సూపర్ కెపాసిటర్ అంటే ఏమిటి - పని మరియు దాని అనువర్తనాలు

నిల్వ చేయగల సాధారణ నిష్క్రియాత్మక మూలకం విద్యుశ్చక్తి , వర్తించే వోల్టేజ్ మూలాన్ని కెపాసిటర్ అంటారు. దాని పలకలలో సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేయగల సామర్థ్యం లేదా సామర్థ్యం ఉంది మరియు ఇది పునర్వినియోగపరచదగినదిగా ప్రవర్తిస్తుంది బ్యాటరీ . కెపాసిటర్ రెండు సమాంతర వాహక పలకలను కలిగి ఉంటుంది, అవి ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడవు. ప్లేట్లు డైలెక్ట్రిక్ అని పిలువబడే ఇన్సులేటింగ్ పదార్థం ద్వారా వేరు చేయబడతాయి, ఇది మైనపు కాగితం, సిరామిక్, మైకా ప్లాస్టిక్ లేదా లిక్విడ్ జెల్. ఈ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థం కారణంగా, ది DC కరెంట్ కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవహించదు. ఇది కరెంట్ ప్రవాహాన్ని అడ్డుకుంటుంది మరియు కెపాసిటర్ దాని సరఫరా వోల్టేజ్ వరకు ఛార్జ్ చేస్తుంది మరియు అవాహకం వలె పనిచేస్తుంది. ఎసి సర్క్యూట్లలో కెపాసిటర్ ఉపయోగించినప్పుడు, కరెంట్ ప్రవాహం కెపాసిటర్ ద్వారా బ్లాక్స్ లేకుండా నేరుగా ఉంటుంది. కెపాసిటర్ యొక్క విద్యుత్ ఆస్తి కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇది ఫరాడ్స్ (ఎఫ్) లో కొలుస్తారు. విద్యుద్వాహకముపై ఆధారపడి, కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ వివిధ. ఒక కెపాసిటర్ ఉంది, ఇది అత్యధిక నిల్వ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. అలాంటి వాటిలో ఒకటి సూపర్ కెపాసిటర్. ఈ వ్యాసం సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: సూపర్ కెపాసిటర్‌ను అల్ట్రాకాపాసిటర్ లేదా అధిక సామర్థ్యం అని కూడా పిలుస్తారు కెపాసిటర్ లేదా ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లతో పోల్చినప్పుడు పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని దాదాపు 10 నుండి 100 రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని నిల్వ చేయగల డబుల్ లేయర్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్. బ్యాటరీల కంటే ఇది వేగంగా ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది ఎందుకంటే దాని వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ సామర్థ్యం మరియు శక్తిని వేగంగా పంపిణీ చేస్తుంది. ఇది పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీల కంటే ఎక్కువ ఛార్జింగ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాలను కలిగి ఉంది. పారిశ్రామిక మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాల కోసం ఆధునిక కాలంలో వీటిని అభివృద్ధి చేస్తారు. ఈ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ ఫరాడ్ (ఎఫ్) లో కూడా కొలుస్తారు. ఈ కెపాసిటర్ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం దాని సామర్థ్యం మరియు అధిక శక్తి నిల్వ సామర్థ్యం.

సూపర్ కెపాసిటర్

సూపర్ కెపాసిటర్ వర్కింగ్

సాధారణ కెపాసిటర్ మాదిరిగానే, సూపర్ కెపాసిటర్‌లో పెద్ద వైశాల్యంతో రెండు సమాంతర పలకలు కూడా ఉన్నాయి. కానీ తేడా ఏమిటంటే, ప్లేట్ల మధ్య దూరం చిన్నది. ప్లేట్లు లోహాలతో తయారవుతాయి మరియు ఎలక్ట్రోలైట్లలో ముంచబడతాయి. ప్లేట్లు ఇన్సులేటర్ అని పిలువబడే సన్నని పొరతో వేరు చేయబడతాయి.

సూపర్ కెపాసిటర్-గుర్తు

రెండు వైపులా వ్యతిరేక ఛార్జీలు ఏర్పడినప్పుడు అవాహకం , ఎలక్ట్రిక్ డబుల్ లేయర్ ఏర్పడుతుంది మరియు ప్లేట్లు ఛార్జ్ చేయబడతాయి. అందువల్ల సూపర్ కెపాసిటర్ ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు అధిక కెపాసిటెన్స్ కలిగి ఉంటుంది. ఈ కెపాసిటర్లు అధిక శక్తిని అందించడానికి మరియు తక్కువ నిరోధకతతో అధిక లోడ్ ప్రవాహాలను ప్రారంభించడానికి ఉపయోగిస్తారు. సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క ధర ఎక్కువ ఎందుకంటే దాని అధిక ఛార్జింగ్ మరియు ఉత్సర్గ కెపాసిటెన్స్.

