Конденсатор или аккумулятор что лучше

5 типичных ошибок при выборе видеорегистратора: учтите, чтобы не пожалеть

Если вы собираетесь купить видеорегистратор для автомобиля, не повторяйте чужих ошибок. Собрали самые популярные из них в нашей статье.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Несмотря на то, что в интернете можно найти десятки инструкций по правильному выбору видеорегистраторов, покупатели продолжают совершать одни и те же ошибки. Кстати, иногда и сами инструкции провоцируют их на это. Мы побеседовали с продавцами и производителями таких устройств и попытались выяснить: что именно делают не так покупатели. Можно сказать, наш рейтинг составлен на основе типичных ошибок — учитесь на чужом опыте!

Лучше брать устройство с записью в 4К

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Казалось бы, какие тут могут быть вопросы – 4К всяко лучше SHD и уж тем более HD. Но на самом деле это не так: большинство устройств просто интерполируют изображение в более высокое разрешение. Проверить «честность» формата 4К можно нехитрым путем.

Кстати, та же ситуация и с форматом Super HD. Производитель может сэкономить на матрице и программным путем увеличить разрешение с HD до SHD. Вот как можно вычислить такие фокусы.

Допустим, в характеристиках видеорегистратора указано разрешение SHD (2304*1296). Считаем, сколько мегапикселей понадобится матрице в этом случае: 2304*1296 = 2 985 984, то есть 3 Мп. Если в устройстве установлена матрица 2 Мп, значит, мы имеем дело с интерполяцией.

Вот в этой модели все честно: разрешение 2304×1296 поддержано 4-мегапиксельной матрицей.

Угол обзора: чем шире — тем лучше

Какое устройство вы выберете: с углом обзора 120°, 140° или 170°? Правильное решение – 140°. Угол в 120° будет недостаточен для захвата пространства перед автомобилем: если вас ударят в переднее крыло, инцидент может просто не попасть в объектив камеры. Но 170° тоже плохо: изображение будет слишком искаженным эффектом «рыбьего глаза». К тому же чем больше угол обзора, тем больше деталей нужно отразить на одном пикселе матрицы. Мелкие детали (а в частности госномера) могут просто теряться на видео, хотя они не менее важны. Оптимальный угол составляет приблизительно равен 140°-150° по диагонали.

Вот пример хорошего видеорегистратора с углом 140°, улучшенной контрастностью и антибликовым фильтром.

Встроенный аккумулятор лучше конденсатора

Любой используемый в регистраторах аккумулятор крайне отрицательно реагирует на такие изменения и достаточно быстро выходит из строя. Обычно он находится внутри корпуса регистратора в очень узком пространстве, т. е. при высокой внешней температуре может начать разрушаться, вздуваться и просто выламывать, например, линзу из корпуса. Может понадобиться не просто замена батареи, а ремонт всего устройства.Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Альтернативой является ионистор, то есть конденсатор, который накапливает определенное количество энергии для корректного завершения работы и эффективно работает в очень широком диапазоне температур, что актуально для России с ее огромной территорией. Правда, его хватает лишь на корректное завершение работы устройства, зато никаких проблем с перегревом.

Вот очень компактная модель от Mio с суперконденсатором, который не боится перепадов температуры и позволяет всегда корректно завершать запись:

Источник

Чем обусловлены различия между аккумуляторами и суперконденсаторами

Электрохимические источники питания используются сегодня повсеместно и имеют отличительные характеристики: ёмкость, или количество хранимой энергии, а также мощность, или возможность быстро отдавать или накапливать эту энергию (разрядка/зарядка на высоких токах). К тому же, для элементов питания очень важны безопасность и долговечность. В этом посте я расскажу, чем отличаются аккумуляторы и суперконденсаторы на химическом уровне, и как это влияет на их технические характеристики.

