सुपरकैपेसिटर क्या है - कार्य करना और उसके अनुप्रयोग

एक साधारण निष्क्रिय तत्व जो स्टोर कर सकता है विद्युतीय ऊर्जा , जब एक वोल्टेज स्रोत को लागू किया जाता है, तो संधारित्र कहा जाता है। इसकी प्लेटों में संभावित अंतर पैदा करके विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने की क्षमता या क्षमता है, और यह एक रिचार्जेबल की तरह व्यवहार करता है बैटरी । संधारित्र में दो समानांतर प्रवाहकीय प्लेट होते हैं, जो एक दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं। प्लेट्स को ढांकता हुआ एक इन्सुलेट सामग्री द्वारा अलग किया जाता है, जिसे वैक्स पेपर, सिरेमिक, माइका प्लास्टिक या तरल जेल कहा जाता है। इस इन्सुलेट सामग्री के कारण, दिष्ट विद्युत धारा संधारित्र के माध्यम से प्रवाह नहीं हो सकता। यह करंट के प्रवाह को रोकता है और संधारित्र इसकी आपूर्ति वोल्टेज तक चार्ज करता है और एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है। जब संधारित्र का उपयोग एसी सर्किट में किया जाता है, तो धारा का प्रवाह संधारित्र के माध्यम से सीधा होता है जिसमें कोई ब्लॉक नहीं होता है। संधारित्र की विद्युत संपत्ति समाई है और इसे फराड्स (एफ) में मापा जाता है। ढांकता हुआ पर निर्भर करता है, संधारित्र के समाई विभिन्न। एक संधारित्र है जिसमें सबसे अधिक भंडारण क्षमता है। ऐसा ही एक सुपर कैपेसिटर है। इस लेख में सुपरकैपेसिटर के अवलोकन पर चर्चा की गई है।

सुपरकैपेसिटर क्या है?

परिभाषा: एक सुपरकैपेसिटर को अल्ट्राकैपसिटर या उच्च क्षमता वाला भी कहा जाता है संधारित्र या डबल-परत इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर जो इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की तुलना में ऊर्जा की बड़ी मात्रा को लगभग 10 से 100 गुना अधिक ऊर्जा स्टोर कर सकता है। यह बैटरी की तुलना में व्यापक रूप से पसंद किया जाता है क्योंकि इसकी चार्जिंग क्षमता और ऊर्जा की तेजी से डिलीवरी होती है। इसमें रिचार्जेबल बैटरी की तुलना में अधिक चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्र हैं। ये आधुनिक समय में औद्योगिक और आर्थिक लाभ के लिए विकसित किए गए हैं। इस संधारित्र की धारिता को फैराड (F) में भी मापा जाता है। इस संधारित्र का मुख्य लाभ इसकी दक्षता और उच्च-ऊर्जा भंडारण क्षमता है।

सुपर संधारित्र

सुपरकैपेसिटर का काम करना

एक सामान्य संधारित्र के समान, सुपरकैपेसिटर में एक बड़े क्षेत्र के साथ दो समानांतर प्लेट भी होते हैं। लेकिन अंतर यह है, प्लेटों के बीच की दूरी छोटी है। प्लेटें धातुओं से बनी होती हैं और इलेक्ट्रोलाइट्स में भिगो जाती हैं। प्लेटों को एक पतली परत द्वारा अलग किया जाता है जिसे इन्सुलेटर कहा जाता है।

सुपरकैपेसिटर-प्रतीक

जब दोनों तरफ विपरीत आवेश बनते हैं इन्सुलेटर , एक इलेक्ट्रिक डबल लेयर बनाई जाती है और प्लेट्स को चार्ज किया जाता है। इसलिए सुपरकैपेसिटर को चार्ज किया जाता है और उच्च समाई होती है। इन कैपेसिटर का उपयोग उच्च शक्ति प्रदान करने और कम प्रतिरोध के साथ उच्च लोड धाराओं को सक्षम करने के लिए किया जाता है। सुपरकैपेसिटर की लागत इसकी उच्च चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कैपेसिटी के कारण अधिक है।

प्लेटों को बदलने पर एक इलेक्ट्रिक-डबल लेयर बनाई जाती है और प्लेटों के दोनों तरफ विपरीत चार्ज बनते हैं। इसलिए सुपरकैपेसिटर को डबल-लेयर कैपेसिटर या इलेक्ट्रिक डबल-लेयर भी कहा जाता है संधारित्र (EDLC'S) जब प्लेटों का क्षेत्र बढ़ता है और प्लेटों के बीच की दूरी कम हो जाती है, तो संधारित्र की समाई बढ़ जाती है।

सुपरकैपेसिटर-काम कर रहा है

जब सुपरकैपेसिटर को चार्ज नहीं किया जाता है, तो सभी चार्ज सेल के भीतर बेतरतीब ढंग से वितरित किए जाते हैं। जब सुपरकैपेसिटर को चार्ज किया जाता है, तो सभी सकारात्मक चार्ज नकारात्मक टर्मिनल की ओर आकर्षित होते हैं और नकारात्मक चार्ज पॉजिटिव टर्मिनल के लिए आकर्षित होते हैं। आमतौर पर, सुपरकैपेसिटर 420F समाई, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के साथ वर्तमान 4-2Amps के साथ -22 डिग्री सेंटीग्रेड के कमरे के तापमान के साथ उपलब्ध हैं।

कैसे एक Supercapacitor चार्ज करने के लिए?