ప్లేట్లు మారినప్పుడు మరియు ప్లేట్ల యొక్క రెండు వైపులా వ్యతిరేక ఛార్జీలు ఏర్పడినప్పుడు విద్యుత్-డబుల్ పొర సృష్టించబడుతుంది. అందువల్ల సూపర్ కెపాసిటర్లను డబుల్ లేయర్ కెపాసిటర్లు లేదా ఎలక్ట్రిక్ డబుల్ లేయర్ అని కూడా పిలుస్తారు కెపాసిటర్లు (EDLC’S). ప్లేట్ల విస్తీర్ణం పెరిగినప్పుడు మరియు ప్లేట్ల మధ్య దూరం తగ్గినప్పుడు, అప్పుడు కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ పెరుగుతుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్-వర్కింగ్

సూపర్ కెపాసిటర్ ఛార్జ్ చేయబడనప్పుడు, అన్ని ఛార్జీలు సెల్ లోపల యాదృచ్ఛికంగా పంపిణీ చేయబడతాయి. సూపర్ కెపాసిటర్ ఛార్జ్ అయినప్పుడు, అన్ని పాజిటివ్ ఛార్జీలు నెగటివ్ టెర్మినల్‌కు ఆకర్షించబడతాయి మరియు నెగటివ్ ఛార్జీలు పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కు ఆకర్షించబడతాయి. సాధారణంగా, సూపర్ కెపాసిటర్లు 420 ఎఫ్ కెపాసిటెన్స్‌తో లభిస్తాయి, -22 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్ గది ఉష్ణోగ్రతతో ప్రస్తుత 4-2 యాంప్స్‌ను ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ చేస్తాయి.

సూపర్ కెపాసిటర్‌ను ఎలా ఛార్జ్ చేయాలి?

సూపర్ కెపాసిటర్ స్వీయ-ఉత్సర్గ సామర్థ్యం మరియు అపరిమిత ఛార్జింగ్-ఉత్సర్గ చక్రాలను కలిగి ఉంది. ఈ రకమైన కెపాసిటర్లు తక్కువ వోల్టేజ్‌లతో (2-3 వోల్ట్‌లు) పనిచేయగలవు మరియు అధిక వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి సిరీస్‌లో అనుసంధానించవచ్చు, ఇది శక్తివంతమైన పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది బ్యాటరీలతో పోల్చినప్పుడు ఎక్కువ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది మరియు తక్షణమే మరియు త్వరగా విడుదల చేస్తుంది.

ఈ కెపాసిటర్ సర్క్యూట్ లేదా డిసి వోల్టేజ్ మూలానికి అనుసంధానించబడినప్పుడు, ప్లేట్లు ఛార్జీలు మరియు సెపరేటర్ యొక్క రెండు వైపులా వ్యతిరేక ఛార్జీలు ఏర్పడతాయి, ఇది డబుల్ లేయర్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్‌ను ఛార్జ్ చేయడానికి, వోల్టేజ్ మూలం యొక్క పాజిటివ్ సైడ్‌ను సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కు కనెక్ట్ చేయండి మరియు వోల్టేజ్ సోర్స్ యొక్క నెగటివ్ సైడ్ సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్ 15 వోల్ట్ల వోల్టేజ్ మూలానికి అనుసంధానించబడి ఉంటే, అది 15 వోల్ట్ల వరకు ఛార్జ్ చేస్తుంది. అనువర్తిత వోల్టేజ్ మూలానికి మించి వోల్టేజ్ పెరిగినందున, సూపర్ కెపాసిటర్ దెబ్బతినవచ్చు. కాబట్టి, కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహాన్ని తగ్గించడానికి రెసిస్టర్ వోల్టేజ్ సోర్స్ మరియు కెపాసిటర్‌తో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు అది దెబ్బతినదు.

స్థిరమైన ప్రస్తుత సరఫరా మరియు పరిమిత వోల్టేజ్ సరఫరా సూపర్ కెపాసిటర్కు అనుకూలంగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ క్రమంగా పెరిగినప్పుడు, కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహం మొత్తం మారుతుంది. పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన మోడ్‌లో, ప్రస్తుత అప్రమేయంగా పడిపోతుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్ Vs బ్యాటరీ

బ్యాటరీలను నిర్దిష్ట వాల్యూమ్ మరియు బరువుతో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు, మంచి శక్తి సాంద్రత కూడా ఉంటుంది. సూపర్ కెపాసిటర్లు అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన అధిక సామర్థ్యం గల కెపాసిటర్లు. బ్యాటరీతో పోల్చినప్పుడు, సూపర్ కెపాసిటర్ వేగంగా ఛార్జింగ్-ఉత్సర్గ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, తక్కువ-అధిక ఉష్ణోగ్రత, అధిక విశ్వసనీయత మరియు తక్కువ ఇంపెడెన్స్‌ను నిర్వహించగలదు.

బ్యాటరీ ఖర్చు తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే సూపర్ కెపాసిటర్ ధర ఎక్కువగా ఉంటుంది. సూపర్ కెపాసిటర్లకు స్వీయ-ఉత్సర్గ సామర్థ్యం ఉంటుంది. బ్యాటరీలో, ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ మోడ్‌లను నిర్ణయిస్తుంది. సూపర్ కెపాసిటర్‌లో, అనుమతించదగిన వోల్టేజ్ పలకల మధ్య ఉపయోగించే విద్యుద్వాహక పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మరియు కెపాసిటర్‌లోని ఎలక్ట్రోలైట్ కెపాసిటెన్స్‌ను పెంచుతుంది.

లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు, ని-ఎంహెచ్, లి-పో, లి-అయాన్, ఎల్‌ఎమ్‌పి మొదలైన వాటిలో బ్యాటరీలు అందుబాటులో ఉన్నాయి. సేంద్రీయ ఎలక్ట్రోలైట్, సజల ఎలక్ట్రోలైట్, అయానిక్ లిక్విడ్, హైబ్రిడ్ మరియు సూడో సూపర్ కెపాసిటర్లతో సూపర్ కెపాసిటర్లు లభిస్తాయి. బ్యాటరీలను పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు అధిక శక్తి సాంద్రతను అందించడానికి సూపర్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తారు.

సూపర్ కెపాసిటర్ ఉపయోగించి సౌర ఇన్వర్టర్

ది సౌర ఇన్వర్టర్ నీటిపారుదల, ఫెన్సింగ్ మొదలైన వాటిలో రైతులకు సహాయపడుతుంది. సౌర ఇన్వర్టర్ సౌర పలకలను ఉపయోగిస్తుంది మరియు సౌర శక్తి ఈ ప్లేట్ల నుండి పొందినది బ్యాటరీకి నిల్వ చేయబడుతుంది. పూర్తి సౌర ఇన్వర్టర్ వ్యవస్థ రైతు యొక్క ప్రయోజనం ప్రకారం బ్యాటరీ ఛార్జింగ్‌ను నియంత్రించడానికి ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్ కలిగి ఉంది.

సౌర-ఇన్వర్టర్-ఉపయోగించి-సూపర్ కెపాసిటర్

సూపర్ కెపాసిటర్ ఉపయోగించి సౌర ఇన్వర్టర్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం,

• సోలార్ ప్యానల్
• పల్స్ జనరేటర్
• స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్
• MOSFET
• ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్
• సూపర్ కెపాసిటర్ మరియు
• పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీ

బ్యాటరీ లీడ్‌లు పల్స్‌కు అనుసంధానించబడినప్పుడు జనరేటర్ మరియు MOSFET కు బదులుగా, ఇది వేర్వేరు పౌన .పున్యాల వద్ద ఆన్ / ఆఫ్ పప్పులను ఉత్పత్తి చేయగలదు. పప్పుధాన్యాలు స్టెప్-అప్‌కు ఇవ్వబడతాయి ట్రాన్స్ఫార్మర్ తక్కువ AC వోల్టేజ్ పొందటానికి. ఈ ఎసి వోల్టేజ్ వ్యవసాయం సమయంలో వివిధ అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. సూపర్ కెపాసిటర్ మొత్తం ప్రక్రియలో అధిక శక్తిని పొందటానికి, వేగంగా ఛార్జింగ్ చేయడానికి మరియు సౌర శక్తిని నిల్వ చేయడానికి మరియు బ్యాటరీ జీవితాన్ని పెంచడానికి ఉపయోగిస్తారు.

