Süper Kapasitör Ne Kadar Süre Enerji Saklar?

[BozBeyaz]

Selamlar,

Bir süperkapasitör, aldığı şarjı ne kadar süre muhafaza edebilir?

Süperkapasitörlerin şarjı muhafaza etme süresi ile ilgili anlayabileceğim bir kaynak bulamadım. Size danışmak isterim.

Aslında amacım; 40ah bir kuru aküyü bir saat gibi kısa bir sürede şarj edebilmek. Bunun için süperkapasitör kullanabileceğimi sanıyorum. Örneğin süperkapasitörü 1 saatte şarj edip sakladığı enerjiyi 12 saat boyunca kuru aküleri şarj etmesi için kullanabilir miyim?

 

[Atak]

40ah bir kuru aküyü bir saat gibi kısa bir sürede şarj edebilmek.

Yapabilseniz bile akü ömrü için çok zararlı olur. Zaten bu aküler hızlı şarja uygun değil. Uygun olan bazı bataryalar da bu kadarına uygun değil.

 

[taydin]

Planında birden fazla sorun var:

1) Kuru aküyü bir saat içinde şarj etmek için çok yüksek akım kullanman lazım bu da aküyü kısa zamanda öldürür.

2) Kuru akü voltajını belirtmemişsin. Yaygın kullanılan 12 V akülerden olduğunu düşünürsek, bu voltajı elde etmek için 5 tane süper kapasitörü seri bağlaman lazım, bu da ciddi maliyet demektir. Süperkapasitörler halen çok pahalı.

3) Süper kapasitörün sakladığı enerji, bir aküden çok daha azdır. Aküyü biraz şarj eder ve akü kapasitesi halen çok az iken şarj etmeyi bırakır.

 

[BozBeyaz]

Planında birden fazla sorun var:

1) Kuru aküyü bir saat içinde şarj etmek için çok yüksek akım kullanman lazım bu da aküyü kısa zamanda öldürür.

2) Kuru akü voltajını belirtmemişsin. Yaygın kullanılan 12 V akülerden olduğunu düşünürsek, bu voltajı elde etmek için 5 tane süper kapasitörü seri bağlaman lazım, bu da ciddi maliyet demektir. Süperkapasitörler halen çok pahalı.

3) Süper kapasitörün sakladığı enerji, bir aküden çok daha azdır. Aküyü biraz şarj eder ve akü kapasitesi halen çok az iken şarj etmeyi bırakır.

1. Aküyü şarj etmeyeceğim, süperkapasitörü hızlı şarj edip voltaj regülatörüyle akımı limitleyerek şarj etmeyi planlıyorum.

2. 12v 7a ups akülerini paralel bağlayarak elde ettiğim bir akü grubundan söz ediyoruz. 12v veya 24v olarak kullanabilirim. Süper kapasitörden regülatörle şarj edeceğim için detaylarla kafa karıştırmak istemedim.

3. Sonuç olarak; 2.7v 3000f bir süperkapasitörün saklayabileceği güç takriben kaç watt olabilir? Yüklenen enerjiyi 6 saat sonra kullanmak istesem kaç watt elde edebilirim.

 

[ckocagil]

Elektrolitik kondansatörün kalitesini belirleyen faktörlerden biri şarjını ne kadar süreyle muhafaza edebildiği. İyi bir kondansatörde 6 saat sonra anlamlı bir düşüş olmamalı. 24 saat ve 48 saatte düşüş görülmeli.

3000F dediğiniz 3F sanırım. O halde Enerji = 1/2 C V² yani 1/2 x 2.7² x 3 = 10.9 Joule = 0.003 Watt saat

 

[BozBeyaz]

Elektrolitik kondansatörün kalitesini belirleyen faktörlerden biri şarjını ne kadar süreyle muhafaza edebildiği. İyi bir kondansatörde 6 saat sonra anlamlı bir düşüş olmamalı. 24 saat ve 48 saatte düşüş görülmeli.

3000F dediğiniz 3F sanırım. O halde Enerji = 1/2 C V² yani 1/2 x 2.7² x 3 = 10.9 Joule = 0.003 Watt saat

Şu üründen söz ediyorum; https://tr.aliexpress.com/item/4000032214736.html

Bu ürünü 5 adet seri bağlayarak ivedi durumlarda akü grubunu desteklemek istiyorum. 6 saat makul, 24 saat tutabiliyorsa fevkalade. 100-200watt gibi bir enerji sağlayabilirse ihtiyacımı karşılayacaktır.

Kullanım amacımı ifade etmek adına; güneş paneline bağlı12v 40ah bir akü grubu mevcut. Güneşsiz bir günde, jeneratörü 1 saat çalıştırıp şarj edeceğim süperkapasitörleri akü grubunu şarj etmek için kullanmayı planlıyorum. Jeneratörü saatlerce çalıştırmak yerine bir saat çalıştırıp 10 saatlik şarj işlemini süperkapasitöre yaptıbilmeyi ümit ediyorum.

