Siêu tụ điện là gì? Siêu tụ điện có đặc điểm là mật độ năng lượng cao, thời gian sạc ngắn, tuổi thọ lâu dài, đặc tính nhiệt độ tốt, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Siêu tụ điện được sử dụng rộng rãi.
Sự khác biệt giữa siêu tụ điện và pin là cả siêu tụ điện và pin đều là các thành phần lưu trữ năng lượng. Nhưng có sự khác biệt. Quá trình lưu trữ năng lượng của siêu tụ điện là một quá trình vật lý, và việc lưu trữ năng lượng của pin là một quá trình phản ứng hóa học. Có những khác biệt cơ bản giữa hai điều này. Đặc điểm năng lượng của siêu tụ điện tốt hơn so với pin, có thể sạc và xả nhanh với dòng điện cao. Mật độ năng lượng của pin cao hơn so với dự phòng năng lượng siêu tụ điện và pin có nhiều khả năng lưu trữ năng lượng hơn trong cùng một thể tích; Bởi vì quá trình sạc vật lý của siêu tụ điện, nó có tuổi thọ lâu dài. Nói chung, thời gian sạc và xả của siêu tụ điện đạt hơn 500.000 lần, và thời gian sạc và xả của pin ít hơn nhiều. Pin axit-chì có 500 lần và pin lithium có 1000-1500 lần. Thời gian sạc và xả của các loại khác nhau là khác nhau. Nhiệt độ làm việc của siêu tụ điện rộng hơn nhiệt độ của pin, - 40 đến 65 ℃.
Siêu tụ điện được làm từ vật liệu hoạt tính gốc carbon, carbon đen dẫn điện và chất kết dính làm vật liệu điện cực, sử dụng chất điện phân phân cực để hấp thụ các ion dương và âm trong chất điện phân để tạo thành cấu trúc hai lớp điện để lưu trữ năng lượng. Quá trình tích trữ năng lượng về cơ bản không diễn ra phản ứng hóa học nên vòng đời của chu trình rất dài. Ví dụ, đối với pin axit-chì, pin axit-chì sử dụng các tấm chì chứa đầy chì xốp làm điện cực âm, các tấm chì chứa đầy chì điôxít làm điện cực dương và axit sunfuric loãng 1,28% làm chất điện phân. Khi sạc, năng lượng điện được chuyển thành năng lượng hóa học, và khi phóng điện, năng lượng hóa học được chuyển đổi thành năng lượng điện
Do công suất riêng lớn, mật độ công suất lớn, vòng đời dài, độ ổn định cao và thân thiện với môi trường, siêu tụ điện đã cho thấy triển vọng ứng dụng lớn trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như các sản phẩm điện tử cầm tay và đeo. Tuy nhiên, làm thế nào để nâng cao hơn nữa hiệu quả ứng dụng của nó là một bài toán quan trọng cần được giải quyết. Ví dụ, có nhu cầu cấp thiết là phát triển một siêu tụ điện có thể phản ánh trực tiếp và theo thời gian thực trạng thái làm việc của nó, đồng thời nhắc nhở người dùng sạc kịp thời trước khi sử dụng hết điện năng, để nhận ra hoạt động an toàn và hiệu quả của thiết bị. Nhưng cho đến nay, siêu tụ điện thông minh như vậy vẫn chưa được báo cáo.
Bộ nguồn tụ điện thông minh dựa trên tụ điện điện áp thấp tự phục hồi làm phần thân chính, bộ xử lý đo lường và điều khiển thông minh làm trung tâm điều khiển, sử dụng phần mềm vi điện tử và công nghệ phần cứng để đạt được điều khiển không cắt ngang của thyristor, trì hoãn chuyển đổi từ cơ học chốt tiếp điểm rơle, và công nghệ chuyển mạch không giao nhau của rơle chốt từ cơ và hợp chất thyristor, bù hệ số công suất mạch chuyển mạch và hiệu chỉnh hệ số công suất được thực hiện cho đường dây hạ áp 0,4kV.
Bộ tụ điện thông minh tích hợp công nghệ cảm biến, công nghệ mạng và công nghệ điện mới nhất, đồng thời kết hợp chúng thành mạng thông minh, thu nhỏ và kết nối mạng. So với các sản phẩm bù công suất phản kháng hạ áp truyền thống, hoạt động của nó đơn giản hơn, giao diện trực quan hơn, không yêu cầu chuyên môn đối với người sử dụng, có tính năng tự động chuyển mạch chu kỳ; bù ba pha, bù chia pha, bù hỗn hợp, bù tối ưu hóa phân cấp, bù tối ưu hóa mức hỗn hợp; quá dòng / quá áp / dưới áp / dưới dòng, mất áp, mất pha, sóng hài, bảo vệ nhiệt độ; đo lường, kiểm soát, về Thông tin và các chức năng khác.