సౌర పలకల కొలతలు పెంచడం ద్వారా సౌర పలకల ఉత్పత్తి శక్తిని పెంచవచ్చు.

అప్లికేషన్స్

సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క అనువర్తనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• అధిక శక్తి మరియు వంతెన శక్తి అంతరాలను అందించడానికి
• పారిశ్రామిక మరియు ఎలక్ట్రానిక్ అనువర్తనాలు
• విండ్ టర్బైన్లు, ఎలక్ట్రిక్ మరియు హైబ్రిడ్ వాహనాల్లో వాడతారు
• త్వరణంలో శక్తిని విడుదల చేయడానికి పునరుత్పత్తి బ్రేకింగ్
• ప్రారంభ-స్టాప్ వ్యవస్థలలో శక్తిని ప్రారంభించడానికి
• శక్తి గ్రిడ్‌లో వోల్టేజ్‌ను నియంత్రించండి
• తక్కువ లోడ్లు మరియు ఎత్తిన లోడ్లలో శక్తిని సంగ్రహించడానికి మరియు సహాయం చేయడానికి
• శీఘ్ర ఉత్సర్గ స్థితిలో శక్తిని బ్యాకప్ చేస్తుంది.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). సూపర్ కెపాసిటర్లు బ్యాటరీలను భర్తీ చేయవచ్చా?

అధిక శక్తి సాంద్రతను అందించడానికి మరియు సరళమైన మరియు వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ ప్రయోజనాల కోసం, సూపర్ కెపాసిటర్లు బ్యాటరీలను భర్తీ చేయగలవు.

2). సూపర్ కెపాసిటర్ ఎంత శక్తిని నిల్వ చేయగలదు?

సూపర్ కెపాసిటర్ 5.5 వోల్ట్ల సరఫరా కోసం 22.7 జూల్స్ గరిష్ట శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది. ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లతో పోల్చినప్పుడు ఇది యూనిట్ ద్రవ్యరాశి లేదా వాల్యూమ్‌కు 10-100 రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది

3). బ్యాటరీ మరియు సూపర్ కెపాసిటర్ మధ్య తేడా ఏమిటి?

అధిక శక్తిని నిల్వ చేయడానికి బ్యాటరీలను ఉపయోగిస్తారు మరియు సూపర్ కెపాసిటర్లు అధిక శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి.
శక్తిని త్వరగా నిల్వ చేయడానికి మరియు విడుదల చేయడానికి సూపర్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తారు, అయితే బ్యాటరీలు శక్తిని ఎక్కువ కాలం నిల్వ చేస్తాయి.

4). సూపర్ కెపాసిటర్ ఎంతకాలం ఛార్జ్ చేయగలదు?

పూర్తిగా ఛార్జ్ చేసిన బ్యాటరీని చేరుకోవడానికి 10-60 నిమిషాలతో పోల్చినప్పుడు సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క ఛార్జింగ్ సమయం 1-10 సెకన్లు. ఇది అపరిమిత ఛార్జింగ్-ఉత్సర్గ చక్రాలతో 10,000W / kg ను అందిస్తుంది.

5). బ్యాటరీలకు బదులుగా కెపాసిటర్లను ఎందుకు ఉపయోగించకూడదు?

కెపాసిటర్లు విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేస్తాయి మరియు వేలాది ఛార్జింగ్-డిశ్చార్జింగ్ చక్రాలను కలిగి ఉంటాయి. స్థిరమైన విద్యుత్తు వద్ద విడుదలయ్యేటప్పుడు మరియు స్థిరమైన విద్యుత్ ఉత్పత్తిని కలిగి ఉన్నప్పుడు బ్యాటరీ స్థిరంగా ఉంటుంది. కెపాసిటర్ యొక్క వోల్టేజ్ స్థిరమైన విద్యుత్తు వద్ద సరళంగా పడిపోగా, శక్తి ఉత్పత్తి కూడా పడిపోతుంది. కాబట్టి, కెపాసిటర్‌ను బ్యాటరీతో భర్తీ చేయలేము. కెపాసిటర్‌ను బ్యాటరీతో భర్తీ చేయడానికి వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించబడుతుంది.

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క అవలోకనం . ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో పాటు పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో వీటిని ఉపయోగిస్తారు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క పని ఏమిటి?