Начну я с аккумуляторов. На сегодняшний день чаще всего используются литий-ионные и никель-метал-гидридные (NiMH) аккумуляторы, но литий-ионные постепенно вытесняют NiMH по нескольким причинам. Во-первых, литий-ионные аккумуляторы более энергоёмкие. Это объясняется тем, что по сравнению с щёлочными электролитами NiMH, которые ограничивают напряжение ячейки в 1.2 V, электролиты литий-ионных аккумуляторов на основе карбонатов обеспечивают напряжение в 3V. А это означает меньшее количество ячеек, необходимых, чтобы достичь определённого напряжения, а также более компактные размеры, что для современных портативных электронных устройств просто необходимо. И, самое главное, по сравнению с NiMH, где используются сплавы с редкоземельными металлами, литий-ионные аккумуляторы содержат более дешёвые материалы.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Работа литий-ионных аккумуляторов выглядит следующим образом: ионы лития встраиваются в слоистый материал анода (чаще всего графит) или катода (оксиды переходных металлов) при зарядке и разрядке. Ёмкость определяется тем, сколько лития встроилось в электроды, и если ёмкость, как говорилось выше, у литий-ионных аккумуляторов хорошая, то с мощностью (это возможность аккумулятора быстро заряжаться и разряжаться на высоких токах, например, при разгоне и рекуперативном торможении в электромобилях) всё не так просто. Например, при слишком быстрой зарядке ионы лития не успевают встраиваться в кристаллы и образуют цепочки металлического лития (дендриты) на аноде, которы могут привести к короткому замыканию, особенно при низкой температуре. А слишком быстрая разрядке может разрушить кристалл катода и привести к преждевременному старению аккумулятора.

От чего же зависит мощность аккумулятора? Мощность аккумулятора зависит от нескольких параметров: проводимости электрода, состоящего из активного материала и добавок, скорости электрохимических процессов, проходящих в активных материалах, а также ионной проводимости электролита. Чтобы как-то улучшить мощность литий-ионных аккумуляторов, если подразумевается их использование на высоких токах, производители создают специальные, более тонкие электроды: они содержат меньше активного материала, но больше углеродных добавок. В результате повышается проводимость электрода, но, увы, уменьшая количество активного материала уменьшается и ёмкость. К тому же, даже если такая технология улучшает проводимость электродов, не стоит забывать и о других параметрах, влияющих на мощность, особенно медленное встраивание лития в кристаллы (диффузионныe затруднения), на которую данная технология никак не влияет.

Но тут нам на помощь приходят наноматериалы: для того, чтобы встроиться в нанокристалл, литию не надо продвигаться на большие расстояния, поэтому интеркаляция проходит гораздо быстрее.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Но увы, у наноматериалов также есть и недостатки, в частности, их повышенная химическая реактивность, которая уменьшает срок эксплуатации аккумулятора. В общем, пытаясь улучшить один из параметров аккумулятора, зачастую ухудшаются все остальные.

Но если аккумулятор всё-таки должен работать на очень высоких токах, при которых ни метод производства электродов, ни структуриривание активых материалов не помогают, на помощь приходит суперконденсатор. Суперконденсатор на первый взгляд напоминает аккумулятор: у него тоже есть два электрода, помещённых в электролит. Но это только на первый взгляд. На самом деле, энергию суперконденсатор хранит в виде слоя ионов, которые присоединяются к поверхности электродов (двойной электрический слой). Ёмкость таких устройств напрямую зависит от поверхности электрода, и в качестве активного материала зачастую используется активированный уголь. Так как, в отичии от литий-ионных аккумуляторов, в суперконденсаторах нет окислительно- восстановительных реакций и ионы не должны никуда встраиваться, зарядка и разрядка проходят намного быстрее, а сами устройства более долговечны.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Но почему же, имея такую замечательную мощность, суперконденсаторы не могут использоваться как самостоятельные источники питания вместо аккумуляторов? А дело тут в том, что процесс образования двойного электрического слоя гораздо менее энергоёмкий чем окислительно-восстановительные реакции, поэтому, несмотря на то, что энергию суперконденсаторы накапливают и отдают быстро, количество её очень мало по сравнению с аккумуляторами. К тому же, суперконденсаторы подвержены сильному саморазряду: если заряженный аккумулятор за месяц теряет несколько процентов от ёмкости, то суперконденсатор за это время может разрядиться полностью. Поэтому суперконденсаторы обычно используют совместно с энергоёмкими аккумуляторами и берут на себя роль источника питания исключительно при пиковых нагрузках.

