Süper Kapasitör Nedir? | Avantajları Nelerdir?

Bu yazımızda “Süper kapasitör nedir” konusunu ele alacağız. Son zamanlarda adını sıklıkla duyduğumuz süper kapasitör nedir gelin birlikte öğrenelim. Süper kapasitörler hakkında detaylı bilgi almak için “Süper Kapasitörler: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek” başlıklı yazımızı okuyabilirsiniz.

süper kapasitör nedir

Süper Kapasitör Nedir?

Kondansatör, elektronikte yaygın olarak kullanılan iki terminalli bir pasif bileşenidir. Neredeyse, elektronikte bulduğumuz her devre çeşitli kullanımlar için bir veya daha fazla kapasitör kullanır. Kondansatörler, dirençlerden sonra en çok kullanılan elektronik bileşenlerdir. Enerji depolamak için özel olarak tasarlanmıştır. Piyasada bulunan farklı tipte kondansatörler vardır. Süper kapasitörler ya da Ultra kapasitörler yakın zamanda popülerlik kazanmış ve gelecekte pillerin yerine kullanılabilme ihtimali vardır.

Süper kapasitörler, kapasitans değerleri normal kapasitörlerden çok daha fazla, voltaj limitleri diğer kapasitörlere göre daha düşüktür. Elektrolitik kapasitörlere göre birim hacim veya kütle başına 10 ila 100 kat daha fazla enerji depolayabilir, daha hızlı şarj alabilir ve şarj edilebilir pillere kıyasla daha fazla şarj-deşarj döngüsüne sahiptir.

süper kapasitör nedirSüper Kapasitörler veya Ultra Kapasitörler, modern zamanlarda yoğun olarak geliştirilen yeni bir enerji depolama teknolojisidir. Süper kapasitörler endüstride önemli ve ekonomik faydalar sağlamaktadır.

Bir kapasitörün kapasitansı Farad (F), Mikrofarad, Millifarad olabilir. Bununla birlikte, daha düşük değerli kapasitörler elektronikte oldukça yaygın olsa da, çok yüksek değerli kapasitörler de mevcuttur. Çok yüksek değerli kapasitörler enerjiyi çok daha yüksek yoğunlukta depolar.

Süper Kapasitör Nedir? Avantajları Nelerdir?

Süper Kapasitör’ün talebi gün geçtikçe artıyor. Talebin artmasının ana sebebi, Süper Kapasitörler’in avantajlarından kaynaklanmaktadır. Bunların birkaçı aşağıda belirtilmiştir:

 #  Yaklaşık 1 milyon şarj döngüsü ile çok iyi bir ömür sağlar.

 #  Çalışma sıcaklığı -50 dereceden 70 dereceye kadardır, bu da tüketici uygulamalarında kullanılmasını uygun hale getirir.

 #  Pillerle elde edilen gücün 50 kat fazlasını verebilir.

 #  Toksik metal gibi zararlı maddeler Süper Kapasitörler veya Ultra Kapasitör üretim sürecinin bir parçası değildir.    

 #  Pillerden daha verimlidir.

 #  Pillerle karşılaştırıldığında bakım gerektirmez.

Süper kapasitörler elektrik enerjisini depolar. Piller elektrik enerjisini depolamak için kimyasal bileşikler kullanırlar. Ayrıca hızlı şarj ve deşarj etme yeteneği nedeniyle Süper kapasitörler yavaşça akü pazarına girmektedir. Pazarda ki yüksek talebin ana sebebi çok yüksek verim, düşük bakım maliyeti ve daha yüksek kullanım ömrüne sahip olmasıdır.

Kondansatördeki Enerji

Birimi; 1volt potansiyel farkı için kaç coulomb yük tutulduğunu belirten büyüklük yani Coulomb / Volt’tur. Buna Farad(F) denir. Kapasitesi C (F) olan bir kondansatörün V(V) potansiyel farkı için yükü: Q = C x V Coulomp (C) olur.

Elektronikte genellikle mikro farad, nano farad ve Pico farad kapasitans kullanılır. Mikrofarad uF (1 / 1.000.000 Farad veya 10-6F), Nanofarad nF (1 / 1.000.000.000 Farad veya 10-9F) ve Pikoparad pF (1 / 1.000.000.000.000 Farad veya 10-12F) olarak gösterilir.

