Kondensatorët kanë një numër vetish të shkëlqyera. Për shembull, ata e ruajnë energjinë si ngarkesë elektrike në vend të energjisë kimike. Kjo zakonisht lejon kohë karikimi pothuajse të menjëhershme dhe rryma dalëse shumë të larta maksimale. Ata mund t'i mbijetojnë qindra mijëra cikleve të karikimit-shkarkimit, në vend të qindra cikleve për bateritë me cikël të plotë. Pra, cili është problemi?
Një bateri ofron një tension mjaft konstant gjatë një jetëgjatësie të gjatë të dobishme. Në varësi të pajisjes, mund të keni probleme me performancën që janë afër shterimit. Telefonat inteligjentë, për shembull, kalojnë në modalitetin e kursimit të energjisë. Kjo nuk është vetëm për t'i mbajtur në punë pak më gjatë, por për të parandaluar fikjet e menjëhershme pa paralajmërim.
Siç mund ta shihni, voltazhi bie ndërsa bateria gati sa nuk mbaron. Në telefonin tuaj, ekziston një qark konvertimi i energjisë, pjesë e menaxhimit të përgjithshëm të energjisë, që punon për të konvertuar energjinë jo shumë konstante të baterisë në një energji sistemi shumë të rregulluar (ndoshta një mori voltazhesh të ndryshme). Vini re se ka një marrëdhënie të rëndësishme këtu: fuqia = rryma * voltazhi. Pra, për të mbajtur të njëjtën energji, ndërsa voltazhi bie, qarku im duhet të konsumojë më shumë rrymë.
Çdo bateri ka një rezistencë të vogël të brendshme, dhe për shkak të një marrëdhënieje tjetër, të quajtur Ligji i Ohmit, e dini që do të ketë një rënie të tensionit në bateri. Në vizatim, Vout=V0−r∗I, ku I është rryma. Kështu, ndërsa V0 im bie dhe qarku im i menaxhimit të energjisë duhet të tërheqë më shumë rrymë për të ofruar të njëjtën energji, tensioni i daljes së baterisë bie edhe më shpejt. Kjo kufizoi daljen maksimale të rrymës së një baterie, dhe gjithashtu do të thotë që ato bien mjaft shpejt kur janë afër shterimit.
Por tensioni i daljes, rryma maksimale dhe fuqia totale në një kondensator bien në mënyrë eksponenciale me kalimin e kohës. Kondensatori ka një avantazh: ai ruan ngarkesë elektrike, në vend që ta shndërrojë ngarkesën elektrike në ngarkesë kimike si në një bateri, kështu që ndërsa ka një rezistencë të brendshme, ajo është e vogël dhe zakonisht mund të injorohet. Kondensatorët mund të ofrojnë rryma shumë, shumë të larta për një kohë të shkurtër.
Por për të furnizuar me energji një gjë, ato janë problematike. Kujtoni dëshirën time për të mbajtur një energji konstante që hyn në sistemin tim të menaxhimit të energjisë, dhe se fuqia = rryma * tensioni. Ndërsa tensioni ynë bie me shpejtësi, ne duhet ta kompensojmë atë me një rrymë që rritet me shpejtësi për të ofruar të njëjtën energji. Rrymat shumë të larta krijojnë një qark shumë më të shtrenjtë, komponentë më të mëdhenj të konvertimit të energjisë, më shumë humbje të energjisë në qarqet e qarkut, etj… i njëjti problem themelor që ka bateria drejt fundit, vetëm se kjo po fillon të ndodhë shumë herët në jetëgjatësinë e dobishme të ruajtjes së energjisë së kondensatorit. Dhe ndërsa kondensatori shteron, rryma maksimale, ndërsa është ende relativisht e lartë, bie gjithashtu.
Problemi tjetër është se ultrakondensatorët modernë kanë energji specifike shumë më të ulët se bateritë. Ultrakapacitorët më të mirë në treg arrijnë 8-10 Wh/kg, shumica janë më shumë si 5 Wh/kg. Bateritë më të mira Li-ion japin afër 200 Wh/kg, shumë formulime mund të arrijnë mbi 100 Wh/kg. Pra, ju nevojitet rreth 20 herë më shumë peshë për të përdorur ultrakapacitorë. Por ndoshta më shumë, pasi në një moment gjatë shkarkimit, varësisht nga aplikimi, tensioni do të bjerë shumë poshtë për t'u përdorur, duke lënë energjinë të papërdorur. Gjithashtu, ndryshe nga kondensatorët më tradicionalë, ultrakondensatorët gjithashtu kanë një rezistencë të brendshme relativisht të lartë. Pra, ata nuk mund të mbështesin domosdoshmërisht shumë shkëmbimin e tensionit për rrymë.
Pastaj është vetë-shkarkimi: sa shpejt "rrjedh" energjia nga një pajisje ruajtjeje. Të vetmet qeliza NiMh janë të forta, por vetë-shkarkohen deri në 20-30% në muaj. Qelizat Li-ion e zvogëlojnë këtë në më shumë se <2% në muaj në varësi të teknologjisë specifike Li-ion, ndoshta 3% në disa sisteme në varësi të mbingarkesës së monitorimit të baterisë. Ultrakondensatorët e sotëm e ulin deri në 50% të ngarkesës në muajin e parë. Kjo mund të mos ketë rëndësi në një pajisje që karikohet çdo ditë, por absolutisht kufizon rastet e përdorimit për kapakët kundrejt baterive, të paktën derisa të krijohen dizajne më të mira.
Dhe meqenëse keni nevojë për kaq shumë, kostoja aktuale e ultrakondensatorëve mund të jetë 6-20 herë më e lartë se kostoja e baterive. Nëse aplikacioni juaj ka nevojë për një prodhim shumë të vogël të energjisë, veçanërisht me rritje shumë të shkurtra të rrymës, ultrakapac-i mund të jetë një opsion. Përndryshe, nuk do të jetë një zëvendësim i baterisë në të ardhmen e afërt.
Për aplikime me rrymë të lartë si makinat elektrike, nuk është ende një konsideratë e dobishme, si një bateri e pavarur. Megjithëse sistemet që përdorin si ultrakapacitore ashtu edhe bateri mund të jenë bindëse, pasi ndryshimet e tyre janë shumë plotësuese, transferimi i lartë i rrymës dhe jetëgjatësia e kapakut kundrejt energjisë/dendësisë së lartë specifike të energjisë së baterisë. Dhe ka shumë punë që po bëhet për të ofruar ultrakondensatorë shumë më të mirë, si dhe bateri shumë më të mira. Pra, ndoshta një ditë ultrakapacitoret marrin përsipër më shumë detyra tipike të baterisë.
artikull nga: https://qr.ae/pCacU0
Koha e postimit: 06 Janar 2026