Саморазряд- это постепенное падение напряжения в электрохимическим источнике питания если он отключен от сети. В литий-ионных аккумуляторах он связан с постепенным окислением электролита на катоде, в результате чего выделяются электроны, которые используются материалами катода чтобы встроить в свою структуру литий (процесс, происходящий во время разрядки). Так как окисляется электролит медленно, саморазряд тоже медленный. А вот точный механизм саморазряда суперконденсаторов пока неизвестен, но его связывают с ионами электролита, которые вступают в окислительно-восстановительные реакции на поверхности электродов.

В конце стоит сказать, что существуют также «псевдоёмкие» суперконденсаторы, которые также называют электрохимическими суперконденсаторами, в которых на поверхности активных материалов проходят более энергоёмкие окислительно- восстановаительные процессы, но ёмкость таких устройств всё равно ниже, чем у аккумуляторов, и они также страдают от сильного саморазряда.

Источник

Аккумулятор или суперконденсатор: что лучше в видеорегистраторах?

Производители все чаще уходят от использования батарей в своих устройствах — действительно ли это оправдано?

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Выбирая видеорегистратор, вы можете столкнуться с двумя разновидностями таких приборов. Одни оснащены традиционными аккумуляторами, другие — суперконденсаторами. Каким отдать предпочтение? Давайте разберемся в достоинствах и недостатках каждого типа.

Аккумуляторы в видеорегистраторах: плюсы и минусы

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Но у аккумуляторов есть и хорошо знакомые недостатки. Они теряют емкость со временем а, главное, не любят слишком высоких или низких температур. Скажем, если вы оставляете видеорегистратор под стеклом, в жаркий день он может сильно нагреться, а это приведет (пусть и не сразу) к вздутию и выходу из строя батареи.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Суперконденсаторы в видеорегистраторах: плюсы и минусы

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Такие проблемы с аккумулятором привели к их постепенной замене на суперконденсаторы. Эти детали уже не позволяют устройству работать автономно, но накопленной ими энергии все же достаточно, чтобы корректно сохранить запись на носителе. А больше и не надо.

Итого: аккумулятор или суперконденсатор?

На наш взгляд, второй вариант предпочтительнее. У каждого из нас есть смартфон с камерой, так что заснять обстоятельства ДТП проблем не составит. Так что стоит думать прежде всего о надежности записывающего устройства, а она выше у видеорегистраторов с суперконденсаторами. Остальные аспекты выбора таких гаджетов — в нашем гиде по выбору.

Источник

Li-on / Li-pol аккумулятор или конденсатор, что лучше?

Видеорегистратор питается от сети автомобиля. Тогда зачем ему дополнительные внутренние источники питания? Да и вообще зачем регистратору работать автономно?

[su_note note_color=”#2917BC” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Плюсы и минусы аккумуляторов Li-on и Li-pol[/su_note]

Во-первых, это позволяет регистратору корректно завершить работу после прекращения подачи питания из вне. Например, при сильном ДТП в результате которого может отключиться бортовая сеть. Благодаря возможности какое-то время работать автономно видеорегистратор при прекращении питания не просто отключается, а именно завершает работу. При этом корректно сохраняется последний записанный файл. А ведь в нём может быть зафиксирован не только момент ДТП, но и его причины.

Во-вторых, может возникнуть необходимость показать видео вне салона автомобиля, например, сотруднику ДПС. Питать регистратор в случае его автономной работы могут два элемента: либо аккумуляторная батарея, либо конденсатор. И разница между ними в том, что батарея питает устройство дольше. Намного дольше. Ёмкость аккумуляторных батарей, которые используются в регистраторах, варьируются от 150 до 600 мАч. На практике ёмкости в 150 мАч хватает примерно до 5 минут автономной работы. 600 мАч и выше позволяют устройству работать самостоятельно около часа. Конечно же это всего лишь приблизительные оценки. Все зависит от энергопотребления конкретного регистратора. Но по опыту, стоит сказать, что автономная работа свыше 10 минут от видеорегистратора требуется крайне редко.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

За 5 минут можно вполне успеть решить спорную ситуацию на дороге. А пользоваться регистратором как отдельной камерой вряд ли кто-то станет, ведь в современном мире для этого есть мобильные телефоны. Поэтому рекордные показатели ёмкости аккумулятора не стоит рассматривать в числе основных требований к новому видеорегистратору. В том числе, если вы думаете использовать его в качестве охранной системы. Внутреннее питание регистратора не предназначено для такой долгой работы, поэтому если вы хотите чтобы устройство наблюдало за темным двором всю ночь, вам нужно будет позаботиться о прямом питании от бортовой сети. Но это уже совсем другая тема.

И так, аккумуляторная батарея позволяет видеорегистратору определенное время работать автономно. Это плюс. Но есть и один существенный минус. Аккумуляторы подвержены перегреву во время работы и на солнце и их нельзя хранить при минусовых температурах. Из-за перегрева батарея может протечь или даже взорваться, а и-за переохлаждения просто выйти из строя. Случается это не часто, но если случается, то приводит к порче видеорегистратора и представляет потенциальную опасность для человека.

[su_note note_color=”#2917BC” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Плюсы и минусы аккумуляторов Ионисторов – конденсаторов [/su_note]

Зато конденсаторы, которые все чаще используются в видеорегистраторах для скрытой установки, не вздуваются, и не взрываются от перегрева. Да и срок их службы выше. К сожалению, пока конденсаторы не дают возможности устройству работать автономно, а лишь позволяют им корректно завершить работу в течение нескольких секунд после завершения питания. Однако это не значит, что решить спорную ситуацию на дороге и показать видео инспектору не получится. Во многих моделях с конденсаторами есть Wi-Fi. Если бортовая сеть автомобиля работает, можно просто передать нужный файл с регистратора на мобильный телефон прямо в салоне, и уже потом показать его инспектору. Конденсаторы менее восприимчивы не только к высоким, но и к низким температурам, в отличие от аккумуляторов. Об этом производители не редко сообщают сразу на упаковке модели с конденсатором, называя это, например, защитой от сложных температурных условий. На практике это значит, что регистратор с конденсатором можно оставлять в салоне автомобиля на ночь зимой. Но нужно помнить, что в состоянии покоя они полностью разряжаются в течение нескольких дней. В бюджетных моделях регистраторов это иногда приводит к сбою настроек даты и времени. Хотя практика показывает, что в моделях среднего и высокого ценового сегмента такие случаи не встречаются. Также следует добавить, что на сегодняшний день конденсаторы ощутимо дороже аккумуляторов.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

[su_note note_color=”#2917BC” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Вывод[/su_note]

Подводим итоги. И батарея, и конденсатор обладают своими достоинствами. В целом конденсаторы надежнее и безопаснее, однако на сегодняшний день устройства с ними дороже. Аккумуляторы дешевле конденсаторов и предпочтительнее в тех случаях, когда автономная работа все же необходима. Учитывайте эти особенности, при выборе регистратора.

Источник

Конденсатор вместо аккумулятора

Для накопления электроэнергии люди сначала использовали конденсаторы. Потом, когда электротехника вышла за пределы лабораторных опытов, изобрели аккумуляторы, ставшие основным средством для запасания электрической энергии. Но в начале XXI века снова предлагается использовать конденсаторы для питания электрооборудования. Насколько это возможно и уйдут ли аккумуляторы окончательно в прошлое?