Cấu trúc của bộ tụ bù thông minh phá vỡ thiết bị bù công suất phản kháng điện áp thấp hiện có, hiện thực hóa phương thức điều khiển phi tập trung và quản lý tập trung mới; hệ thống bù có đặc điểm ít thiết bị hơn, nhiệt độ tăng nhỏ, khối lượng nhỏ, tiêu thụ điện năng nhỏ, chống sóng hài; kết cấu đơn giản, dễ thực hiện tiêu chuẩn hóa, tiêu chuẩn hóa, cấu hình linh hoạt về công suất, an toàn, tin cậy, tiết kiệm, dễ sử dụng, ... Công suất tác dụng của máy biến áp phân phối được tăng lên, giảm đầu tư nâng công suất, giảm tổn thất hệ thống bù. bị giảm. Việc chuyển đổi điều khiển phi tập trung theo thời gian thực làm tăng tính ổn định của hệ thống bù. Kiểm soát giao cắt bằng không làm giảm tác động của dòng khởi động lên điện áp hệ thống. Việc ổn định lưới điện hệ thống, giảm tổn thất thiết bị và nâng cao tuổi thọ của tụ bù, có ý nghĩa to lớn đối với việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Làm tốt công tác hiệu chỉnh hệ số công suất.
Sự khác biệt giữa tụ điện thông minh và tụ điện truyền thống
Thứ nhất, tụ điện thông minh sử dụng công tắc chuyển mạch tiên tiến nhất để nhận ra việc chuyển mạch bằng không mà không có dòng điện khởi động.
Thứ hai, tụ điện thông minh có thể nhận ra bảo vệ quá áp và dưới điện áp; tụ bù quá nhiệt và bảo vệ mất pha, khi nhiệt độ bên trong tụ điện vượt quá 60 độ, tụ điện sẽ tự ngắt, nâng cao tuổi thọ và đảm bảo hệ thống vận hành an toàn. Đồng thời, tụ điện thông minh có thể điều khiển hiệu quả các thành phần thông minh và có thể tự chẩn đoán các thông số hoạt động của cơ thể. Khi lỗi tự kiểm tra xảy ra, toàn bộ máy sẽ phản hồi nhanh chóng và thoát khỏi hoạt động.
Hệ số công suất liên quan đến đặc tính tải của mạch. Ví dụ, hệ số công suất của tải điện trở như bóng đèn sợi đốt và lò điện trở là 1. Nói chung, hệ số công suất của mạch có tải cảm hoặc tải điện dung nhỏ hơn 1. Hệ số công suất là một số liệu kỹ thuật quan trọng của hệ thống điện. Hệ số công suất là hệ số để đo hiệu suất của thiết bị điện. Hệ số công suất thấp chứng tỏ công suất phản kháng của đoạn mạch dùng để biến đổi từ trường xoay chiều lớn, làm giảm hiệu suất sử dụng thiết bị và tăng tổn thất cung cấp điện của đường dây. Vì vậy cục cung cấp điện có những yêu cầu tiêu chuẩn nhất định về hệ số công suất của bộ tiêu thụ điện.
(1) Lấy thiết bị làm ví dụ. Ví dụ, công suất của thiết bị là 100 đơn vị, tức là 100 đơn vị công suất được chuyển đến thiết bị. Tuy nhiên, do hầu hết các hệ thống điện đều có tổn thất công suất phản kháng cố hữu nên chỉ có thể sử dụng 70 đơn vị công suất. Thật không may, mặc dù chỉ có 70 chiếc được sử dụng nhưng nó có giá 100 chiếc. Trong ví dụ này, hệ số công suất là 0,7 (nếu hệ số công suất của hầu hết các thiết bị nhỏ hơn 0,9 sẽ bị phạt). Loại tổn thất công suất phản kháng này chủ yếu tồn tại trong các thiết bị điện (như quạt gió, máy bơm, máy nén, v.v.), còn được gọi là phụ tải cảm ứng. Hệ số công suất là tiêu chuẩn đo lường hiệu suất của động cơ.
(2) Mỗi loại hệ thống động cơ tiêu thụ hai loại công suất là công suất tác dụng thực (gọi là kW) và công suất phản kháng phản kháng. Hệ số công suất là tỷ số giữa công tích cực trên tổng công suất. Hệ số công suất càng cao thì tỷ lệ công việc tích cực trên tổng công suất càng cao và hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.
(3) Phân tích nâng cao: trong mạch tải cảm ứng, dạng sóng dòng điện đỉnh xảy ra sau dạng sóng điện áp đỉnh. Sự tách biệt của các giá trị đỉnh của hai dạng sóng có thể được biểu thị bằng hệ số công suất. Hệ số công suất càng thấp thì khoảng cách giữa hai đỉnh dạng sóng càng lớn. Bộ nguồn tụ điện có thể làm cho hai đỉnh gần nhau trở lại, để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống.
