బ్యాటరీలకు బదులుగా పెద్ద కెపాసిటర్లను ఎందుకు ఉపయోగించకూడదు?

కెపాసిటర్లు అనేక గొప్ప లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయి. అవి రసాయన శక్తి కంటే విద్యుత్ చార్జ్‌గా శక్తిని నిల్వ చేస్తాయి. ఇది సాధారణంగా దాదాపు తక్షణ ఛార్జ్ సమయాలను మరియు చాలా ఎక్కువ పీక్ అవుట్‌పుట్ కరెంట్‌లను అనుమతిస్తుంది. అవి పూర్తి-చక్రీయ బ్యాటరీల కోసం వందలాది చక్రాల కంటే లక్షలాది ఛార్జ్-డిశ్చార్జ్ చక్రాలను తట్టుకోగలవు. కాబట్టి సమస్య ఏమిటి?

బ్యాటరీ చాలా కాలం పాటు స్థిరమైన వోల్టేజ్‌ను అందిస్తుంది. పరికరాన్ని బట్టి, మీకు క్షీణతకు దగ్గరగా పనితీరు సమస్యలు ఉండవచ్చు. ఉదాహరణకు, స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు విద్యుత్ పొదుపు మోడ్‌లోకి వెళ్తాయి. అది వాటిని కొంచెం ఎక్కువసేపు పనిచేయడానికి మాత్రమే కాదు, హెచ్చరిక లేకుండా తక్షణ షట్‌డౌన్‌లను నివారించడానికి.

మీరు చూడగలిగినట్లుగా, బ్యాటరీ దాదాపుగా అయిపోయే కొద్దీ వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది. మీ ఫోన్‌లో, మొత్తం పవర్ మేనేజ్‌మెంట్‌లో భాగమైన పవర్ కన్వర్షన్ సర్క్యూట్ ఉంది, ఇది అంత స్థిరంగా లేని బ్యాటరీ శక్తిని చాలా కఠినంగా నియంత్రించబడిన సిస్టమ్ పవర్‌గా (బహుశా వివిధ వోల్టేజ్‌ల సమూహం) మార్చడానికి పనిచేస్తుంది. ఇక్కడ ఒక ముఖ్యమైన సంబంధం ఉందని గమనించండి: పవర్=కరెంట్∗వోల్టేజ్. కాబట్టి వోల్టేజ్ పడిపోయినప్పుడు అదే పవర్‌ను ఉంచడానికి, నా సర్క్యూట్ ఎక్కువ కరెంట్‌ను ఉపయోగించాలి.

ప్రతి బ్యాటరీకి కొద్దిగా అంతర్గత నిరోధకత ఉంటుంది మరియు ఓం యొక్క నియమం అని పిలువబడే మరొక సంబంధం కారణంగా, బ్యాటరీలో కొంత వోల్టేజ్ పడిపోతుందని మీకు తెలుసు. డ్రాయింగ్‌లో, Vout=V0−r*I, ఇక్కడ I అనేది కరెంట్. అందువల్ల, నా V0 పడిపోతుంది మరియు నా పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ సర్క్యూట్ అదే శక్తిని అందించడానికి ఎక్కువ కరెంట్‌ను ఉపయోగించాల్సి వస్తుంది కాబట్టి, బ్యాటరీ అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మరింత వేగంగా పడిపోతుంది. ఇది బ్యాటరీ యొక్క గరిష్ట కరెంట్ అవుట్‌పుట్‌ను పరిమితం చేస్తుంది మరియు దీని అర్థం అవి అలసటకు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు చాలా త్వరగా పడిపోతాయి.

కానీ కెపాసిటర్‌లోని అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్, పీక్ కరెంట్ మరియు మొత్తం పవర్ కాలక్రమేణా విపరీతంగా పడిపోతాయి. కెపాసిటర్‌కు ఒక ప్రయోజనం ఉంది: ఇది బ్యాటరీలో లాగా విద్యుత్ ఛార్జ్‌ను రసాయన ఛార్జ్‌గా మార్చడం కంటే విద్యుత్ ఛార్జ్‌ను నిల్వ చేస్తుంది, కాబట్టి అంతర్గత నిరోధకత ఉన్నప్పటికీ, అది చిన్నది మరియు సాధారణంగా విస్మరించబడుతుంది. కెపాసిటర్లు తక్కువ సమయం వరకు చాలా, చాలా ఎక్కువ కరెంట్‌లను అందించగలవు.

కానీ ఒక వస్తువుకు శక్తినివ్వడానికి, అవి సమస్యాత్మకమైనవి. నా పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌లోకి స్థిరమైన విద్యుత్తును ఉంచాలనే నా కోరికను మరియు ఆ పవర్=కరెంట్∗వోల్టేజ్‌ను గుర్తుచేసుకోండి. మన వోల్టేజ్ వేగంగా తగ్గుతున్నప్పుడు, అదే శక్తిని అందించడానికి మనం వేగంగా పెరుగుతున్న కరెంట్‌తో దాన్ని భర్తీ చేయాలి. చాలా ఎక్కువ కరెంట్‌లు చాలా ఖరీదైన సర్క్యూట్, పెద్ద పవర్ కన్వర్షన్ కాంపోనెంట్‌లు, సర్క్యూట్ బోర్డులలో ఎక్కువ విద్యుత్ నష్టం మొదలైన వాటికి కారణమవుతాయి... బ్యాటరీ చివరిలో ఉన్న అదే ప్రాథమిక సమస్య, కానీ ఇది కెపాసిటర్ యొక్క ఉపయోగకరమైన పవర్ స్టోరేజ్ జీవితంలో చాలా ముందుగానే జరగడం ప్రారంభిస్తోంది. మరియు కెపాసిటర్ క్షీణిస్తున్నప్పుడు, పీక్ కరెంట్, సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, పడిపోతుంది.

