事前充電されたバッテリーと比較して、事前充電されたスーパーキャップはどの程度安全ですか?
太陽光発電システムを設計していますが、MaxwellのBCAP0005スーパーキャップ(2.7V、5F)のようなものを使用して大量のエネルギーを貯蔵したいと考えています。
このスーパーキャップは、2500 mAh AAセルのバッテリーパック、または個別のAAセルよりも、エネルギーと危険性がはるかに低くなっています。
選択したスーパーキャップは、最新の2500 mAh NimH AAセルから通常得られるものをわずかに超える、1秒の電力バーストを生成しますが、完全に放電されます。
ただし、単一の単3電池では、出力はやや少なくなりますが、数分間は発生します。単一のセルまたはバッテリー内のいくつかのセルは、非常に高い温度を生成し、火災を起こす可能性があります。スーパーキャップは、非常に困難な場合にのみ、発砲に使用できます。
一部のスーパーキャップまたはウルトラキャップは、これよりはるかに優れています。いくつかは、例えば自動車の始動に使用できます。
"....ズボンが燃える"-ほぼ: "数回"になって、ズボンのポケットに火をつけたり、(愚かに)いくつかのAA NimHセルを( 2000 mAhの容量)プラスコインとキーが同じポケットにあり、導電性パスが形成されています。ポケットからの細胞の除去は突然、唯一の圧倒的な優先事項となり、ズボンの除去が次の第2の選択肢となります。これは私が将来的に再現するつもりの経験ではありません:-)。そのような場合、いくつかのコインまたはキーは、数秒で安全な取り扱いレベルをはるかに超える温度に達します。例として選択されたスーパーキャップは、この結果を達成できませんでした。
まず、エネルギー容量の側面を見てみましょう。
通常の用語の意味では、2.7V、5Fのコンデンサは「大量のエネルギー」を蓄えません。コンデンサのすべてのエネルギーが利用可能であれば、E = 0.5 x C x V ^ 2ジュールを提供します。2.7V、5Fコンデンサの場合、E = 0.5 x 5 x 2.7 ^ 2 =〜18ジュール。
比較すると、2500 mAhの単三電池は約
E = V x Ah x 3600ジュール
= 1.2 x 2.5 x 3600 = 10,800ジュールを提供します。
したがって、5Fスーパーキャップは、バッテリーのエネルギーの約18 / 10,800 =〜0.17%を保存します。また、バッテリーは通常のアプリケーションでこのエネルギーのほとんどすべてを供給することができますが、スーパーキャップは、電圧がゼロに近づくにつれてエネルギーを回復するために追加の努力が必要になります。
安全な排出:
バッテリーと比較してスーパーキャップが役立つのは、急速に充電および急速に放電する能力であり、容量の損失がほとんどないバッテリーよりもはるかに多くのサイクルにわたってこれを行うことができます。
いくつかのケースでは、この急速充放電能力は一般的なバッテリーのそれと比較して大きく、それらの総容量で表すとバッテリーのそれと比較して非常に大きいです。
ただし、選択した例とそのファミリーの他のすべてのメンバーは、一部のスーパー/ウルトラキャップよりもはるかに「扱いにくい」ものです。ここで入手可能なデータシートは、170ミリオームの内部抵抗を示し、完全に充電された場合の短絡電流は約2.7 / 0.17 =〜16Aであり、標準的な短絡電流は65Cで16A、85Cで14Aと示されています。温度が急速に上昇し、等価電圧(短絡が解除されると)が短絡状態で非常に急速に低下するため(18 Jの総容量では、s / c放電時間は1秒未満です)、このコンデンサは大量のエネルギーを生成しません。 (たぶん20〜30Wピーク)そして1秒未満です。
典型的な現代のNimH AAセルには、はるかに多くのエネルギーが含まれており、はるかに長い間、はるかに多くの電力を供給します。
例えば、2.5アンペアニッケル水素AA電池は、典型的には、約5Aまでに排出することができるとよい非常に低減された電圧で短い期間20Aの範囲10Aにロードされた放電容量を有しています。したがって、出力は、ワット数がほんの一瞬の間にスーパーキャップが生成するものとほぼ一致しますが、バッテリーは数秒で10+ワット、数分で5+ワットを生成します。