Bir kapasitörde depolanan enerji E = ½ CV2 Joule’dür. E,depolanmış enerjidir. C kapasitanstır ve V, plakalar arasındaki potansiyel farktır.

Süper Kapasitörün Yapısı

Süper kapasitör bir elektrokimyasal cihazdır. İlginç bir şekilde, elektriksel enerjiyi depolamaktan başka hiçbir kimyasal tepkime söz konusu değildir. Çok küçük bir yüzey alanı ile yakın bir konumda bulunan büyük bir iletken plaka veya elektrot ile benzersiz bir konstrüksiyona sahiptirler.

Süper kapasitörler, elektrik enerjisini iletken elektrotlar arasındaki elektrik alanı olarak depolayan elektrostatik bir cihaz gibi davranır.

Süper Kapasitörün Yapısı

Elektrotlar, Kırmızı ve mavi renkli ayrıca çift tarafı kaplıdır. Genellikle karbon nanotüpler, jeller veya grafit karbondan yapılmıştır.

Elektrotlar arasındaki büyük elektron akışını bloke ederek pozitif iyon geçirir, gözenekli bir kâğıt membran kullanılır. Kâğıt membran ayrıca elektrotları ayırır. Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi, gözenekli kâğıt membran görselde ki yeşil renkli ortada bulunan alandır. Elektrotlar ve kağıt ayırıcı, sıvı elektrolit ile emprenye edilir. Alüminyum folyo, elektrik bağlantısını sağlayan bir akım toplayıcı olarak kullanılır.

Süper kapasitörler ayrıca çift katmanlı kondansatör olarak da adlandırılır. Özel elektrolit kullanarak geniş yüzey alanı ve elektrolitik iyonların yüzey tabakası çift katmanı oluşturur. Her bir karbon elektrotta bir tane olmak üzere iki kapasitör, konstrüksiyonu oluşturur ve çift katmanlı kondansatör olarak adlandırılır.

Bu yapının bir dezavantajı var. Elektrolitin ayrışma voltajı nedeniyle kapasitördeki voltaj çok düşük olmak zorundadır. Yüksek voltajın istenmesi durumunda kondansatörleri seri ve paralel bağlayarak istediğiniz değeri yakalayabilirsiniz. Bir süper kapasitörün voltaj aralığı 1V ila 3V arasındadır. Seri bağlantılar voltajı arttırır, paralel bağlantılar da kapasiteyi arttırır.

Örneğin;

Projemizde gerilim depolamaya ihtiyacımız var ve bunun için 6V süper kapasitör gerekli.

Bu işlemi 3V dereceli 1F kapasitörler kullanarak oluşturmamız gerekiyorsa, o zaman kaç kapasitör bağlayacağız ve kapasitör miktarı ne olacak?

Toplam voltaj = Kapasitör Voltajı x Adet

Toplam Voltaj 6V=3V * Adet

Adet = 2;

Toplam Kapasitans C= 1F / 2= 0.5Farad

SONUÇ

Süper kapasitörler enerjiyi depolamakta ve hızlı şarj veya deşarj gerektiğinde kullanılabilecek en iyi malzemelerden biridir. Hızlı deşarjın gerektiği cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Süper Kapasitörler ayrıca Yazıcılar, arabalar ve çeşitli içilebilir elektronik cihazlarda kullanılır.

Süper Kapasitör Nedir? Avantajları Nelerdir? konusunu anlatan kısa bir videomuz var. Videoyu aşağıdan izleyebilirsiniz!

Yazımızı beğendiyseniz hemen alttaki Sosyal medya butonlarından arkadaşlarınızla paylaşabilirsiniz. Öneri veya eleştirilerinizi alttaki yorumlar bölümünden yapabilirsiniz. Elektroniktasarımlar.com ailesi olarak bir çok yeni içerik eklemeye devam edeceğiz. Bizi takip etmeyi unutmayın. Okuduğunuz için teşekkür ederiz.

Paylaşın, Herkes Faydalansın!

4 Yorum

Yorum Ekle

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir