ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಬದಲಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಏಕೆ ಬಳಸಬಾರದು?

ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಹಲವಾರು ಉತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಅವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹತ್ತಿರದ ತ್ವರಿತ ಚಾರ್ಜ್ ಸಮಯಗಳು ಮತ್ತು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೀಕ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಪೂರ್ಣ-ಚಕ್ರದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ನೂರಾರು ಚಕ್ರಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಅವು ಲಕ್ಷಾಂತರ ಚಾರ್ಜ್-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಬದುಕಬಲ್ಲವು. ಹಾಗಾದರೆ ಸಮಸ್ಯೆ ಏನು?

ಬ್ಯಾಟರಿಯು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಉಪಯುಕ್ತ ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಧನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ನೀವು ಖಾಲಿಯಾಗುವ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್‌ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಉಳಿತಾಯ ಮೋಡ್‌ಗೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಅದು ಅವುಗಳನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಚಾಲನೆಯಲ್ಲಿಡಲು ಮಾತ್ರವಲ್ಲ, ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಲ್ಲದೆ ತ್ವರಿತ ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಯಲು.

ನೀವು ನೋಡುವಂತೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಖಾಲಿಯಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ ಫೋನ್‌ನಲ್ಲಿ, ಒಟ್ಟಾರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರ್ವಹಣೆಯ ಭಾಗವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಇದೆ, ಇದು ತುಂಬಾ ಸ್ಥಿರವಲ್ಲದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತುಂಬಾ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುವ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಪವರ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ (ಬಹುಶಃ ವಿಭಿನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳ ಗುಂಪೇ). ಇಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಬಂಧವಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ: ವಿದ್ಯುತ್=ಕರೆಂಟ್∗ವೋಲ್ಟೇಜ್. ಆದ್ದರಿಂದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಅದೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ನನ್ನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಹೆಚ್ಚು ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೆಳೆಯಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಸ್ವಲ್ಪ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಓಮ್ಸ್ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಮತ್ತೊಂದು ಸಂಬಂಧದಿಂದಾಗಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ. ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ, Vout=V0−r*I, ಅಲ್ಲಿ ನಾನು ಕರೆಂಟ್ ಆಗಿದ್ದೇನೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ನನ್ನ V0 ಇಳಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನನ್ನ ಪವರ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅದೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೆಳೆಯಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಇನ್ನೂ ವೇಗವಾಗಿ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ಕರೆಂಟ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರರ್ಥ ಅವು ಬಳಲಿಕೆಯ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಬೇಗನೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ.

ಆದರೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಪೀಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ಪವರ್ ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಘಾತೀಯವಾಗಿ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿರುವಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಬದಲು ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವಿದ್ದರೂ, ಅದು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸಬಹುದು. ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಅಲ್ಪಾವಧಿಗೆ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು.

ಆದರೆ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ನೀಡಲು, ಅವು ಸಮಸ್ಯಾತ್ಮಕವಾಗಿವೆ. ನನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಇರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ನನ್ನ ಬಯಕೆಯನ್ನು ನೆನಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ, ಮತ್ತು ಆ ವಿದ್ಯುತ್=ಪ್ರವಾಹ∗ವೋಲ್ಟೇಜ್. ನಮ್ಮ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವೇಗವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ, ಅದೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಲು ನಾವು ವೇಗವಾಗಿ ಏರುತ್ತಿರುವ ಪ್ರವಾಹದೊಂದಿಗೆ ಅದನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಬೇಕು. ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್, ದೊಡ್ಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಘಟಕಗಳು, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ... ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿರುವ ಅದೇ ಮೂಲಭೂತ ಸಮಸ್ಯೆ, ಆದರೆ ಇದು ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಉಪಯುಕ್ತ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಗ್ರಹ ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಮುಂಚೆಯೇ ಸಂಭವಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತಿದೆ. ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಖಾಲಿಯಾದಂತೆ, ಪೀಕ್ ಕರೆಂಟ್, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೂ, ಇಳಿಯುತ್ತದೆ.

ಇನ್ನೊಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ ಆಧುನಿಕ ಅಲ್ಟ್ರಾಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಅಲ್ಟ್ರಾಕ್ಯಾಪ್‌ಗಳು 8-10 Wh/kg ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಹೆಚ್ಚಿನವು 5 Wh/kg ನಂತೆ ಇರುತ್ತವೆ. ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಲಿ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು 200 Wh/kg ಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿ ನೀಡುತ್ತವೆ, ಅನೇಕ ಸೂತ್ರೀಕರಣಗಳು 100 Wh/kg ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತಲುಪಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಅಲ್ಟ್ರಾಕ್ಯಾಪ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ನಿಮಗೆ ಸುಮಾರು 20x ತೂಕ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಬಹುಶಃ ಹೆಚ್ಚು, ಏಕೆಂದರೆ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಸದೆ ಬಿಡುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಸಹ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಕರೆಂಟ್‌ಗಾಗಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯಾಪಾರವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.

ನಂತರ ಸ್ವಯಂ-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಇದೆ: ಶೇಖರಣಾ ಸಾಧನದಿಂದ ಎಷ್ಟು ಬೇಗನೆ ವಿದ್ಯುತ್ "ಸೋರಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ". NiMh ಕೋಶಗಳು ಮಾತ್ರ ದೃಢವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ತಿಂಗಳಿಗೆ 20–30% ರಷ್ಟು ಸ್ವಯಂ-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತವೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಲಿ-ಅಯಾನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಲಿ-ಅಯಾನ್ ಕೋಶಗಳು ಇದನ್ನು ತಿಂಗಳಿಗೆ <2% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ ಓವರ್ಹೆಡ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಕೆಲವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುಶಃ 3%. ಇಂದಿನ ಅಲ್ಟ್ರಾಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಮೊದಲ ತಿಂಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್‌ನ 50% ರಷ್ಟು ಇಳಿಯುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿದಿನ ರೀಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾದ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಅದು ಅಪ್ರಸ್ತುತವಾಗಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಕ್ಯಾಪ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಬಳಕೆಯ ಸಂದರ್ಭಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಕನಿಷ್ಠ ಉತ್ತಮ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವವರೆಗೆ.

ಮತ್ತು ನಿಮಗೆ ಇಷ್ಟೊಂದು ಅಗತ್ಯವಿರುವುದರಿಂದ, ಅಲ್ಟ್ರಾ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ಪ್ರಸ್ತುತ ಬೆಲೆ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಬೆಲೆಗಿಂತ 6x-20x ಆಗಿರಬಹುದು. ನಿಮ್ಮ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗೆ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರೆಂಟ್ ಸರ್ಜ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ, ಅಲ್ಟ್ರಾ ಕ್ಯಾಪ್ ಒಂದು ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿರಬಹುದು. ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಇದು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಬದಲಿಯಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರುಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ, ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ, ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಉಪಯುಕ್ತವಾದ ಪರಿಗಣನೆಯಾಗಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಟ್ರಾಕ್ಯಾಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿರಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಬಹಳ ಪೂರಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ/ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕ್ಯಾಪ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರೆಂಟ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವಿತಾವಧಿ. ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ತಮವಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಕ್ಯಾಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಹಾಗೂ ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ತಮವಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ತಲುಪಿಸಲು ಬಹಳಷ್ಟು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಬಹುಶಃ ಒಂದು ದಿನ ಅಲ್ಟ್ರಾಕ್ಯಾಪ್ ವಿಶಿಷ್ಟ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕರ್ತವ್ಯಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಲೇಖನ: https://qr.ae/pCacU0