Причина, по которой конденсаторы были вытеснены аккумуляторами, была связана со значительно большими значениями электроэнергии, которые они способны накапливать. Другой причиной является то, что при разряде напряжение на выходе аккумулятора меняется очень слабо, так что стабилизатор напряжения или не требуется или же может иметь очень простую конструкцию.

Главное различие между конденсаторами и аккумуляторами заключается в том, что конденсаторы непосредственно хранят электрический заряд, а аккумуляторы превращают электрическую энергию в химическую, запасают ее, а потом обратно преобразуют химическую энерию в электрическую.

При преобразованиях энергии часть ее теряется. Поэтому даже у лучших аккумуляторов КПД составляет не более 90%, в то время, как у конденсаторов он может достигать 99%. Интенсивность химических реакций зависит от температуры, поэтому на морозе аккумуляторы работают заметно хуже, чем при комнатной температуре. Кроме этого, химические реакции в аккумуляторах не полностью обратимы. Отсюда малое количество циклов заряда-разряда (порядка единиц тысяч, чаще всего ресурс аккумулятора составляет около 1000 циклов заряда-разряда), а также «эффект памяти». Напомним, что «эффект памяти» заключается в том, что аккумулятор нужно всегда разряжать до определенной величины накопленной энергии, тогда его емкость будет максимальной. Если же после разрядки в нем остается больше энергии, то емкость аккумулятора будет постепенно уменьшаться. «Эффект памяти» свойственнен практически всем серийно выпускаемым типам аккумуляторов, кроме, кислотных (включая их разновидности — гелевые и AGM). Хотя принято считать, что литий-ионным и литий-полимерным аккумуляторам он не свойственнен, на самом деле и у них он есть, просто проявляется в меньшей степени, чем в других типах. Что же касается кислотных аккумуляторов, то в них проявляется эффект сульфатации пластин, вызывающий необратимую порчу источника питания. Одной из причин является длительное нахождение аккумулятора в состоянии заряда менее, чем на 50%.

Применительно к альтернативной энергетике «эффект памяти» и сульфатация пластин являются серьезными проблемами. Дело в том, что поступление энергии от таких источников, как солнечные батареи и ветряки, сложно спрогнозировать. В результате заряд и разряд аккумуляторов происходят хаотично, в неоптимальном режиме.

Для современного ритма жизни оказывается абсолютно неприемлемо, что аккумуляторы приходится заряжать несколько часов. Например, как вы себе представляете поездку на электромобиле на дальние расстояния, если разрядившийся аккумулятор задержит вас на несколько часов в пункте зарядки? Скорость зарядки аккумулятора ограничена скоростью протекающих в нем химических процессов. Можно сократить время зарядки до 1 часа, но никак не до нескольких минут. В то же время, скорость зарядки конденсатора ограничена только максимальным током, который дает зарядное устройство.

Перечисленные недостатки аккумуляторов сделали актуальным использование вместо них конденсаторов.

Использование двойного электрического слоя

На протяжении многих десятилетий самой большой емкостью обладали электролитические конденсаторы. В них одной из обкладок являлась металлическая фольга, другой — электролит, а изоляцией между обкладками — окись металла, которой покрыта фольга. У электролитических конденсаторов емкость может достигать сотых долей фарады, что недостаточно для того, чтобы полноценно заменить аккумулятор.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Сравнение конструкций разных типов конденстаторов (Источник: Википедия)

Большую емкость, измеряемую тысячами фарад, позволяют получить конденсаторы, основанные на так называемом двойном электрическом слое. Принцип их работы следующий. Двойной электрический слой возникает при определенных условиях на границе веществ в твердой и жидкой фазах. Образуются два слоя ионов с зарядами противоположного знака, но одинаковой величины. Если очень упростить ситуацию, то образуется конденсатор, «обкладками» которого являются указанные слои ионов, расстояние между которыми равно нескольким атомам.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Суперконденсаторы различной емкости производства Maxwell

