ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบที่เก็บประจุไฟฟ้า หลักการเก็บพลังงานของตัวเก็บประจุทั่วไปและตัวเก็บประจุยิ่งยวด (EDLC) นั้นเหมือนกัน คือทั้งสองเก็บประจุในรูปของสนามไฟฟ้าสถิต แต่ตัวเก็บประจุยิ่งยวดเหมาะสมกว่าสำหรับการปล่อยและเก็บพลังงานอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมพลังงานที่แม่นยำและอุปกรณ์รับโหลดแบบทันที
ต่อไปนี้เราจะมาพูดถึงตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิมและตัวเก็บประจุยิ่งยวดหลักๆ กัน
| รายการเปรียบเทียบ | ตัวเก็บประจุแบบธรรมดา | ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ |
| ภาพรวม | ตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิมเป็นฉนวนไฟฟ้าสำหรับเก็บประจุไฟฟ้าสถิต ซึ่งอาจมีประจุถาวรและมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ถือเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ขาดไม่ได้ในด้านพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ | ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ คาปาซิเตอร์ไฟฟ้าเคมี คาปาซิเตอร์สองชั้น คาปาซิเตอร์ทองคำ คาปาซิเตอร์ฟาราเดย์ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมีที่พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 เพื่อเก็บพลังงานโดยการทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์มีขั้ว |
| การก่อสร้าง | ตัวเก็บประจุแบบทั่วไปประกอบด้วยตัวนำโลหะสองตัว (อิเล็กโทรด) ที่อยู่ใกล้กันในแนวขนานแต่ไม่สัมผัสกัน โดยมีฉนวนไดอิเล็กทริกคั่นอยู่ตรงกลาง | ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ประกอบด้วยอิเล็กโทรด สารละลายอิเล็กโทรไลต์ (ซึ่งประกอบด้วยเกลืออิเล็กโทรไลต์) และตัวกั้น (ที่ป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบสัมผัสกัน) ขั้วไฟฟ้าเหล่านี้เคลือบด้วยถ่านกัมมันต์ ซึ่งมีรูพรุนขนาดเล็กบนพื้นผิวเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของขั้วไฟฟ้าและประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้น |
| วัสดุไดอิเล็กทริก | อะลูมิเนียมออกไซด์ ฟิล์มโพลีเมอร์ หรือเซรามิก ถูกนำมาใช้เป็นฉนวนระหว่างขั้วไฟฟ้าในตัวเก็บประจุ | ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ไม่มีฉนวนไดอิเล็กทริก แต่ใช้ชั้นไฟฟ้าคู่ที่เกิดจากของแข็ง (อิเล็กโทรด) และของเหลว (อิเล็กโทรไลต์) ที่บริเวณรอยต่อแทนฉนวนไดอิเล็กทริก |
| หลักการทำงาน | หลักการทำงานของตัวเก็บประจุคือ ประจุจะเคลื่อนที่ด้วยแรงในสนามไฟฟ้า แต่เมื่อมีฉนวนอยู่ระหว่างตัวนำ ฉนวนจะขัดขวางการเคลื่อนที่ของประจุและทำให้ประจุสะสมอยู่บนตัวนำ ส่งผลให้เกิดการสะสมของประจุขึ้น | ในทางกลับกัน ซูเปอร์คาปาซิเตอร์สามารถกักเก็บพลังงานประจุสองชั้นได้โดยการทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์เกิดการโพลาไรซ์ รวมถึงประจุเสมือนคาปาซิเตอร์แบบรีดอกซ์ด้วย กระบวนการกักเก็บพลังงานของซูเปอร์คาปาซิเตอร์นั้นสามารถย้อนกลับได้โดยไม่ต้องอาศัยปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นจึงสามารถชาร์จและคายประจุซ้ำได้หลายแสนครั้ง |
