Làm thế nào an toàn là siêu sạc được sạc trước so với pin sạc trước?
Tôi đang thiết kế một hệ thống chạy bằng năng lượng mặt trời và tôi muốn sử dụng thứ gì đó như siêu tụ BCAP0005 của Maxwell (2.7V, 5F) để lưu trữ nhiều năng lượng.
Siêu máy tính này ít năng lượng hơn và ít nguy hiểm hơn nhiều so với bộ pin có 2500 pin AA hoặc thậm chí là một pin AA riêng lẻ.
Siêu tụ điện mà bạn đã chọn sẽ tạo ra một luồng năng lượng trong một phần giây, vượt quá một chút so với những gì bạn thường nhận được từ một tế bào NimH AA 2500 mAh hiện đại - nhưng sau đó sẽ bị xả hoàn toàn.
Tuy nhiên, một tế bào AA sẽ tạo ra ít năng lượng hơn trong nhiều phút. Một tế bào đơn lẻ hoặc một vài trong số chúng trong pin sẽ hoàn toàn có khả năng tạo ra nhiệt độ rất cao và bắt đầu hỏa hoạn. Các siêu xe có thể được sử dụng để bắt đầu một đám cháy chỉ với độ khó rất lớn.
Một số siêu máy tính hoặc ultracaps có khả năng hơn nhiều so với cái này. Một số có thể được sử dụng cho ví dụ ô tô bắt đầu.
".... quần bốc cháy" - gần như: Trong "một vài lần", tôi đã đến gần để đặt túi quần của mình lên lửa hoặc tự thiêu với nhiệt độ được tạo ra bởi (một cách ngu ngốc) mang theo một số tế bào AA NimH (bên dưới Dung lượng 2000 mAh) cộng với tiền xu và chìa khóa trong cùng một túi và có dạng đường dẫn dẫn. Việc loại bỏ các tế bào khỏi túi đột nhiên trở thành ưu tiên duy nhất và áp đảo với việc loại bỏ quần là lựa chọn thứ hai gần gũi. Đây không phải là một kinh nghiệm mà tôi dự định nhân rộng trong tương lai :-). Trong những dịp như vậy, một số đồng xu hoặc chìa khóa đạt được nhiệt độ cao hơn mức xử lý an toàn của chúng trong vài giây. Các siêu xe được chọn làm ví dụ không thể đạt được kết quả này.
Trước tiên, hãy xem xét các khía cạnh công suất năng lượng:
Theo bất kỳ ý nghĩa thông thường nào của thuật ngữ, tụ điện 2.7V, 5F sẽ không lưu trữ "nhiều năng lượng". Nếu tất cả năng lượng trong tụ điện có sẵn, nó sẽ cung cấp E = 0,5 x C x V ^ 2 Joule. Đối với tụ điện 2,7V, 5F E = 0,5 x 5 x 2,7 ^ 2 = ~ 18 Joule.
Khi so sánh, pin AA 2500 mAh sẽ cung cấp khoảng
E = V x Ah x 3600 Joule
= 1.2 x 2.5 x 3600 = 10.800 Joule.
Vì vậy, siêu tụ điện 5F sẽ lưu trữ khoảng 18 / 10.800 = ~ 0,17% năng lượng trong pin. Ngoài ra, trong khi pin sẽ có thể cung cấp gần như toàn bộ năng lượng này trong một ứng dụng thông thường, siêu tụ điện sẽ cần thêm nỗ lực để phục hồi năng lượng khi điện áp gần bằng không.
An toàn xả thải:
Trường hợp siêu tụ điện hữu ích so với pin là khả năng sạc nhanh và xả nhanh, và làm như vậy qua nhiều chu kỳ hơn so với pin có thể mất ít dung lượng.
trong một số trường hợp, khả năng sạc và xả nhanh này lớn so với pin thông thường và cực kỳ lớn so với pin khi được biểu thị bằng tổng công suất của chúng.
Tuy nhiên, ví dụ mà bạn đã chọn và tất cả các thành viên khác trong gia đình của nó, "khôn ngoan" hơn nhiều so với một số mũ siêu / siêu. Bảng dữ liệu có sẵn ở đây cho thấy điện trở trong 170 milliohms cho thấy dòng ngắn mạch khoảng 2,7 / 0,17 = ~ 16A khi được sạc đầy, và dòng ngắn mạch điển hình được hiển thị là 16A ở 65C và 14A ở 85C. Khi nhiệt độ sẽ tăng nhanh và điện áp tương đương (một lần bị chập) sẽ giảm rất nhanh khi bị đoản mạch (vì ở công suất 18 J, thời gian phóng điện s / c sẽ dưới 1 giây), tụ điện này sẽ không tạo ra một lượng năng lượng lớn (có thể cao nhất 20 đến 30W) và chỉ trong vòng dưới 1 giây.
Một tế bào NimH AA hiện đại điển hình chứa nhiều năng lượng hơn và sẽ cung cấp nhiều năng lượng hơn trong thời gian dài hơn nhiều.
Ví dụ, một tế bào AA 2,5 Ah Nimh có thể được xả thường ở mức tối đa khoảng 5A và có thể có công suất xả được tải trong phạm vi 10A đến 20A trong thời gian ngắn ở điện áp rất giảm. Vì vậy, công suất đầu ra của nó gần như khớp với những gì siêu máy tính sẽ tạo ra trong một phần của giây, NHƯNG pin sẽ tạo ra hơn 10 Watts trong nhiều giây và 5+ Watts trong nhiều phút.