Складирање на енергија во кондензатори: анализа на носителот и примена на енергијата на електричното поле
Како основен елемент за складирање на енергија во електронските кола, кондензаторите складираат енергија во форма на енергија од електрично поле. Кога двете плочи на кондензаторот се поврзани со извор на енергија, позитивните и негативните полнежи се собираат на двете плочи под дејство на силата на електричното поле, формирајќи потенцијална разлика и воспоставувајќи стабилно електрично поле во диелектрикот помеѓу плочите. Овој процес го следи законот за зачувување на енергијата. Акумулацијата на полнеж бара работа за да се надмине силата на електричното поле и на крајот складира енергија во форма на електрично поле. Капацитетот за складирање на енергија на кондензаторот може да се квантифицира со формулата E=21CV2, каде што C е капацитетот, а V е напонот помеѓу плочите.
Динамички карактеристики на енергијата на електричното поле
За разлика од традиционалните батерии кои се потпираат на хемиска енергија, складирањето на енергија кај кондензаторите е целосно базирано на дејството на физичките електрични полиња. На пример, електролитичкитекондензаторискладираат енергија преку ефектот на поларизација на оксидниот филм помеѓу плочите и електролитот, што е погодно за сценарија кои бараат брзо полнење и празнење, како што е филтрирање на енергија. Суперкондензаторите (како што се двослојните кондензатори) формираат двослојна структура преку интерфејсот помеѓу електродата со активен јаглен и електролитот, значително подобрувајќи ја густината на складирање на енергија. Неговите принципи се поделени во две категории:
Двослојно складирање на енергија: Полнежите се адсорбираат на површината на електродата со статички електрицитет, без хемиски реакции и имаат ултра-брзи брзини на полнење и празнење.
Фарадеев псевдокондензатор: Користи брзи редокс реакции на материјали како што е рутениум оксид за складирање на полнежи, со висока густина на енергија и висока густина на моќност.
Разновидност на ослободување на енергија и примена
Кога кондензаторот ослободува енергија, електричното поле може брзо да се претвори во електрична енергија за да се поддржат барањата за високофреквентен одзив. На пример, кај соларните инвертори, кондензаторите ги намалуваат флуктуациите на напонот и ја подобруваат ефикасноста на конверзијата на енергија преку функции за филтрирање и одвојување; во енергетските системи,кондензаториоптимизирајте ја стабилноста на мрежата со компензација за реактивната моќност. Суперкондензаторите се користат за моментално надополнување на моќноста и модулација на мрежната фреквенција на електричните возила поради нивните можности за милисекунден одзив.
Идни перспективи
Со пробивите во науката за материјали (како што се графенските електроди), густината на енергијата на кондензаторите продолжува да се зголемува, а нивните сценарија за примена се прошируваат од традиционалните електронски уреди до најсовремени области како што се новото складирање на енергија и паметните мрежи. Ефикасното користење на енергијата на електричното поле не само што го промовира технолошкиот напредок, туку стана и неопходен дел од трансформацијата на енергијата.
Време на објавување: 13 март 2025 година