Конденсаторы, основанные на данном эффекте, иногда называют ионисторами. На самом деле, этот термин не только к конденсаторам, в которых накапливается электрический заряд, но и к другим устройствам для накопления электроэнергии — с частичным преобразованием электрической энергии в химическую наряду с сохранением электрического заряда (гибридный ионистор), а также для аккумуляторов, основанных на двойном электрическом слое (так называемые псевдоконденсаторы). Поэтому более подходящим является термин «суперконденсаторы». Иногда вместо него используется тождественный ему термин «ультраконденсатор».

Техническая реализация

Суперконденсатор представляет собой две обкладки из активированного угля, залитые электролитом. Между ними расположена мембрана, которая пропускает электролит, но препятствует физическому перемещению частиц активированного угля между обкладками.

Следует отметить, что суперконденсаторы сами по себе не имеют полярности. Этим они принципиально отличаются от электролитических конденсаторов, для которых, как правило, свойственна полярность, несоблюдение которой приводит к выходу конденсатора из строя. Тем не менее, на суперконденсаторах также наносится полярности. Связано это с тем, что суперконденсаторы сходят с заводского конвейера уже заряженными, маркировка и означает полярность этого заряда.

Параметры суперконденсаторов

Максимальная емкость отдельного суперконденсатора, достигнутая на момент написания статьи, составляет 12000 Ф. У массово выпускаемых супероконденсаторов она не превышает 3000 Ф. Максимально допустимое напряжение между обкладками не превышает 10 В. Для серийно выпускаемых суперконденсаторов этот показатель, как правило, лежит в пределах 2,3 – 2,7 В. Низкое рабочее напряжение требует использование преобразователя напряжения с функцией стабилизатора. Дело в том, что при разряде напряжение на обкладках конденсатора изменяется в широких пределах. Построение преобразователя напряжения для подключения нагрузки и зарядного устройства являются нетривиальной задачей. Предположим, что вам нужно питать нагрузку с мощностью 60 Вт.

Для упрощения рассмотрения вопроса пренебрежем потерями в преобразователе напряжения и стабилизаторе. В том случае, если вы работаете с обычным аккумулятором с напряжением 12 В, то управляющая электроника должна выдерживать ток в 5 А. Такие электронные приборы широко распространены и стоят недорого. Но совсем другая ситуация складывается при использовании суперконденсатора, напряжение на котором составляет 2,5 В. Тогда ток, протекающий через электронные компоненты преобразователя, может достигать 24 А, что требует новых подходов к схмотехнике и современной элементной базы. Именно сложностью с построением преобразователя и стабилизатора можно объяснить тот факт, что суперконденсаторы, серийный выпуск которых был начат еще в 70-х годах XX века, только сейчас стали широко использоваться в самых разных областях.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Принципиальная схема источника бесперебойного питания
напряжением на суперконденсаторах, основные узлы реализованы
на одной микосхеме производства LinearTechnology

Суперконденсаторы могут соединяться в батареи с использованием последовательного или параллельного соединения. В первом случае повышается максимально допустимое напряжение. Во втором случае — емкость. Повышение максимально допустимого напряжения таким способом является одним из способов решения проблемы, но заплатить за нее придется снижением емкости.

Размеры суперконденсаторов, естественно, зависят от их емкости. Типичный суперконденсатор емкостью 3000 Ф представляет собой цилиндр диаметром около 5 см и длиной 14 см. При емкости 10 Ф суперконденсатор имеет размеры, сопоставимые с человеческим ногтем.

Хорошие суперконденсаторы способны выдержать сотни тысяч циклов заряда-разряда, превосходя по этому параметру аккумуляторы примерно в 100 раз. Но, как и у электролитических конденсаторов, для суперконденсаторов стоит проблема старения из-за постепенной утечки электролита. Пока сколь-нибудь полной статистики выхода из строя суперконденсаторов по данной причине не накоплено, но по косвенным данным, срок службы суперконденсаторов можно приблизительно оценить величиной 15 лет.