 

[mehmetaliözdemir]

Güneşsiz bir günde, jeneratörü 1 saat çalıştırıp şarj edeceğim süperkapasitörleri akü grubunu şarj etmek için kullanmayı

Aslında gayet mantıklı ama jeneratöre yüklenme yakıt sarfiyatını ciddi miktarda değiştirir. Yani atıyorum 1 saat tam yükte süper kapasitör şarj etmesi ile 3 saat yarım yükte akü şarj etmesi arasında yakıt sarfiyatı açısından pek fark olmayabilir. Bunu da hesaba katmak lazım. Bu durumda süper kapasitöre harcanan meblağ ile akü ileve edip şarj akımını arttıtmak ta bir seçenek olabilir. Burada soru aslında ne kadar süre enerji tutar değil de, kaç farad kapasitör ne kadar enerji depolar olmalı bence. Bundan da jeneratörün kondansatörleri doldurma yani çalışma süresine ulaşıp bir değerlendirme yapılmalı.

Demem o ki bütçeniz atıyorum jeneratörün 5 dakikada dolduruabileceği kondansatör almaya yetiyor, bu kondansatörler de akülerin %2 sini dolduruyorsa teoride tamam ama pratikte pek kullanışlı bir şey olmuyor.

 

[BozBeyaz]

Aslında gayet mantıklı ama jeneratöre yüklenme yakıt sarfiyatını ciddi miktarda değiştirir. Yani atıyorum 1 saat tam yükte süper kapasitör şarj etmesi ile 3 saat yarım yükte akü şarj etmesi arasında yakıt sarfiyatı açısından pek fark olmayabilir. Bunu da hesaba katmak lazım. Bu durumda süper kapasitöre harcanan meblağ ile akü ileve edip şarj akımını arttıtmak ta bir seçenek olabilir. Burada soru aslında ne kadar süre enerji tutar değil de, kaç farad kapasitör ne kadar enerji depolar olmalı bence. Bundan da jeneratörün kondansatörleri doldurma yani çalışma süresine ulaşıp bir değerlendirme yapılmalı.

Demem o ki bütçeniz atıyorum jeneratörün 5 dakikada dolduruabileceği kondansatör almaya yetiyor, bu kondansatörler de akülerin %2 sini dolduruyorsa teoride tamam ama pratikte pek kullanışlı bir şey olmuyor.

Kıymetli tavsiyeleriniz için teşekkür ederim. Maliyet değil konfor öncelikli bir durum. Kulağımın dibinde 10 saat jeneratör sesi duymak istemiyorum açıkçası. Bu fikri olgunlaştırmak için; teorik olarak 3000F bir süperkapasitörün kaç amper depolayabildiği ve kaç saat süreyle bu enerjiyi saklayabildiği verisine ihtiyacım var.

 

[ckocagil]

3F için 0.003 Watt saat hesaplamıştık. 3000F için bu 3 Watt saat oluyor. 100 Watt çekerseniz 1.8 dakika dayanır.

 

[BozBeyaz]

3F için 0.003 Watt saat hesaplamıştık. 3000F için bu 3 Watt saat oluyor. 100 Watt çekerseniz 1.8 dakika dayanır.

Daha kısa süreyle daha büyük enerji depolayacağını düşünüyordum, tam aksine daha düşük kapasitede daha uzun süre depolama yapabiliyor. Bu durumda düşündüğüm yapı için kullanışlı olmayacak.

Teşekkürler.

 

[taydin]

5 tane süper kapasitör seri kullanırsan ve her bir kapasitörün sınır voltajı da 2.7 V ise, tam şarj sonrası kapasitör bankasında 13.5 V bir voltaj olacak. Sen aküyü şarj ederken kapasitör voltajı giderek azalacak. Voltaj 12 V civarına düştüğü anda artık akü şarjı kesilecek, akü ve kapasitör voltajı bir değerde dengelenecek ve sabit kalacak.

Deşarj olan bir kapasitörün voltajının zamana göre fonksiyonu aşağıdaki gibidir. Burada v, zamana göre anlık voltaj, V₀ tam şarj voltajıdır.

[math]v = V_0\ e^{-t/RC}[/math]
Buradan zamanı denklemin sol tarafına alırsak:

[math]t = -RC\times ln\left( \frac{v}{V_0} \right)[/math]
Şimdi bir örnek senaryo hesaplayalım. 5 tane 3000 F lık süper kapasitörü seri bağladık. Net kapasite değeri C 600 F olur. 1 A akım ile şarjı başlattığımız düşünelim. Direnç R 13.5 Ω olur. Kapasitör voltajının %90 a düştüğü zamanı hesaplıyoruz o halde v/V₀ 0.9 olur. Bu hesabı yapınca süre 853 saniye çıkıyorç Yani aküyü 14 dakika süreyle şarj etmiş olursun. Kapasitörleri tekrar harici bir güç kaynağından şarj edersen, sonra aküyü bir 14 dakika daha şarj edersin. Akü kapasitesi 9 Ah gibi ise, bu işi 15 - 20 defa yaparsan eninde sonunda aküyü tam şarj etmiş olursun.

 

[Atak]

v=V0 e−t/RC

10 dk önce derste bunu görünce...