Конденсатора не сажает аккумулятор

Почему вместо аккумулятора не используют конденсаторы?

Что если использовать электролитический конденсатор вместо аккумулятора ? Такое возможно, но есть одно слишком серьёзное препятствие — телефоны и электромобили совсем не смогут «держать заряд».

✅ Вопрос заслуживает внимания и рассматривается на уровне инженерных проектов и даже когда-то применялся на практике.

В качестве альтернативы аккумуляторам всерьёз рассматривают суперконденсаторы (так называемые двойные электрохимические ионисторы ). Но пока на текущем уровне технологического прогресса это допустимо лишь в определённых областях.

В чём плюсы конденсатора в сравнении с аккумулятором?

➕ Мгновенно. Ионистор отлично справляется с пиковым пусковым током, накапливая и отдавая энергию практически мгновенно.

➕ Быстро. Заряжается не за час-другой, а за считанные секунды (поэтому, например, NASA применяет суперконденсаторы в космосе).

➕ Безопасно. Накапливает заряд на твёрдых телах, когда как литиевые батареи — в процессе химических реакций (обычно жидкостных).

➕ Надёжно. Коммерческие суперконденсаторы гарантируют 1 миллион циклов заряда, когда как обычные аккумуляторы — в среднем 800-1200 циклов.

➕ КПД. Суперконденсаторы отдают энергию с эффективностью порядка 98%.

➕ Выносливо. Устойчивость к экстремальным температурам и физическим повреждениям.

В чём минусы конденсатора в сравнении с аккумулятором?

➖ Низкая ёмкость. Самый большой коммерческий суперконденсатор в фарадах (F) накапливает лишь 20% от электрической энергии в сравнимой батарее.

➖ Не держит. Аккумуляторы предлагают намного больше плотности энергии на единицу массы, обеспечивая долгую автономность без внешнего питания.

➖ Саморазряд. Степень саморазряда существенно превышает таковую у самого слабого аккумулятора.

➖ Малоприменим. В итоге даже самый мощный суперконденсатор (обеспечивающий лучшую величину энергии) не сможет дольше минуты питать «аварийку» у заглушенного автомобиля и подсветку экрана у работающего телефона.

И всё-таки, почему конденсатором нельзя заменить аккумулятор?

1️⃣ У них разные цели

В аккумуляторе намного больше запасается энергии, а это самая важная его цель — не разряжаться как можно дольше в бытовых приборах, в потребительской электронике и автомобилях.

2️⃣ У конденсатора саморазряд

В аккумуляторах он тоже есть, но в значительной меньшей степени проявляется. Суперконденсаторы быстро заряжаются и быстро отдают заряд — для длительного хранения энергии они не подходят ещё и по причине утечек.

3️⃣ Разное напряжение

В то время, пока аккумулятор поддерживает ваш телефон в рабочем состоянии, напряжение практически не меняется. Конденсатор изменяет напряжение в зависимости от накопленного заряда — цифры меняются в значительных пределах, что неприемлемо для чувствительной мобильной электроники, например.

💡 В этой статье автор рассматривает тему суперконденсаторов в максимально упрощённом варианте для массовой публики.

Если вас интересует, например, подробная возможность установки конденсаторов вместо аккумуляторов в RAID-контроллерах , то напишите об этом в комментарии.

Также по вопросам замены элементов питания в вашей электронике пишите:
• Вконтакте ,
• Одноклассники ,
• Facebook ,
• на email .
Или звоните по бесплатному в России телефону 📞 8 (800) 555-86- 57 .

Источник

Форум по автобезопасности —
автосигнализации

Форум Авто Сигнализаций > Автосигнализации, иммобилайзеры, механическая защита > Тематические разделы продукции основных вендоров > Pandora, Pandect Конденсатор вместо резервного аккумулятора

—>

Всем доброго дня!

Прошу высказать ваше мнение о возможности установки конденсатора большой емкости вместо резервного аккумулятора

Решаемая задача — обеспечение питания системы в течении трех десятков секунд, необходимых для совершения звонка о потере питания (подачи тревожного сигнала на брелок)

Прошу высказать ваши мнения на этот счет

Проблема в небольшом количестве энергии которое можно запасти в доступных по емкости и габаритах конденсаторах, либо применять суперконденсаторы ионисторы, но придется городить драйвер преобразователь, т.к ионисторы, имеют как правило, низкое рабочее напряжение.
По расчетам получается так:
1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд в 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

1 Ф = 1 Кл/1 В = I·T/U

Ф = АІ · с4 · кг−1 · м−2 = Дж2/В = Кл2/Дж = А · с / В = с/Ом.

