Kablo Tabanlı Esnek Süper Kapasitörler
Tasarımlarda her bir enerji depolama teknolojisinin göreceli avantajları ve dezavantajları her zaman ayrı ayrı dikkate alınmalıdır…
İdeal bir enerji depolama sistemi hem pilleri hem de süper kapasitörleri içerebilir, ancak, alan ve performans kısıtlamaları gibi ödünler tasarımları genellikle bu ödünleri birbirleriyle sınırlamaktadır.
Enerji depolamanın birden fazla yolu vardır. Piller şu anda popüler olduklarından diğer enerji depolama mekanizmaları için doğal bir karşılaştırma noktasıdır. Bu alternatifler tipik olarak pillerle aynı enerji yoğunluğuna sahip değildir ancak birçok açıdan pillerden daha iyi performans gösterebilir. Popüler bir alternatif, pillere kıyasla önemli ölçüde daha yüksek güç yoğunluğuna sahip olan ve çok fazla enerjiyi çok hızlı bir şekilde şarj ve deşarj etmelerini sağlayan süper kapasitörlerdir. Süper kapasitörlerin temel faydaları şunlardır:
- Yüksek güç yoğunlukları ile çok fazla enerjiyi çok hızlı bir şekilde şarj etme ve boşaltma yeteneği.
- 1.000.000 çevrime kadar uzun çevrim ömrü (test özelliklerine bağlı olarak)
- Pillere kıyasla güvenli, rahat ve dayanıklı çalışma.
Bu avantajlardan dolayı, süperkapasitörler yaygın olarak anlık güç ihtiyacını karşılamak, yükleri dengelemek (özellikle güce duyarlı ekipman için), yedek güç sağlamak ve güneş panelleri gibi kesintili yenilenebilir enerji kaynaklarından elde ettikleri enerjiyi depolamak için kullanılır.
Bir pille aynı ağırlığa sahip bir Süperkapasitör daha fazla güç tutabilirken, güç yoğunluğu (Watt/Kg) lityum iyon pillerden 10 kata kadar daha iyidir. Bununla birlikte, Süperkapasitörlerin yavaş deşarj olmaması, enerji yoğunluğu’nun (Watt-saat/Kg) bir Lityum-iyon pilin sunduğundan çok daha küçük olduğu anlamına gelir.
Çoğu kişi pillerin ve süper kapasitörlerin birbiri ile karşılaştırmasına odaklanırken, ikisinin bir kombinasyonu, her birinin tek başına elde edebileceğinden daha yüksek performans sağlama potansiyeline sahiptir. Ancak alanın kısıtlı olduğu uygulamalar için bu kombinasyonun faydaları göz ardı edilerek hibrit sistemlerin benimsenmesi sınırlandırılmıştır. Süper kapasitörler için enerji kapasitesini en yüksek güç kapasitesiyle dengelemek çok önemlidir. Ancak, enerji depolama sistemleri için alan kısıtlamaları varsa, süper kapasitör eklemek için yeterli alan olmayabilir. Ayrıca, süper kapasitörlerin eklenmesi güç yoğunluğunu artırırken, pil sayısını azaltmak sistemin uzun vadeli enerji depolama kapasitesini enerji yoğunluğu azaltır. Bu nedenle tasarımlarda, her bir enerji depolama teknolojisinin göreceli avantajları ve dezavantajları her zaman ayrı ayrı dikkate alınmalıdır.
Devre kartlarına kullanılan süper kapasitörler, geleneksel olarak silindirik veya dikdörtgen bir şekle sahiptir. Bu durum bazen devre kartlarının boyutları azaltmada büyük bir engel olabilmektedir.
Kablo tabanlı esnek süper kapasitörler bu gibi durumlar için en uygun çözümü sağlamaktadır. Şekil 2 de esnek süper kapasitöre ait bir görsel verilmiştir.
Kablo tabanlı esnek süper kapasitör, tasarımcılara müşterilerinin ihtiyaçlarını karşılamaları için daha fazla alan ve tasarım esnekliği sağlar. Bunun nedeni, kendinden önceki herhangi bir süper kapasitörden farklı olarak, kablo tabanlı esnek süper kapasitör’ün devre kartında boş alan bulunan alanlardan geçirilebilmesi veya devre kartının dışına yerleştirilebilmesi ve bunun yerine ürün veya sistem altyapısının diğer bölümlerine entegre edilebilmesidir.
Aşağıdaki görüntü, bir baskılı devre kartında (PCB) geleneksel süper kapasitörlerin ve kablo tabanlı esnek süper kapasitörlerin kullanımını temsil etmektedir.
Süper kapasitörler, enerji depolama sistemlerinde önemli bir rol oynar ve akıllı şehir teknolojileri, giyilebilir cihazlar, güneş enerjisi sistemleri, elektrikli araçlar ve daha fazlasında yeni nesil teknolojilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Bu nedenle süper kapasitörlerdeki gelişimler bu sektörleri ciddi şekilde etkileme potansiyeline sahiptir.
