Ang mga kapasitor ay may ilang magagandang katangian. Nag-iimbak ang mga ito ng kuryente bilang kargadong elektrikal sa halip na enerhiyang kemikal, halimbawa. Karaniwan itong nagbibigay-daan sa halos agarang oras ng pag-charge at napakataas na peak output currents. Kaya nilang makayanan ang daan-daang libong charge-discharge cycle, sa halip na ang daan-daang cycle para sa mga full-cycled na baterya. Kaya ano ang problema?
Ang baterya ay nagbibigay ng medyo pare-parehong boltahe sa loob ng mahabang buhay ng serbisyo. Depende sa device, maaaring magkaroon ka ng mga isyu sa performance na malapit nang maubos. Halimbawa, ang mga smartphone ay pumapasok sa power savings mode. Hindi lang ito para mas matagal silang gumana, kundi para maiwasan din ang agarang pag-shutdown nang walang babala.
Gaya ng nakikita mo, bumababa ang boltahe habang malapit nang maubos ang baterya. Sa iyong telepono, mayroong isang power conversion circuit, bahagi ng pangkalahatang pamamahala ng kuryente, na gumagana upang i-convert ang hindi gaanong pare-parehong lakas ng baterya sa isang napakahigpit na kinokontrol na lakas ng sistema (marahil ay isang grupo ng iba't ibang boltahe). Tandaan na mayroong isang mahalagang relasyon dito: lakas=current∗voltage. Kaya upang mapanatili ang parehong lakas, habang bumababa ang boltahe, ang aking circuit ay kailangang gumuhit ng mas maraming kuryente.
Ang bawat baterya ay may kaunting panloob na resistensya, at dahil sa isa pang relasyon, na tinatawag na Batas ni Ohm, alam mo na magkakaroon ng ilang boltahe na bababa sa baterya. Sa drowing, ang Vout=V0−r*I, kung saan ang I ay ang kasalukuyang. Kaya, habang bumababa ang aking V0 at ang aking power management circuit ay kailangang gumuhit ng mas maraming kuryente upang maghatid ng parehong kuryente, mas mabilis na bumababa ang boltahe ng output ng baterya. Nililimitahan nito ang pinakamataas na kasalukuyang output ng isang baterya, at nangangahulugan din ito na mabilis silang nauubusan kapag malapit nang maubos.
Ngunit ang output voltage, peak current, at kabuuang lakas sa isang kapasitor ay bumababa nang mabilis sa paglipas ng panahon. Ang kapasitor ay may isang kalamangan: nag-iimbak ito ng electrical charge, sa halip na i-convert ang electrical charge sa chemical charge tulad ng sa isang baterya, kaya habang mayroong internal resistance, ito ay napakaliit at karaniwang maaaring balewalain. Ang mga kapasitor ay maaaring magbigay ng napakataas na currents sa maikling panahon.
Pero para sa pagpapagana ng isang bagay, problema ang mga ito. Naaalala mo ba ang aking pagnanais na mapanatili ang isang pare-parehong kuryente sa aking power management system, at ang kuryente=current*boltahe. Habang mabilis na bumababa ang ating boltahe, kailangan nating bawiin ito gamit ang mabilis na pagtaas ng kuryente upang maihatid ang parehong kuryente. Ang napakataas na kuryente ay nagreresulta sa mas mahal na circuit, mas malalaking power conversion components, mas maraming pagkawala ng kuryente sa mga circuit board, atbp… parehong pangunahing problema na mayroon ang baterya malapit sa katapusan, ngunit nagsisimula itong mangyari nang maaga sa kapaki-pakinabang na buhay ng imbakan ng kuryente ng capacitor. At habang nauubos ang capacitor, ang peak current, habang medyo mataas pa rin, ay bumababa rin.
Ang isa pang problema ay ang mga modernong ultracapacitor ay may mas mababang specific energy kaysa sa mga baterya. Ang pinakamahusay na ultracaps sa merkado ay nakakapaghatid ng 8-10 Wh/kg, karamihan ay mas katulad ng 5 Wh/kg. Ang pinakamahusay na Li-ion na baterya ay naghahatid ng halos 200 Wh/kg, maraming pormulasyon ang maaaring umabot sa mahigit 100 Wh/kg. Kaya kailangan mo ng humigit-kumulang 20x ng bigat para magamit ang mga ultracap. Ngunit posibleng higit pa, dahil sa isang punto habang naglalabas, depende sa aplikasyon, ang boltahe ay bababa nang napakababa para magamit, na nag-iiwan ng kuryente na hindi nagagamit. Gayundin, hindi tulad ng mas tradisyonal na mga capacitor, ang mga ultracapacitor ay mayroon ding medyo mataas na internal resistance. Kaya hindi nila kayang suportahan ang maraming pagpapalit ng boltahe para sa kuryente.
At mayroon ding self-discharge: gaano kabilis "tumagasgas" ang kuryente mula sa isang storage device. Ang mga NiMh cell lang ay matibay, ngunit ang self-discharge ay umaabot ng 20-30% kada buwan. Binabawasan ito ng mga Li-ion cell sa mas mababa sa 2% kada buwan depende sa partikular na teknolohiya ng Li-ion, marahil 3% sa ilang sistema depende sa overhead ng pagsubaybay sa baterya. Ang mga Ultracapacitor ngayon ay bumababa ng hanggang 50% ng charge sa unang buwan. Maaaring hindi mahalaga iyon sa isang device na nire-recharge araw-araw, ngunit talagang nililimitahan nito ang mga pagkakataon ng paggamit para sa mga cap vs baterya, kahit man lang hanggang sa malikha ang mas mahusay na mga disenyo.
At dahil napakarami mong kailangan, ang kasalukuyang halaga ng mga ultracapacitor ay maaaring 6x-20x ng halaga ng mga baterya. Kung ang iyong aplikasyon ay nangangailangan ng napakaliit na power output, lalo na sa napakaikling high current surges, ang ultracap ay maaaring isang opsyon. Kung hindi, hindi ito magiging kapalit ng baterya sa malapit na hinaharap.
Para sa mga aplikasyon na may mataas na kuryente tulad ng mga de-kuryenteng sasakyan, hindi pa ito isang kapaki-pakinabang na konsiderasyon, bilang isang standalone. Bagama't ang mga sistemang gumagamit ng parehong ultracaps at baterya ay maaaring maging kaakit-akit, dahil ang kanilang mga pagkakaiba ay lubos na komplementaryo, ang mataas na paglipat ng kuryente at mahabang buhay ng takip kumpara sa mataas na tiyak na enerhiya/densidad ng enerhiya ng baterya. At maraming trabaho ang ginagawa upang makapaghatid ng mas mahusay na mga ultracapacitor, pati na rin ang mas mahusay na mga baterya. Kaya marahil balang araw, ang ultracap ay gampanan ang higit pa sa karaniwang mga tungkulin ng baterya.
artikulo mula sa: https://qr.ae/pCacU0
Oras ng pag-post: Enero-06-2026