-ion batareyalar 200 Vt/kg ga yaqin quvvat beradi, ko'plab formulalar 100 Vt/kg dan oshishi mumkin. Shunday qilib, ultrakondensatorlardan foydalanish uchun sizga taxminan 20 baravar og'irlik kerak bo'ladi. Lekin ehtimol ko'proq, chunki zaryadsizlanish paytida, qo'llanilishga qarab, kuchlanish foydalanish uchun juda pastga tushadi va quvvat ishlatilmay qoladi. Bundan tashqari, an'anaviy kondensatorlardan farqli o'laroq, ultrakondensatorlar ham nisbatan yuqori ichki qarshilikka ega. Shuning uchun ular kuchlanishning tok uchun ko'p almashinuvini qo'llab-quvvatlay olmaydi.
Keyin o'z-o'zidan zaryadsizlanish mavjud: saqlash qurilmasidan quvvat qanchalik tez "oqib chiqadi". Faqat NiMh batareyalari mustahkam, ammo o'z-o'zidan zaryadsizlanish oyiga 20-30% gacha. Li-ion batareyalari buni ma'lum Li-ion texnologiyasiga qarab oyiga <2% gacha kamaytiradi, ba'zi tizimlarda batareyani kuzatish xarajatlariga qarab 3% bo'lishi mumkin. Bugungi Ultrakondensatorlar birinchi oyda zaryadni 50% gacha kamaytiradi. Bu har kuni qayta zaryadlanadigan qurilmada muhim bo'lmasligi mumkin, ammo bu batareyalarga nisbatan qopqoqlardan foydalanish holatlarini mutlaqo cheklaydi, hech bo'lmaganda yaxshiroq dizaynlar yaratilgunga qadar.
Va sizga juda ko'p kerak bo'lganligi sababli, ultrakondensatorlarning hozirgi narxi batareyalar narxidan 6x-20 baravar qimmat bo'lishi mumkin. Agar sizning ilovangiz juda kichik quvvat chiqishini talab qilsa, ayniqsa juda qisqa muddatli yuqori tok kuchlanishlari bilan, ultrakapsulalar bir variant bo'lishi mumkin. Aks holda, yaqin kelajakda batareyani almashtirish bo'lmaydi.
Elektromobillar kabi yuqori tokli ilovalar uchun bu hali foydali emas, mustaqil ravishda. Ultrakapsulalardan va batareyalardan foydalanadigan tizimlar jozibador bo'lishi mumkin, chunki ularning farqlari juda bir-birini to'ldiradi, yuqori tok o'tkazuvchanligi va qopqoqning uzoq ishlash muddati batareyaning yuqori o'ziga xos energiya/energiya zichligiga nisbatan. Va ancha yaxshi ultrakondensatorlarni, shuningdek, ancha yaxshi batareyalarni yetkazib berish uchun juda ko'p ishlar qilinmoqda. Shunday qilib, ehtimol, bir kun kelib ultrakapsula odatiy batareya vazifalarini ko'proq bajaradi.
Maqola: https://qr.ae/pCacU0
Joylashtirilgan vaqt: 2026-yil 6-yanvar