Накапливаемая энергия

Количество энергии, запасенной в конденсаторе, выраженное в джоулях:

E = CU 2 /2,
где C — емкость, выраженная в фарадах, U — напряжение на обкладках, выраженное в вольтах.

Количество энергии, запасенной в конденсаторе, выраженное в кВтч, равно:

W = CU 2 /7200000

Отсюда, конденсатор емкостью 3000 Ф с напряжением между обкладками 2,5 В способен запасти в себе только 0,0026 кВтч. Как это можно соотнести, например, с литий-ионным аккумулятором? Если принять его выходное напряжение не зависящим от степени разряда и равным 3,6 В, то количество энергии 0,0026 кВтч будет запасено в литий-ионном аккумуляторе емкостью 0,72 Ач. Увы, весьма скромный результат.

Применение суперконденсаторов

Системы аварийного освещения являются тем местом, где использование суперконденсаторов вместо аккумуляторов дает ощутимый выигрыш. В самом деле, именно для этого применения характерна неравномерность разрядки. Кроме этого, желательно, чтобы зарядка аварийного светильника происходила быстро, и чтобы используемый в нем резервный источник питания имел большую надежность. Источник резервного питания на основе суперконденсатора можно встроить непосредственно в светодиодную лампу T8. Такие лампы уже выпускаются рядом китайских фирм.

Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть фото Конденсатор или аккумулятор что лучше. Смотреть картинку Конденсатор или аккумулятор что лучше. Картинка про Конденсатор или аккумулятор что лучше. Фото Конденсатор или аккумулятор что лучше

Грунтовый светодиодный светильник с питанием
от солнечных батарей, накопление энергии
в котором осуществляется в суперконденсаторе

Как уже отмечалось, развитие суперконденсаторов во многом связано с интересом к альтернативным источникам энергии. Но практическое применение пока ограничено светодиодными светильниками, получающими энергию от солнца.

Активно развивается такое направление как использование суперконденсаторов для запуска электрооборудования.

Суперконденсаторы способны дать большое количество энергии в короткий интервал времени. Запитывая электрооборудование в момент пуска от суперконденсатора, можно уменьшить пиковые нагрузки на электросеть и в конечном счете уменьшить запас на пусковые токи, добившись огромной экономии средств.

Соединив несколько суперконденсаторов в батарею, мы можем достичь емкости, сопоставимой с аккумуляторами, используемыми в электромобилях. Но весить эта батарея будет в несколько раз больше аккумулятора, что для транспортных средств неприемлемо. Решить проблему можно, используя суперконденсаторы на основе графена, но они пока существуют только в качестве опытных образцов. Тем не менее, перспективный вариант знаменитого «Ё-мобиля», работающий только от электричества, в качестве источника питания будет использовать суперконденсаторы нового поколения, разработка которых ведется российскими учеными.

Суперконденсаторы также дадут выигрыш при замене аккумуляторов в обычных машинах, работающих на бензине или дизельном топливе — их использование в таких транспортных средствах уже является реальностью.

Пока же самым удачным из реализованных проектов внедрения суперконденсаторов можно считать новые троллейбусы российского производства, вышедшие недавно на улицы Москвы. При прекращении подачи напряжения в контактную сеть или же при «слетании» токосъемников троллейбус может проехать на небольшой (порядка 15 км/ч) скорости несколько сотен метров в место, где он не будет мешать движению на дороге. Источником энергии при таких маневрах для него является батарея суперконденсаторов.

В общем, пока суперконденсаторы могут вытеснить аккумуляторы только в отдельных «нишах». Но технологии бурно развиваются, что позволяет ожидать, что уже в ближайшем будущем область применения суперконденсаторов значительно расширится.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *