Кондензатори имају бројна одлична својства. Они складиште енергију као електрични набој, а не као хемијску енергију, на пример. Ово обично омогућава готово тренутно време пуњења и веома високе вршне излазне струје. Могу да издрже стотине хиљада циклуса пуњења и пражњења, уместо стотина циклуса за батерије са пуним циклусом пуњења. Па у чему је проблем?
Батерија пружа прилично константан напон током дугог века трајања. У зависности од уређаја, можете имати проблема са перформансама близу потпуног испражњења. Паметни телефони, на пример, прелазе у режим уштеде енергије. То није само да би их дуже одржали у раду, већ и да би се спречило тренутно искључивање без упозорења.
Као што видите, напон опада како се батерија приближава исцрпљености. У вашем телефону постоји коло за конверзију снаге, део целокупног управљања напајањем, које ради на претварању не баш константне снаге батерије у веома чврсто регулисану снагу система (вероватно гомила различитих напона). Имајте на уму да овде постоји важна веза: снага=струја∗напон. Дакле, да би се одржала иста снага, како напон опада, моје коло мора да црпи више струје.
Свака батерија има мали унутрашњи отпор, и због друге везе, назване Омов закон, знате да ће доћи до пада напона у батерији. На цртежу, Vout=V0−r∗I, где је I струја. Дакле, како мој V0 опада и моје коло за управљање напајањем мора да црпи више струје да би испоручило исту снагу, излазни напон батерије опада још брже. Ово је ограничило максималну излазну струју батерије, а такође значи да се она прилично брзо празни када је близу исцрпљености.
Али излазни напон, вршна струја и укупна снага у кондензатору експоненцијално опадају током времена. Кондензатор има једну предност: складишти електрично наелектрисање, уместо да га претвара у хемијско наелектрисање као у батерији, тако да иако постоји унутрашњи отпор, он је мали и обично се може занемарити. Кондензатори могу да обезбеде веома, веома високе струје током кратког времена.
Али за напајање нечега, они су проблематични. Сетите се моје жеље да одржавам константну снагу у свом систему за управљање напајањем, и то је снага = струја * напон. Како нам напон брзо пада, морамо то надокнадити брзо растућом струјом да бисмо испоручили исту снагу. Веома високе струје доводе до много скупљег кола, већих компоненти за конверзију снаге, већег губитка снаге на штампаним плочама итд... исти основни проблем који батерија има при крају, само што се ово почиње дешавати веома рано у корисном веку трајања кондензатора. А како се кондензатор празни, вршна струја, иако је још увек релативно висока, такође опада.
Други проблем је што модерни ултракондензатори имају много нижу специфичну енергију од батерија. Најбољи ултракондензатори на тржишту подносе 8-10 Wh/kg, већина има око 5 Wh/kg. Најбоље литијум-јонске батерије испоручују близу 200 Wh/kg, многе формулације могу достићи преко 100 Wh/kg. Дакле, потребна вам је око 20 пута већа тежина да бисте користили ултракондензаторе. Али могуће и више, јер ће у неком тренутку током пражњења, у зависности од примене, напон пасти прениско да би био употребљив, остављајући енергију неискоришћеном. Такође, за разлику од традиционалнијих кондензатора, ултракондензатори такође имају релативно висок унутрашњи отпор. Стога не могу нужно да подрже велику размену напона за струју.
Затим, ту је и самопражњење: колико брзо струја „цури“ из уређаја за складиштење. Једине NiMh ћелије су робусне, али самопражњење је чак 20–30% месечно. Литијум-јонске ћелије смањују ово на око <2% месечно у зависности од специфичне Литијум-јонске технологије, можда 3% у неким системима, у зависности од оптерећења за праћење батерије. Данашњи ултракондензатори губе чак 50% напуњености у првом месецу. То можда није важно у уређају који се пуни свакодневно, али апсолутно ограничава случајеве употребе кондензатора у односу на батерије, барем док се не створе бољи дизајни.
А пошто вам је потребно толико много, тренутна цена ултракондензатора може бити 6 пута до 20 пута већа од цене батерија. Ако вашој апликацији треба веома мала излазна снага, посебно са веома кратким високим струјним ударима, ултракондензатор може бити опција. У супротном, неће бити замена за батерије у блиској будућности.
За примене са високом струјом, попут електричних аутомобила, још увек није корисно разматрање, као самостални систем. Иако системи који користе и ултракондензаторе и батерије могу бити убедљиви, јер су њихове разлике веома комплементарне, висок пренос струје и дуг век трајања кондензатора у односу на високу специфичну енергију/густину енергије батерије. И улаже се много труда у прављење много бољих ултракондензатора, као и много бољих батерија. Тако да можда једног дана ултракондензатор преузме више типичних задатака батерије.
чланак са: https://qr.ae/pCacU0
Време објаве: 06.01.2026.