| ความจุ | ความจุลดลง โดยทั่วไปแล้ว ค่าความจุของตัวเก็บประจุจะมีช่วงตั้งแต่ไม่กี่พิโคฟารัดไปจนถึงหลายพันไมโครฟารัด | ความจุมากขึ้น ตัวเก็บประจุยิ่งยวดมีความจุสูงมากจนสามารถใช้เป็นแบตเตอรี่ได้ ความจุของตัวเก็บประจุยิ่งยวดขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าและพื้นที่ผิวของขั้วไฟฟ้า ดังนั้นจึงมีการเคลือบขั้วไฟฟ้าด้วยถ่านกัมมันต์เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้ได้ความจุสูงขึ้น |
| ความหนาแน่นของพลังงาน | ต่ำ | สูง |
| พลังงานจำเพาะ | <0.1 Wh/กก. | 1-10 วัตต์-กิโลกรัม |
| กำลังจำเพาะ | 100,000+ วัตต์-กิโลกรัม | 10,000+ วัตต์-กิโลกรัม |
| เวลาในการชาร์จ/คายประจุ | โดยทั่วไปแล้ว เวลาในการชาร์จและคายประจุของตัวเก็บประจุแบบธรรมดาจะอยู่ที่ 10³-10⁶ วินาที | อัลตร้าคาปาซิเตอร์สามารถจ่ายประจุได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ โดยเร็วถึง 10 วินาที และเก็บประจุได้มากกว่าต่อปริมาตรหนึ่งหน่วยเมื่อเทียบกับคาปาซิเตอร์ทั่วไป นี่คือเหตุผลที่มันถูกจัดอยู่ระหว่างแบตเตอรี่และคาปาซิเตอร์แบบอิเล็กโทรไลติก |
| อายุการใช้งานของวงจรการชาร์จ/คายประจุ | สั้นกว่า | นานกว่า (โดยทั่วไป 100,000 รอบขึ้นไป สูงสุด 1 ล้านรอบ ใช้งานได้นานกว่า 10 ปี) |
| ประสิทธิภาพการชาร์จ/การคายประจุ | >95% | 85%-98% |
| อุณหภูมิในการทำงาน | -20 ถึง 70 องศาเซลเซียส | -40 ถึง 70 องศาเซลเซียส (คุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำมากดีกว่า และช่วงอุณหภูมิการใช้งานกว้างกว่า) |
| แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด | สูงกว่า | ต่ำกว่า (โดยทั่วไป 2.5 โวลต์) |
| ค่าใช้จ่าย | ต่ำกว่า | สูงกว่า |
| ข้อได้เปรียบ | การสูญเสียน้อยลง ความหนาแน่นของการรวมระบบสูง การควบคุมกำลังไฟฟ้าแอคทีฟและรีแอคทีฟ | อายุการใช้งานยาวนาน ความจุสูงพิเศษ เวลาในการชาร์จและคายประจุที่รวดเร็ว กระแสโหลดสูง ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น |
| แอปพลิเคชัน | ▶จ่ายไฟได้อย่างราบรื่น; ▶การแก้ไขค่าตัวประกอบกำลัง (PFC); ▶ตัวกรองความถี่, ตัวกรองความถี่สูง, ตัวกรองความถี่ต่ำ; ▶การเชื่อมต่อและการแยกสัญญาณ; ▶มอเตอร์สตาร์ทเตอร์; ▶อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและตัวกรองสัญญาณรบกวน ▶ออสซิลเลเตอร์ | ▶ยานพาหนะพลังงานใหม่ ทางรถไฟ และการใช้งานด้านการขนส่งอื่นๆ ▶เครื่องสำรองไฟ (UPS) ที่ใช้แทนชุดตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ ▶แหล่งจ่ายไฟสำหรับโทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป อุปกรณ์พกพา ฯลฯ ▶ไขควงไฟฟ้าแบบชาร์จไฟได้ สามารถชาร์จจนเต็มได้ภายในไม่กี่นาที; ▶ระบบไฟส่องสว่างฉุกเฉินและอุปกรณ์ปล่อยกระแสไฟฟ้าแรงสูง; ▶วงจรรวม (ICs), หน่วยความจำ RAM, CMOS, นาฬิกา และไมโครคอมพิวเตอร์ เป็นต้น |
หากคุณมีสิ่งใดเพิ่มเติมหรือข้อคิดเห็นอื่นๆ โปรดอย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา
วันที่โพสต์: 22 ธันวาคม 2021