మరో సమస్య ఏమిటంటే, ఆధునిక అల్ట్రాకెపాసిటర్లు బ్యాటరీల కంటే చాలా తక్కువ నిర్దిష్ట శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. మార్కెట్‌లోని ఉత్తమ అల్ట్రాక్యాప్‌లు 8-10 Wh/kgని నిర్వహిస్తాయి, చాలా వరకు 5 Wh/kg లాగా ఉంటాయి. ఉత్తమ Li-ion బ్యాటరీలు 200 Wh/kgకి దగ్గరగా అందిస్తాయి, అనేక సూత్రీకరణలు 100 Wh/kg కంటే ఎక్కువ చేరుకోగలవు. కాబట్టి అల్ట్రాక్యాప్‌లను ఉపయోగించడానికి మీకు 20x బరువు అవసరం. కానీ బహుశా ఎక్కువ, ఎందుకంటే డిశ్చార్జ్ సమయంలో ఏదో ఒక సమయంలో, అప్లికేషన్‌ను బట్టి, వోల్టేజ్ ఉపయోగించలేని విధంగా చాలా తక్కువగా పడిపోతుంది, దీని వలన విద్యుత్ ఉపయోగించబడదు. అలాగే, సాంప్రదాయ కెపాసిటర్‌ల మాదిరిగా కాకుండా, అల్ట్రాకెపాసిటర్‌లు కూడా సాపేక్షంగా అధిక అంతర్గత నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి అవి కరెంట్ కోసం వోల్టేజ్ యొక్క ఎక్కువ ట్రేడింగ్‌కు మద్దతు ఇవ్వలేవు.

తరువాత స్వీయ-ఉత్సర్గం ఉంది: నిల్వ పరికరం నుండి ఎంత త్వరగా విద్యుత్ "లీక్" అవుతుంది. NiMh కణాలు మాత్రమే దృఢంగా ఉంటాయి, కానీ నెలకు 20–30% వరకు స్వీయ ఉత్సర్గం ఉంటుంది. నిర్దిష్ట Li-ion సాంకేతికతను బట్టి Li-ion కణాలు దీనిని నెలకు <2%కి తగ్గిస్తాయి, బ్యాటరీ పర్యవేక్షణ ఓవర్‌హెడ్‌ను బట్టి కొన్ని వ్యవస్థలలో బహుశా 3%. నేటి అల్ట్రాకెపాసిటర్లు మొదటి నెలలో ఛార్జ్‌లో 50% వరకు తగ్గుతాయి. ప్రతిరోజూ రీఛార్జ్ చేయబడిన పరికరంలో అది పట్టింపు ఉండకపోవచ్చు, కానీ ఇది క్యాప్స్ vs బ్యాటరీల కోసం వినియోగ సందర్భాలను పూర్తిగా పరిమితం చేస్తుంది, కనీసం మెరుగైన డిజైన్‌లు సృష్టించబడే వరకు.

మరియు మీకు చాలా అవసరం కాబట్టి, అల్ట్రాకెపాసిటర్ల ప్రస్తుత ధర బ్యాటరీల ధర కంటే 6x-20x ఉంటుంది. మీ అప్లికేషన్‌కు చాలా తక్కువ పవర్ అవుట్‌పుట్ అవసరమైతే, ముఖ్యంగా చాలా తక్కువ అధిక కరెంట్ సర్జ్‌లతో, అల్ట్రాక్యాప్ ఒక ఎంపిక కావచ్చు. లేకపోతే, ఇది సమీప భవిష్యత్తులో బ్యాటరీ భర్తీ కాకపోవచ్చు.

ఎలక్ట్రిక్ కార్ల వంటి అధిక కరెంట్ అప్లికేషన్లకు, స్వతంత్రంగా, ఇంకా ఉపయోగకరమైన పరిశీలన కాదు. అల్ట్రాక్యాప్‌లు మరియు బ్యాటరీలు రెండింటినీ ఉపయోగించే వ్యవస్థలు బలవంతంగా అనిపించినప్పటికీ, వాటి తేడాలు చాలా పరిపూరకంగా ఉంటాయి కాబట్టి, బ్యాటరీ యొక్క అధిక నిర్దిష్ట శక్తి/శక్తి సాంద్రతకు వ్యతిరేకంగా క్యాప్ యొక్క అధిక కరెంట్ బదిలీ మరియు దీర్ఘ జీవితకాలం. మరియు చాలా మెరుగైన అల్ట్రాకెపాసిటర్‌లను, అలాగే చాలా మెరుగైన బ్యాటరీలను అందించడానికి చాలా పని జరుగుతోంది. కాబట్టి ఏదో ఒక రోజు అల్ట్రాక్యాప్ సాధారణ బ్యాటరీ విధులను ఎక్కువగా తీసుకుంటుంది.

వ్యాసం నుండి: https://qr.ae/pCacU0