Ключові слова
конденсатор
розряд
лінійне навантаження
втрати електроенергії
ККД передачі енергії
Як цитувати
Анотація
У роботі визначені закономірності змінення втрат електроенергії та коефіцієнта її передачі у лінійне активне навантаження при розряді на нього суперконденсатора за різних умов переривання розрядних струмів. Визначено вплив умов переривання розрядних струмів суперконденсатора на енергетичні характеристики розрядного ланцюга з урахуванням того, що ємність суперконденсатора є функцією від напруги на його клемах. При цьому враховувалось, що ця напруга може змінювати свою полярність. Було розроблено математичну модель, яка враховує, що розрядний процес може мати як аперіодичний, так і коливальний характер. Модель була реалізована в пакеті програм Matlab/Simulink. Було проведено порівняння енергетичних характеристик при розряді суперконденсатора та звичайного лінійного конденсатора на одне і те ж лінійне навантаження при однаковій початковій напрузі на цих конденсаторах. Встановлено, що енергія, що надійшла в навантаження, при розряді суперконденсатора в 1,8 рази більша, ніж при розряді звичайного лінійного конденсатора, зарядженого до тієї ж напруги, але коефіцієнти корисної дії (ККД) передачі енергії цих процесів практично однакові. Однак як при примусовому перериванні розрядів суперконденсатора та звичайного лінійного конденсатора, ККД передачі енергії в навантаження збільшуються, причому ККД при розряді суперконденсатора завжди вищий. Бібл. 14, рис. 3, табл. 2.
Посилання
Vinnychenko D.V., Nazarova N.S. Research of characteristics of high voltage transformerless resonant charger of capacitary storage device. Tekhnichna elektrodynamika. 2019. No 1. Pp. 25–28. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2016.04.038 (Ukr)
Shydlovsky A.K., Suprunovskaya N.I. Energy processes in the electrical circuits of pulsed discharge installations with a capacitive energy storage at limitation of duration of its discharge on electrospark load at nonzero condi-tions of its charge. Theknichna elektrodynamika. 2010. No 1. Pp. 42–48. (Rus)
Suprunovskaya N.I., Shcherba A.A. Processes of energy redistribution between parallel connected capacitors. Tekhnichna elektrodinamika. 2015. No 4. Pp. 3–12. (Rus)
Izotov V.Yu., Gromadsky D.G., Maletin Yu.A. Simulation and calculation of the operating parameters of the su-percapacitor. Naukovi visti NTUU "KPI". 2008. No 6. Pp. 114–118. (Rus)
Beguin F., Frackowiak E. Supercapacitors: Materials, Systems and Applications. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013. 527 p.
Maletin Y., Stryzhakova N., Zelinskyi S., Chernukhin S., Tretyakov D., Mosqueda H., Davydenko N., and Drobnyi D. New Approach to Ultracapacitor Technology: What it Can Offer to Electrified Vehicles. Journal of Energy and Power Engineering. 2015. No 9. Pp. 585–591. DOI: https://doi.org/10.17265/1934-8975/2015.06.010
Mihailescu B., Svasta P.,Varzaru G. Hybrid Supercapacitor-Battery electric system with low electromagnetic emissions for automotive applications. U.P.B. Scientific Bulletin, Series C. Iss. 2. V. 75. 2013. Pp. 277–290.
Zubieta L., Bonert R. Characterization of Double-Layer Capacitors for Power Electronics Applications. IEEE Trans. On Industry Applications. January-February 2000. No 1. V. 36. Pp. 199–205. DOI: https://doi.org/10.1109/28.821816
Zhao Jingyuan, Burke Andrew F. Review on supercapacitors: Technologies and performance evaluation. Journal of energy chemistry. August 2021. Vol. 59. Pp. 276–291. URL: https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.11.013
Burke A., Miller M. The power capability of ultracapacitors and lithium batteries for electric and hybrid vehicle applications. Journal of the Power Sources. Jan. 2011. Iss. 1. V. 196. Pp. 514–522. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.06.092
Burke A., Zhao H. Supercapacitors in micro-and mild hybrids with lithium titanate oxide batteries: Vehicle simulations and laboratory tests. Research Report – UCD-ITS-RR-15-20. Institute of Transportation Studies. University of California, December 2015. URL: https://escholarship.org/uc/item/87j1k9fn
Rafik F., Gualous H., Gallay R., Crausaz A., and Berthon A. Frequency, thermal and voltage supercapacitor characterization and modeling. Journal of Power Sources. 2007. No 2. V. 165. Pp. 928–934. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.12.021
Shcherba A.A., Suprunovskaya N.I., Beletsky O.A. Power characteristics of supercapacitors during their charge from a source of voltage and discharge on resistive load. Pratsi Insitutu elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. Kyiv, 2014. No. 39. Pp. 65–74. (Rus)
Shcherba Anatolii, Suprunovska Nataliia, Biletsky Oleh. Increasing Energy Efficiency of Charge Circuits of Su-percapacitors from Voltage Source. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS). Kyiv, Ukraine, 12-14 May 2020. DOI: https://doi.org/10.1109/ESS50319.2020.9160218
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2023 Н.І. Супруновська, А.А. Щерба, С.В. Бєлкін, І.М. Маслюченко