Kondensatorların bir sıra əla xüsusiyyətləri var. Onlar enerjini kimyəvi enerji əvəzinə elektrik yükü kimi saxlayırlar. Bu, adətən, demək olar ki, ani doldurma müddətlərinə və çox yüksək pik çıxış cərəyanlarına imkan verir. Onlar tam dövrəli batareyalar üçün yüzlərlə dövrə əvəzinə yüz minlərlə doldurma-boşalma dövrəsinə tab gətirə bilirlər. Bəs problem nədir?
Batareya uzun müddət istifadə müddəti ərzində kifayət qədər sabit gərginlik təmin edir. Cihazdan asılı olaraq, tükənməyə yaxın performans problemləriniz ola bilər. Məsələn, smartfonlar enerjiyə qənaət rejiminə keçir. Bu, sadəcə onların bir az daha uzun müddət işləməsini təmin etmək üçün deyil, həm də xəbərdarlıq edilmədən ani sönmələrin qarşısını almaq üçündür.
Gördüyünüz kimi, batareya tükənməyə yaxınlaşdıqca gərginlik düşür. Telefonunuzda, ümumi enerji idarəetməsinin bir hissəsi olan və o qədər də sabit olmayan batareya gücünü çox sərt tənzimlənən sistem gücünə (yəqin ki, bir dəstə fərqli gərginlik) çevirmək üçün işləyən bir enerji çevirmə dövrəsi var. Qeyd edək ki, burada vacib bir əlaqə var: güc=cərəyan*gərginlik. Beləliklə, gərginlik düşdükcə eyni gücü saxlamaq üçün dövrəm daha çox cərəyan çəkməlidir.
Hər batareyanın bir az daxili müqaviməti var və Om Qanunu adlanan başqa bir əlaqəyə görə, batareyada müəyyən bir gərginlik düşəcəyini bilirsiniz. Rəsmdə Vout=V0−r∗I, burada I cərəyandır. Beləliklə, V0 azaldıqca və enerji idarəetmə dövrəm eyni gücü təmin etmək üçün daha çox cərəyan çəkməli olduqca, batareyanın çıxış gərginliyi daha da sürətlə düşür. Bu, batareyanın maksimum cərəyan çıxışını məhdudlaşdırdı və bu da o deməkdir ki, onlar tükənməyə yaxın olduqda olduqca tez boşalır.
Lakin kondensatordakı çıxış gərginliyi, pik cərəyan və ümumi güc zamanla eksponensial olaraq azalır. Kondensatorun bir üstünlüyü var: o, batareyada olduğu kimi elektrik yükünü kimyəvi yükə çevirmək əvəzinə, elektrik yükünü saxlayır, buna görə də daxili müqavimət olsa da, o, kiçikdir və adətən nəzərə alınmır. Kondensatorlar qısa müddət ərzində çox, çox yüksək cərəyanlar təmin edə bilər.
Amma bir şeyi enerji ilə təmin etmək üçün onlar problemlidir. Enerji idarəetmə sisteminə sabit bir enerji axını təmin etmək istəyimi xatırlayın və güc=cərəyan*gərginlik. Gərginliyimiz sürətlə aşağı düşdükcə, eyni gücü təmin etmək üçün sürətlə artan cərəyanla kompensasiya etməliyik. Çox yüksək cərəyanlar daha bahalı dövrə, daha böyük güc çevirmə komponentləri, dövrə lövhələrində daha çox enerji itkisi və s. yaradır... batareyanın sonuna yaxın eyni əsas problemi var, lakin bu, kondensatorun faydalı enerji saxlama müddətinin çox erkən mərhələsində baş verməyə başlayır. Kondensator tükəndikcə, nisbətən yüksək olsa da, pik cərəyan da azalır.
Digər problem isə müasir ultrakondensatorların batareyalara nisbətən daha aşağı xüsusi enerjiyə malik olmasıdır. Bazarda mövcud olan ən yaxşı ultrakapasitörlər 8-10 Vt/kq gücündədir, əksəriyyəti isə 5 Vt/kq-a yaxındır. Ən yaxşı Li-ion batareyaları 200 Vt/kq-a yaxın enerji verir, bir çox formulalar 100 Vt/kq-dan çox ola bilər. Beləliklə, ultrakapasitörlərdən istifadə etmək üçün təxminən 20 dəfə çox çəkiyə ehtiyacınız var. Amma ola bilsin ki, daha çox, çünki boşalma zamanı müəyyən bir nöqtədə, tətbiqdən asılı olaraq, gərginlik istifadəyə yararlı olmaq üçün çox aşağı düşəcək və enerji istifadə olunmayacaq. Həmçinin, daha ənənəvi kondensatorlardan fərqli olaraq, ultrakondensatorlar da nisbətən yüksək daxili müqavimətə malikdir. Beləliklə, onlar gərginliyin cərəyanla çox dəyişməsini dəstəkləyə bilmirlər.
Daha sonra öz-özünə boşalma var: yaddaş cihazından enerjinin nə qədər tez "sızması". Yalnız NiMh elementləri möhkəmdir, lakin öz-özünə boşalma ayda 20-30%-ə qədər yüksəkdir. Li-ion elementləri bunu konkret Li-ion texnologiyasından asılı olaraq ayda <2%-ə, bəzi sistemlərdə batareyanın monitorinq xərclərindən asılı olaraq bəlkə də 3%-ə qədər azaldır. Bugünkü Ultrakondensatorlar ilk ayda şarjı 50%-ə qədər azaldır. Bu, gündəlik doldurulan bir cihazda əhəmiyyət kəsb etməyə bilər, amma ən azı daha yaxşı dizaynlar yaradılana qədər qapaqlar və batareyalar üçün istifadə hallarını tamamilə məhdudlaşdırır.
Və sizə çoxlu sayda ultrakondensator lazım olduğundan, onların cari qiyməti batareyaların qiymətindən 6x-20 dəfə çox ola bilər. Tətbiqiniz, xüsusən də çox qısa və yüksək cərəyan dalğalanmaları ilə çox kiçik bir güc çıxışı tələb edirsə, ultrakap bir seçim ola bilər. Əks təqdirdə, yaxın gələcəkdə batareyanın dəyişdirilməsi olmayacaq.
Elektrik avtomobilləri kimi yüksək cərəyanlı tətbiqlər üçün hələlik faydalı bir məsələ deyil, müstəqil bir vasitə kimi. Həm ultrakapsüllərdən, həm də batareyalardan istifadə edən sistemlər cəlbedici ola bilər, çünki fərqlər bir-birini tamamlayır, yüksək cərəyan ötürülməsi və qapağın uzun ömrü batareyanın yüksək xüsusi enerji/enerji sıxlığına qarşıdır. Və daha yaxşı ultrakapastorlar, eləcə də daha yaxşı batareyalar təmin etmək üçün çox iş görülür. Beləliklə, bəlkə də bir gün ultrakapsül tipik batareya vəzifələrinin daha çoxunu öz üzərinə götürəcək.
Məqalə bu ünvandan götürülüb: https://qr.ae/pCacU0
Yazı vaxtı: 06 Yanvar 2026