Superkondensaator: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub |
|||
9. rida:
== Superkondensaatori erimahtuvus ==
Nagu superkondensaatori nimi ise märgib, on tegu väga suure erimahtuvusega kondensaatoriga, keskmiselt 5-7 F/cm3. Energiaskaalas väljendades on see suurusjärgus 10Wh/l. Võrdlusena parimate [[elektrolüütkondensaator]]ite erimahtuvus on ~10 mikrofaradit kuupsentimeetrile.
Superkondensaatori mahtuvus matemaatiliselt väljendub on sarnaselt tavakondensaatri mahtuvusega valemiga:
<math>\frac{1}{C_{}}\ =\frac{1}{C_{1}}\ + \frac{1}{C_{2}} </math>,
18. rida ⟶ 17. rida:
Superkondensaatori energia <math>E</math> sõltub mahtuvusest <math>C</math> ja laadimispingest <math>U</math> ning avaldub kujul:
<math>E=\frac{1}{2}C\cdot U_{}^2 </math>,
== Superkondensaatori omadused ==
* Peamisena olgu märgitud energia salvestamise ja energia kättesaamiseks kulutatav aeg, mis võib kesta tunde, kuid võib toimuda ka sekundite jooksul. Reeglina on kondensaatorite minimaalne laadimise aeg võrdne 3RC, kus R on [[sisetakistus]] ja C on mahtuvus. Kui parimatel elektrolüütkondensaatoritel on RC millisekundi suurusjärgus, siis superkondensaatoril on RC vahemikus 0,5 kuni 10 sekundit, sõltuvalt kasutatavatest komponentidest.
* Teise olulise eelisena tuleb märkida superkondensaatori tühjendamisel saadavat suurt võimsust, mille garanteerib juba eelpoolmainitud väike RC ja ülimadal sisetakistus. Kõrge kasutatava võimsuse poolest koos märkimisväärse energiatiheduse tõttu, ei ole vastalist teiste keemiliste vooluallikatele seas veel loodud.
41. rida ⟶ 39. rida:
Superkondensaatori laadimisel elektrolüüdi positiivselt laetud ioonid, katioonid, liiguvad katoodile (-), tekitades pinnal negatiivse laengu ja anioonid liiguvad anoodile (+) tekitades sellel positiivse laengu. Suurepinnalise süsiniku poorid toimivad seejuures laengusäilitajatena. Seetõttu on oluline optimeerida kogu süsteem selliselt et kasutatava naopoorse süsiniku poorid oleksid ioonidele sobivate "mõõtmetega". Elektroodi paarist moodustub kaks järjestikku ühendatud kondensaatorit C+ ja C-. Plaatide pindala dikteerib mahtuvuse ja elektroodide vaheline kaugus, ehk elektrolüüdiga impregneeritud separaator, tagab sisetakistuse. Superkondensaatoris kogutakse laengud elektroodi pinnalt kokku voolukollektorite kaudu ning ühendades välisahelas + ja - kokku, toimub tühjakslaadimine ja ioonid liiguvad lahusesügavusse. Laadimisel protsess kordub taas.
Tühjenemis-laadimiskõverad on patareidel ja kondensaatoritel täiesti erinevad. Kui patarei või aku on püsipinge allikas, siis superkondensaatori laadimisel pinge ajas muutub. Selline omapära muudab mõnevõrra keerulisemaks tarbijad, kus soovitakse akud asendada otseselt superkondensaatoritega. Samas lubab selline omapära täpselt määrata kondensaatori laadumise astet igal ajahetkel. Enamgi veel, tänu eelpoolmainitud füüsikalisele adsorptsiooni protsessidele saab tarbida kondensaatorist energiat kuni praktiliselt null voldini, ilma süsteemi kahjustamata. Reeglina on superkondensaatoritega süsteemid optimeeritud selliselt et kasutatakse ära kuni pool kogupingest, mis energiaskaalas võrdub 75% maksimaalsest võimalikust väärtusest.
== Superkondensaatorite kasutamine ==
Superkondensaatorite turg on aasta-aastalt kasvanud. Tavalisele tootearengule on omajagu kaasa aidanud ka digitaaltehnoloogia võidukäik, kus energiaallikatest vajatakse üha suuremaid võimsusi lühikese aja jooksul. Enamikel kondensaatorite tootjatel jäävad üksikelementide mahtuvused ühe faradi ja mõnetuhande faradi piiresse.{{lisa viide}} Mitmed tootjad ([[Maxwell Technologies|Maxwell]], [[NESS]], [[Epcos]]
=== Autotööstuses ===
50. rida ⟶ 48. rida:
Ka mitmed [[autotööstus|autotöösturid]] arendavad oma laborites superkondensaatoreid. Tuntud tegija selles vallas on [[Honda]], kelle kütuselemendi ja kondensaatoriga varustatud sõidukid [[FCX-3]] vuravad mitmel mandril maakeral juba aastaid. Honda kasutab oma süsteemis superkondensaatori energiat sõiduki liigutamiseks kütuselemendi ülessoojendamise ajal. Ilmselgelt tänapäeva autoomanikud ei soovi endale liikurit, milles jõujaam saavutab režiimi alles mõne minuti möödumisel. Samuti kasutatakse sellises kombinatsioonis ära ka auto kineetiline energia ehk pidurdusenergia, mis salvestatakse jällegi kondensaatoritesse.
Näiteks Honda FCX kasutab liikumiseks elektriajamit ja lisaks kütuselemendile ka superkondensaatorite süsteemi. Ka rallimaailmas, F1 tehnikale on pandud piirang mootorite võimsuse arendamise suunas ning on pööratud pilgud energiasäästlikumale sõidustiilile, mis sunnib sellise tehnikaklassi arendajaid süvenema uutele võimalustele. Aastaks 2009 peavad [[Vormel 1]] seeria sõidukid olema varustatud pidurdusenergia kogumise seadmetega (KERS e. ik. Kinetic Energy Recovery System). Kas nendeks saavad olema [[hooratas|hoorattad]], [[hüdroajamid]] või kondensaatorid, seda näitab lähitulevik.
Tava-transpordivahenditele on katsetanud superkondensaatoreid paljud tootjad, näiteks [[Nissan]] diiselmootoriga kaubaautodes, [[General Motors]], [[BMW]] oma [[Experimental X5]] jt.
65. rida ⟶ 63. rida:
== Kirjandus ==
▲1. B.E.Conway, “Electrochemical Supercapacitors. Scientific Fundamentals and Technological Applications”. Kluwer Academic Publish-
▲2. Arulepp, M., Leis, J., Karbiidset päritolu süsinikelektroodidega superkondensaatorid. Keskkonnatehnika 2007, 2, 32-36. [http://www.skeletonnanolab.com/arulepp3_2007.pdf]
[[Kategooria:Kondensaatorid]]
| |||