I condensatori anu una quantità di proprietà eccellenti. Immagazzinanu energia cum'è carica elettrica piuttostu chè energia chimica, per esempiu. Questu permette tipicamente tempi di carica quasi istantanei è currenti di piccu di uscita assai elevate. Puderanu sopravvive à centinaie di migliaia di cicli di carica-scarica, invece di e centinaie di cicli per e batterie à ciclu cumpletu. Allora, chì hè u prublema?
Una batteria furnisce una tensione abbastanza costante per una longa vita utile. Sicondu u dispusitivu, pudete avè prublemi di prestazioni vicinu à l'esaurimentu. I smartphones, per esempiu, entranu in modalità di risparmiu energeticu. Questu ùn hè micca solu per manteneli in funzione un pocu di più, ma per impedisce spegnimenti istantanei senza preavvisu.
Cum'è pudete vede, a tensione cala quandu a batteria hè vicina à l'esaurimentu. In u vostru telefunu, ci hè un circuitu di cunversione di putenza, chì face parte di a gestione generale di l'energia, chì funziona per cunvertisce una putenza di batteria micca terribilmente costante in una putenza di sistema assai strettamente regulata (probabilmente un inseme di tensioni diverse). Nutate bè chì ci hè una relazione impurtante quì: putenza = corrente * tensione. Dunque, per mantene a listessa putenza, quandu a tensione cala, u mo circuitu deve assorbe più corrente.
Ogni batteria hà una piccula resistenza interna, è per via di un'altra relazione, chjamata Legge d'Ohm, sapete chì ci serà una certa caduta di tensione in a batteria. In u disegnu, Vout = V0 − r∗I, induve I hè a corrente. Cusì, quandu u mo V0 cala è u mo circuitu di gestione di l'alimentazione deve piglià più corrente per furnisce a stessa putenza, a tensione di uscita di a batteria cala ancu più rapidamente. Questu hà limitatu a corrente massima di uscita di una batteria, è significa ancu chì si scaricanu abbastanza rapidamente quandu sò vicine à l'esaurimentu.
Ma a tensione di uscita, a corrente di piccu è a putenza tutale in un condensatore diminuiscenu esponenzialmente cù u tempu. U condensatore hà un vantaghju: immagazzina a carica elettrica, invece di cunvertisce a carica elettrica in carica chimica cum'è in una batteria, dunque, mentre ci hè una resistenza interna, hè minuscula è pò esse generalmente ignorata. I condensatori ponu furnisce currenti assai, assai elevate per un cortu periodu.
Ma per alimentà una cosa, sò problematichi. Ricurdatevi di u mo desideriu di mantene una putenza custante in u mo sistema di gestione di l'energia, è chì putenza = corrente * tensione. Mentre a nostra tensione cala rapidamente, duvemu cumpensà cù una corrente chì cresce rapidamente per furnisce a stessa putenza. E currenti assai alte rendenu un circuitu assai più caru, cumpunenti di cunversione di putenza più grandi, più perdita di putenza in i circuiti stampati, ecc ... listessu prublema di basa chì a batteria hà versu a fine, solu chì questu principia à accade assai prestu in a vita utile di almacenamiento di energia di u condensatore. È mentre u condensatore si esaurisce, a corrente di piccu, mentre hè sempre relativamente alta, cala ancu.
L'altru prublema hè chì l'ultracondensatori muderni anu una energia specifica assai più bassa chè e batterie. I migliori ultracondensatori in u mercatu riescenu à 8-10 Wh/kg, a maiò parte sò più cum'è 5 Wh/kg. E migliori batterie Li-ion furniscenu vicinu à 200 Wh/kg, parechje formulazioni ponu ghjunghje à più di 100 Wh/kg. Cusì avete bisognu di circa 20 volte u pesu per aduprà ultracondensatori. Ma forse di più, postu chì à un certu puntu durante a scarica, secondu l'applicazione, a tensione calerà troppu bassa per esse utilizabile, lascendu a putenza inutilizata. Inoltre, à u cuntrariu di i condensatori più tradiziunali, l'ultracondensatori anu ancu una resistenza interna relativamente alta. Cusì ùn ponu micca necessariamente supportà assai scambiu di tensione per corrente.
Dopu ci hè l'autoscarica: a rapidità cù a quale a putenza si "perde" da un dispositivu di almacenamiento. L'uniche cellule NiMh sò robuste, ma si autoscaricanu finu à u 20-30% à u mese. E cellule Li-ion riducenu questu à più o menu di u 2% à u mese secondu a tecnulugia Li-ion specifica, forse à u 3% in certi sistemi secondu u sovraccaricu di monitoraghju di a batteria. L'ultracondensatori d'oghje calanu finu à u 50% di carica in u primu mese. Questu ùn pò micca impurtà in un dispositivu chì hè ricaricatu ogni ghjornu, ma limita assolutamente i casi d'usu per i condensatori vs e batterie, almenu finu à chì ùn sianu creati disinni megliu.
È postu chì ne avete bisognu di tanti, u costu attuale di l'ultracondensatori pò esse 6x-20x u costu di e batterie. Sè a vostra applicazione hà bisognu di una putenza di uscita assai chjuca, in particulare cù picchi di corrente assai brevi, l'ultracondensatore pò esse una opzione. Altrimenti, ùn serà micca un rimpiazzamentu di batteria in un futuru vicinu.
Per l'applicazioni à corrente alta cum'è e vitture elettriche, ùn hè micca veramente una cunsiderazione utile ancu, cum'è un sistema indipendente. Ancu s'è i sistemi chì utilizanu sia ultracondensatori sia batterie ponu esse interessanti, postu chì e so differenze sò assai cumplementari, l'altu trasferimentu di corrente è a longa durata di u condensatore versus l'alta energia specifica/densità energetica di a batteria. È ci hè una tonna di travagliu in corsu per furnisce ultracondensatori assai megliu, è ancu batterie assai megliu. Dunque forse un ghjornu l'ultracondensatore assume più di i compiti tipici di a batteria.
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Data di publicazione: 6 di ghjennaghju di u 2026