Τι είναι η χωρητική αποθήκευση ενέργειας και ποιοι είναι οι τύποι μηχανισμών;

Χωρητική αποθήκευση ενέργειαςαναφέρεται στην τεχνολογία αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση πυκνωτών. Η χωρητική αποθήκευση ενέργειας έχει εφαρμοστεί ευρέως σε ηλεκτρικά οχήματα, αιολικά καιφωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας, ρύθμιση ποιότητας ενέργειας του συστήματος ισχύος, πηγές παλμικής ισχύος και πολλά άλλα.

Με βάση τους διαφορετικούς μηχανισμούς αποθήκευσης ενέργειας, η χωρητική αποθήκευση ενέργειας μπορεί να χωριστεί στους ακόλουθους δύο τύπους:

1. Ηλεκτρική χωρητικότητα διπλού στρώματος:Η ηλεκτρική χωρητικότητα διπλής στιβάδας επιτυγχάνεται μέσω της κατευθυντικής διάταξης ηλεκτρονίων ή ιόντων στη διεπιφάνεια ηλεκτροδίου/διαλύματος, με αποτέλεσμα την αντιπαράθεση φορτίων. Για ένα σύστημα ηλεκτροδίου/διαλύματος, σχηματίζεται ένα διπλό στρώμα στη διεπιφάνεια μεταξύ του ηλεκτρονιοαγώγιμου ηλεκτροδίου και του διαλύματος ηλεκτρολύτη αγωγιμότητας ιόντων. Όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο στα δύο ηλεκτρόδια, τα ανιόντα και τα κατιόντα στο διάλυμα μεταναστεύουν προς τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια, αντίστοιχα, σχηματίζοντας ένα διπλό στρώμα στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Αφού αφαιρεθεί το ηλεκτρικό πεδίο, τα θετικά και αρνητικά φορτία στα ηλεκτρόδια έλκονται από τα αντίθετα φορτία των ιόντων στο διάλυμα, σταθεροποιώντας το διπλό στρώμα και δημιουργώντας μια σχετικά σταθερή διαφορά δυναμικού μεταξύ του θετικού και του αρνητικού πόλου.

2. Ψευδοχωρητικότητα:Εμφανίζεται στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και κοντά στην επιφάνεια ή στη φάση του όγκου του δισδιάστατου ή οιονεί δισδιάστατου χώρου, όπου τα ηλεκτροενεργά υλικά υφίστανται υποδυναμική εναπόθεση, εξαιρετικά αναστρέψιμες χημικές αντιδράσεις προσρόφησης-εκρόφησης και οξειδοαναγωγής, με αποτέλεσμα σχετιζόμενες με την χωρητικότητα στο δυναμικό φόρτισης του ηλεκτροδίου. Για την ψευδοχωρητικότητα, η διαδικασία αποθήκευσης φορτίου όχι μόνο περιλαμβάνει αποθήκευση στο διπλό στρώμα αλλά περιλαμβάνει επίσης τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής μεταξύ ιόντων ηλεκτρολύτη και ενεργών υλικών ηλεκτροδίων.

Η κύρια μορφή χωρητικής αποθήκευσης ενέργειας είναι η αποθήκευση ενέργειας από υπερπυκνωτές. Μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας υπερπυκνωτών αποτελείται κυρίως από μια συστοιχία υπερπυκνωτών, έναν αμφίδρομο μετατροπέα DC/DC και αντίστοιχα κυκλώματα ελέγχου. Η βασική τεχνολογία έγκειται στην τοπολογία εξισορρόπησης τάσης και στη στρατηγική ελέγχου εντός της συστοιχίας υπερπυκνωτών, καθώς και στην τοπολογία και τη στρατηγική ελέγχου του αμφίδρομου μετατροπέα DC/DC.

Οι υπερπυκνωτές είναι ένας νέος τύπος ηλεκτροχημικής συσκευής αποθήκευσης ενέργειας που βρίσκεται ανάμεσα σε παραδοσιακούς πυκνωτές και μπαταρίες. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς πυκνωτές, έχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, με στατική χωρητικότητα που φτάνει τις χιλιάδες έως δεκάδες χιλιάδες φαράντ. Σε σύγκριση με τις μπαταρίες, έχουν υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής, συνδυάζοντας έτσι τα πλεονεκτήματα τόσο των παραδοσιακών πυκνωτών όσο και των μπαταριών, καθιστώντας τες μια χημική πηγή ενέργειας με ευρείες προοπτικές εφαρμογής.

Οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούν κυρίως το φορτίο και την αποθήκευση ενέργειας που επιτυγχάνεται από το διπλό στρώμα που σχηματίζεται στον διαχωρισμό φορτίου διεπαφής ηλεκτροδίου/ηλεκτρολύτη ή από τις γρήγορες αντιδράσεις οξειδοαναγωγής στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και μέσα στο ηλεκτρόδιο που παράγει την Faradaic "ψευδοχωρητικότητα". Επομένως, οι υπερπυκνωτές έχουν χαρακτηριστικά όπως γρήγορη ταχύτητα φόρτισης, καλή απόδοση εκφόρτισης υψηλού ρεύματος, εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής κύκλου και μεγάλο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας. Η συσκευή αποθήκευσης ενέργειας υπερπυκνωτών αποτελείται κυρίως από μια συστοιχία υπερπυκνωτών, έναν αμφίδρομο μετατροπέα DC/DC και αντίστοιχα κυκλώματα ελέγχου.

Εάν ενδιαφέρεστε για τα σχετικά προϊόντα μας με τα δοχεία πυκνωτών, κάντε κλικ στον παρακάτω σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα:

https://www.stamping-welding.com/capacitor-can/