Сколько времени пройдёт до того, как ультраконденсаторы вытеснят батареи?

АККУМУЛЯТОРАМ НУЖНО ВРЕМЯ ДЛЯ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ ЭНЕРГИИ. ДУМАЙТЕ ОБ ЭТОМ КАК О ВРЕМЕНИ, КОТОРОЕ ТРЕБУЕТСЯ ПЛОТИНЕ, ЧТОБЫ ЗАПОЛНИТЬСЯ ДОЖДЕМ ВО ВРЕМЯ ДОЖДЯ, А ЗАТЕМ МЕДЛЕННО СТЕКАТЬ. С ДРУГОЙ СТОРОНЫ, УЛЬТРАКОНДЕНСАТОРЫ МОГУТ БЫСТРО НАКАПЛИВАТЬ ЗАРЯД И РАЗРЯЖАТЬСЯ. ЭТО ПОХОЖЕ НА РЕГУЛЯРНОЕ ОТКРЫТИЕ ШЛЮЗОВ В ПЛОТИНЕ, КОТОРАЯ БЫСТРО НАПОЛНЯЕТСЯ ДОЖДЕМ.

Ультраконденсаторы являются быстро развивающейся и все более применяемой технологией. Они способны очень быстро и эффективно накапливать и отдавать энергию. Ультраконденсаторы считаются одной из самых передовых технологий, которые изменят нашу жизнь и мир в ближайшие 10-15 лет. Но насколько мы далеки от этого?

Они используются в тысячах различных приложений. Они дополняют первичный источник энергии, который не может постоянно обеспечивать быстрый всплеск мощности. Например, двигатель внутреннего сгорания, топливные элементы или аккумулятор. Будущее выглядит светлым, но как далеко мы от того, чтобы ультраконденсаторы стали стандартом?

В ЧЕМ РАЗНИЦА МЕЖДУ КОНДЕНСАТОРОМ И БАТАРЕЕЙ?

Лучше всего начать этот раздел с аналогии. Аккумуляторам нужно время для зарядки и разрядки энергии. Думайте об этом как о времени, которое требуется плотине, чтобы заполниться дождем во время дождя, а затем медленно стекать. С другой стороны, ультраконденсаторы могут быстро накапливать заряд и разряжаться. Это похоже на регулярное открытие шлюзов в дамбе, когда она быстро наполняется дождем.

Имея это в виду, вот пять основных различий между ними.

Номер один, определение двух пунктов. Батареи хранят свою потенциальную энергию в виде химических реакций, прежде чем преобразовать ее в электрическую энергию. Конденсаторы, с другой стороны, хранят потенциальную энергию в электрическом поле. Их напряжение является переменным и пропорциональным количеству электрического заряда, накопленного на пластинах.

Второе отличие заключается в способе применения. Батареи могут хранить большее количество электрического заряда. Однако суперконденсатор не может хранить большое количество энергии. Они могут работать с приложениями высокого напряжения и идеально подходят для частого использования.

Следующее отличие заключается в скорости заряда и разряда. Скорость конденсаторов намного выше, чем у батарей. Это потому, что конденсатор накапливает энергию непосредственно на пластинах.

Оба эти устройства могут накапливать электрическую энергию. Но делают это по-другому. Батареи хранят энергию в виде химической энергии. Конденсаторы хранят электрическую энергию в магнитном поле.

Последнее, но не менее важное, это полярность конденсаторов и аккумуляторов. При зарядке аккумулятора полярность электронной схемы должна быть обратной. Оно должно быть таким же, как и при использовании в случае конденсатора. Батареи поддерживают постоянное напряжение на клеммах.

ГДЕ МОГУТ БЫТЬ ПОЛЕЗНЫ УЛЬТРАКОНДЕНСАТОРЫ?

Вот несколько ситуаций, когда суперконденсаторы нашли свое применение. Они весьма полезны и используются в таких ситуациях.

-Их можно использовать для сбора мощности от систем рекуперативного торможения и высвобождения мощности для ускорения гибридных автобусов.

-Их можно использовать в системах шага лопастей для повышения надежности и стабильности энергосистемы.

-Полуприцепы в холодную погоду могут потреблять энергию из конденсаторов, когда аккумуляторы разряжаются из-за повторяющегося запуска или электрической нагрузки в кабине.

-Мы можем использовать ультраконденсаторы для захвата энергии и обеспечения импульсной мощности, чтобы помочь в подъемных операциях.

-Обеспечить пусковую мощность и стабилизацию напряжения в системах старт/стоп, а также пиковую мощность для основных автомобильных приложений.

-Обеспечить электроэнергией центры обработки данных в период между сбоями в электроснабжении и включением систем резервного питания.

-Захватывайте энергию рекуперативных тормозных систем и высвобождайте энергию, чтобы способствовать ускорению поезда.

-Открыть двери самолета в случае сбоя питания

-Обеспечьте хранение энергии для повышения производительности возобновляемых установок и повышения стабильности сети.

ЧЕРЕЗ КАКОЕ ВРЕМЯ ОНИ ДОГОНЯТ БАТАРЕИ?

Илон Маск — один из величайших умов нашего поколения. Когда он впервые приехал в Калифорнию, он хотел получить докторскую степень в Стэнфорде, изучая ультраконденсаторы. Вместо этого он стал интернет-предпринимателем. Но его любовь к технике осталась.

В феврале 2019 года Tesla купила Maxwell, компанию, известную производством ультраконденсаторов. Они нашли применение в автомобильной промышленности. У Максвелла есть такие клиенты, как General Motors, Lamborghini и Volvo. Они используют суперконденсаторы, чтобы поглощать энергию при торможении, а затем высвобождать ее при ускорении автомобиля.

Хотя быстрая зарядка и разрядка делают конденсаторы лучше батарей, у них есть свои недостатки. Самый большой из них — ограничение. Общее количество энергии, хранящейся в конденсаторах, составляет лишь часть того, что хранится в батареях. Например, для запуска электромобилей на суперконденсаторах нужно много устройств. Это сделало бы машину слишком тяжелой для эффективной работы.

Но технология находится только в зачаточном состоянии. Через пару лет мы можем увидеть, как ультраконденсаторы заменят батареи. Это время, чтобы инвестировать в них знания и время.