सुपरकैपेसिटर में आत्म-निर्वहन क्षमता और असीमित चार्ज-डिस्चार्जिंग चक्र है। इस प्रकार के कैपेसिटर कम वोल्टेज (2-3 वोल्ट) के साथ काम कर सकते हैं और उच्च वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है, जिसका उपयोग शक्तिशाली उपकरण में किया जाता है। यह बैटरी की तुलना में तुरंत और अधिक तेज़ी से अधिक ऊर्जा और रिलीज़ स्टोर कर सकता है।

जब यह संधारित्र सर्किट या डीसी वोल्टेज स्रोत से जुड़ा होता है, तो प्लेट्स चार्ज होते हैं और विभाजक के दोनों किनारों पर विपरीत चार्ज बनते हैं, जो एक डबल-लेयर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर बनाता है।

सुपरकैपेसिटर को चार्ज करने के लिए, वोल्टेज स्रोत के सकारात्मक पक्ष को सुपरकैपेसिटर के सकारात्मक टर्मिनल से कनेक्ट करें और वोल्टेज स्रोत के नकारात्मक पक्ष को सुपरकैपेसिटर के नकारात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है।

यदि सुपरकैपेसिटर 15 वोल्ट के वोल्टेज स्रोत से जुड़ा है, तो यह 15 वोल्ट तक चार्ज करता है। चूंकि वोल्टेज को लागू वोल्टेज स्रोत से आगे बढ़ाया जाता है, सुपरकैपेसिटर क्षतिग्रस्त हो सकता है। इसलिए, रोकनेवाला वोल्टेज स्रोत और संधारित्र के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है ताकि संधारित्र के माध्यम से प्रवाह की वर्तमान मात्रा में कमी आए और यह क्षतिग्रस्त न हो।

सुपरकैपेसिटर के लिए निरंतर वर्तमान आपूर्ति और सीमित वोल्टेज की आपूर्ति उपयुक्त है। जब वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ाया जाता है, तो संधारित्र के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की मात्रा बदल जाती है। पूरी तरह से चार्ज किए गए मोड में, वर्तमान डिफ़ॉल्ट रूप से गिरता है।

सुपरकैपेसिटर बनाम बैटरी

बैटरी का उपयोग विशिष्ट मात्रा और वजन के साथ व्यापक रूप से किया जाता है, इसमें बेहतर ऊर्जा घनत्व भी होता है। सुपरकैपेसिटर उच्च शक्ति घनत्व वाले उच्च क्षमता वाले कैपेसिटर हैं। जब बैटरी की तुलना की जाती है, तो सुपरकैपेसिटर में एक तेज चार्जिंग-डिस्चार्जिंग क्षमता होती है, जो कम-उच्च तापमान, उच्च विश्वसनीयता और कम प्रतिबाधा को संभाल सकता है।

बैटरी की लागत कम है जबकि एक सुपरकैपेसिटर की लागत अधिक है। सुपरकैपेसिटर की स्व-निर्वहन क्षमता होती है। बैटरी में, ऑपरेटिंग वोल्टेज चार्जिंग और डिस्चार्जिंग मोड को निर्धारित करता है। सुपरकैपेसिटर में, स्वीकार्य वोल्टेज प्लेटों के बीच उपयोग की जाने वाली ढांकता हुआ सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है। और संधारित्र में इलेक्ट्रोलाइट भी समाई को बढ़ा सकता है।

बैटरी सीसा-एसिड बैटरी, नी-एमएच, ली-पो, ली-आयन, एलएमपी, आदि में उपलब्ध हैं। सुपरकैपेसिटर कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट, जलीय इलेक्ट्रोलाइट, आयनिक तरल, हाइब्रिड, और छद्म एस्कैपिटर्स के साथ उपलब्ध हैं। बैटरियों का उपयोग बड़ी मात्रा में ऊर्जा को स्टोर करने के लिए किया जाता है और उच्च शक्ति घनत्व देने के लिए सुपरकैपेसिटर का उपयोग किया जाता है।