Таким образом, конденсатор ёмкостью 1Ф, при идеальных условиях, может отдать ток 1А при напряжении 1В в течение 1с или 1 Вт.
Для работы GSM несколько секунд необходима мощность в несколько Ватт, плюс питание самой системы, плюс потери, в итоге потребуется емкость больше 10 фарад, плюс к нему продвинутый драйвер DC-DC, с широким диапазоном входных рабочих напряжений, ибо при разряде конденсатора, напряжение на нем падает линеинно.
ИМХО, покуда это сложно и дорого технически реализовать, но прогресс в суперконденсаторах двигается, может когда-нибудь увидим устройство с резервом на конденсаторах.

В некоторых маломощных устройствах ионисторы, в качестве резервных источников питания, давно и успешно применяются, я помню еще в древних видеомагнитофонах в схемах таймеров и часов реального времени стояли ионисторы 0,5 — 1Ф. Сенйчас в телефонах и прочей технике можно встретить, но опять, лишь резерв реального времени, либо для бэкапа CMOS памяти.

Источник

Конденсатор вместо аккумулятора в авто: можно ли заменить?

Производители вполне серьезно рассматривают замену аккумулятора суперконденсатором или двойным электрохимическим ионистером. Вопрос прорабатывается инженерами и даже когда-то применялся в практических целях. Сейчас использование такого устройства ограничено в областях применения техническим прогрессом. Так можно ли заменить АКБ автомобиля конденсатором? При каких условиях? На это и многое другое дадим ответы в нашей статье.

Плюсы и минусы конденсатора по сравнению с аккумулятором

АКБ и конденсатор — это устройства, которые накапливают электричество от генератора тока, отдают при необходимости, например, для запуска автомобиля. Каковы же достоинства, недостатки конденсатора по сравнению с аккумулятором?

1. Ионистер отдает пиковый ток практически мгновенно.
2. Заряжается суперконденсатор буквально за секунды. Недаром NASA использует их в космическом пространстве.
3. Безопаснее жидкостного аккумулятора. В отличие от литиевых, свинцовых батарей, заряд накапливается на твердом теле.
4. Надежно и долговечно. Конденсаторы позволяют производить до миллиона перезарядок. Вместо 1—2 тысяч у электрохимических батарейных АКБ.
5. Эффективность отдачи энергии 98 %.
6. Ионистеры устойчивы к экстремально низким или высоким температурам, механическим повреждениям.

Недостатки в сравнении с АКБ:

1. Большой коммерческий суперконденсатор накапливает лишь 20 % от энергии АКБ похожего размера.
2. Малая плотность энергии на единицу массы.
3. Низкая автономность без внешнего питания.
4. Высокая скорость саморазряда.
5. Самый мощный ионистер не сможет питать бортовую сеть даже в течение нескольких минут.

Почему конденсатор редко используют вместо аккумулятора

Есть одно серьезное препятствие на пути использования этого средства запуска. Конденсаторы «не держат заряд».

У аккумулятора и конденсатора изначально разные цели использования. АКБ должен как можно более длительное время не разряжаться, выдавая энергию по частям. Если по какой-то причине генератор выйдет из строя, то аккумулятор позволит проехать машине около получаса. То есть она гарантированно доберется до дома или СТО. С ионистерами этот фокус не пройдет.

Разряд конденсатора будет постоянным из-за утечек, работы элементов бортовой сети даже при ожидании.

Величина напряжения у аккумулятора практически неизменна при полностью заряженном и полуразряженном состоянии. Кондер меняет напряжение от силы заряда. Иногда в очень широких пределах, что вредно для бортовой электроники.

Как заменить

Заменить АКБ как стартовое устройство, реально. Берем суперконденсаторы БУ Maxwell 1200F. Сборка из 6 штук по 200 фарад каждый, 2,7 вольт на один конденсатор.

Общий вольтаж системы — 16,2 вольт.

1. Срок службы около от 10 лет гарантированно.
2. Миллион циклов перезарядки.
3. Ток максимальный — 930 А.
4. Температура работы от -45 до +65 градусов.

За сутки напряжение на заряженном устройстве снижается с 14,7 вольт до 12,3 вольт. Потом разряжается все медленнее и через 6 месяцев остается 9 вольт.

При установке на Хонду Фит одного такого устройства без аккумулятора, заряженного до 14,5 вольт, конденсатора хватает на 3 ч. После этого напряжение падает до 11,5 единиц. Если установить автозапуск по падению напряжения, автомобиль автоматически запустится и генератор зарядит конденсатор.

Гибридная связка менее мощного аккумулятора с конденсаторной сборкой будет крутить стартер бодрее при низких температурах.

Использование суперконденсаторов позволит запустить машину даже с «дохлым» АКБ. Поддержание заряда суперконденсаторов не требует мощного аккумулятора. Если кондеры подключить параллельно с АКБ автомобиля, то срок службы аккумулятора возрастет многократно. Токовый удар сгладится.

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.

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.

[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