एक सुपरकैपेसिटर का उपयोग करके सौर इन्वर्टर

सौर पलटनेवाला सिंचाई, बाड़, आदि में किसानों के लिए उपयोगी है। सौर पलटनेवाला सौर प्लेटों और का उपयोग करता है सौर ऊर्जा इन प्लेटों से प्राप्त बैटरी को संग्रहित किया जाता है। पूर्ण सौर पलटनेवाला प्रणाली में किसान के उद्देश्य के अनुसार बैटरी की चार्जिंग को नियंत्रित करने के लिए चालू / बंद है।

सौर-इन्वर्टर-उपयोग-सुपरकैपेसिटर

सुपरकैपेसिटर का उपयोग करते हुए सौर पलटनेवाला के ब्लॉक आरेख में,

• सौर पेनल
• पल्स उत्पन्न करने वाला
• आगे आना परिवर्तक
• MOSFET
• चालु / बंद स्विच
• सुपरकैपेसिटर और
• फिर से चार्ज करने लायक संप्रहार

जब बैटरी की लीड पल्स से जुड़ी होती हैं जनक और MOSFET की ओर, यह विभिन्न आवृत्तियों पर ON / OFF दालों को उत्पन्न करने में सक्षम है। दालों को कदम-कदम पर खिलाया जाता है ट्रांसफार्मर कम एसी वोल्टेज प्राप्त करने के लिए। इस AC वोल्टेज का उपयोग खेती के दौरान विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। सुपरकैपेसिटर का उपयोग पूरी प्रक्रिया में उच्च शक्ति को नष्ट करने, तेजी से चार्ज करने और सौर ऊर्जा के भंडारण और बैटरी जीवन को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

सौर प्लेटों के आयामों को बढ़ाकर सौर प्लेटों की उत्पादन ऊर्जा को बढ़ाया जा सकता है।

अनुप्रयोग

सुपरकैपेसिटर के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं।

• उच्च शक्ति और पुल बिजली अंतराल देने के लिए
• औद्योगिक और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग
• पवन टर्बाइन, इलेक्ट्रिक और हाइब्रिड वाहनों में उपयोग किया जाता है
• त्वरण में शक्ति जारी करने के लिए पुनर्योजी ब्रेक लगाना
• स्टार्ट-स्टॉप सिस्टम में बिजली शुरू करने के लिए
• ऊर्जा ग्रिड में वोल्टेज को विनियमित करें
• कम भार और भारित भार में शक्ति को पकड़ने और सहायता करने के लिए
• एक त्वरित निर्वहन स्थिति में शक्ति का बैक-अप।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। क्या सुपरकैपेसिटर बैटरी बदल सकते हैं?

उच्च शक्ति घनत्व देने के लिए, और सरल और सबसे तेज़ चार्जिंग उद्देश्यों के लिए, सुपरकैपेसिटर बैटरी को बदल सकते हैं।

२)। सुपरकैपेसिटर कितनी ऊर्जा स्टोर कर सकता है?

सुपरकैपेसिटर 5.5 वोल्ट की आपूर्ति के लिए 22.7 जूल की अधिकतम मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत करता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की तुलना में यह प्रति यूनिट द्रव्यमान या वॉल्यूम में 10-100 गुना अधिक ऊर्जा संग्रहीत करता है

३)। बैटरी और सुपरकैपेसिटर में क्या अंतर है?

बैटरियों का उपयोग उच्च ऊर्जा को स्टोर करने के लिए किया जाता है और सुपरकैपेसिटर में उच्च शक्ति घनत्व होता है।
सुपरकैपेसिटर का उपयोग बिजली को जल्दी से स्टोर और रिलीज करने के लिए किया जाता है जबकि बैटरी ऊर्जा को लंबे समय तक संग्रहीत करती है।

4)। सुपरकैपेसिटर कब तक चार्ज लगा सकता है?

सुपरकैपेसिटर का चार्जिंग समय 1-10 सेकंड है जब 10-60 मिनट की तुलना में पूरी तरह से चार्ज बैटरी तक पहुंच जाता है। यह असीमित चार्ज-डिस्चार्जिंग साइकल के साथ 10,000W / किग्रा बचाता है।

५)। बैटरी के बजाय कैपेसिटर का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?

कैपेसिटर विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं और हजारों चार्ज-डिस्चार्जिंग चक्र होते हैं। जब बैटरी लगातार चालू होती है तो बैटरी स्थिर रहती है और इसमें निरंतर बिजली का उत्पादन होता है। जबकि संधारित्र का वोल्टेज एक स्थिर धारा पर रैखिक रूप से गिराया जाता है, बिजली उत्पादन भी कम हो जाता है। इसलिए, संधारित्र को बैटरी से बदला नहीं जा सकता है। एक वोल्टेज रेगुलेटर सर्किट का उपयोग बैटरी के साथ संधारित्र को बदलने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार, यह सब के बारे में है सुपरकैपेसिटर का अवलोकन । इनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ-साथ औद्योगिक अनुप्रयोगों में भी किया जाता है। यहां आपके लिए एक सवाल है कि सुपरकैपेसिटर का कार्य क्या है?