Tá roinnt airíonna iontacha ag toilleoirí. Stórálann siad cumhacht mar mhuirear leictreach seachas fuinneamh ceimiceach, mar shampla. De ghnáth, ceadaíonn sé seo amanna muirir beagnach láithreach agus sruthanna aschuir buaic an-ard. Is féidir leo maireachtáil na céadta mílte timthriall muirir-urscaoilte, seachas na céadta timthriallta do chadhnraí lán-thimthriallta. Mar sin, cad é an fhadhb?
Soláthraíonn ceallraí voltas réasúnta tairiseach thar shaolré fada úsáideach. Ag brath ar an bhfeiste, d'fhéadfadh fadhbanna feidhmíochta a bheith agat atá beagnach ídithe. Téann fóin chliste, mar shampla, i mód coigiltis cumhachta. Ní hamháin chun iad a choinneáil ag rith beagán níos faide atá sin amhlaidh, ach chun múchadh láithreach gan rabhadh a chosc.
Mar is féidir leat a fheiceáil, titeann an voltas de réir mar a bhíonn an ceallraí beagnach ídithe. I do ghuthán, tá ciorcad comhshó cumhachta ann, cuid den bhainistíocht chumhachta fhoriomlán, a oibríonn chun cumhacht ceallraí nach bhfuil an-tairiseach a thiontú ina cumhacht chórais atá rialaithe go docht (is dócha go bhfuil go leor voltais éagsúla ann). Tabhair faoi deara go bhfuil caidreamh tábhachtach anseo: cumhacht=sruth*voltas. Mar sin, chun an chumhacht chéanna a choinneáil, de réir mar a thiteann an voltas, caithfidh mo chiorcad níos mó srutha a tharraingt.
Bíonn beagán friotaíochta inmheánaí ag gach ceallraí, agus mar gheall ar chaidreamh eile, ar a dtugtar Dlí Ohm, tá a fhios agat go dtitfidh roinnt voltais sa cheallraí. Sa líníocht, is é Vout = V0−r∗I, áit a seasann I don sruth. Dá bhrí sin, de réir mar a thiteann mo V0 agus go gcaithfidh mo chiorcad bainistíochta cumhachta níos mó srutha a tharraingt chun an chumhacht chéanna a sheachadadh, titeann voltas aschuir na ceallraí níos tapúla fós. Chuir sé seo teorainn leis an uas-aschur reatha ó cheallraí, agus ciallaíonn sé freisin go dtiteann siad amach go gasta nuair a bhíonn siad beagnach ídithe.
Ach titeann an voltas aschuir, an buaicshruth, agus an chumhacht iomlán i dtoilleoir go heaspónantúil le himeacht ama. Tá buntáiste amháin ag an toilleoir: stóráiltear muirear leictreach aige, seachas muirear leictreach a thiontú ina mhuirear ceimiceach mar atá i gceallraí, mar sin cé go bhfuil friotaíocht inmheánach ann, tá sí beag bídeach agus is féidir neamhaird a dhéanamh di de ghnáth. Is féidir le toilleoirí sruthanna an-arda a sholáthar ar feadh tréimhse ghearr.
Ach chun rud a chumhachtú, is fadhb iad. Cuimhnigh ar mo mhian cumhacht tairiseach a choinneáil ag dul isteach i mo chóras bainistíochta cumhachta, agus go bhfuil cumhacht = sruth*voltas. De réir mar a thiteann ár voltas go tapa, caithfimid é a chúiteamh le sruth atá ag ardú go tapa chun an chumhacht chéanna a sheachadadh. Fágann sruthanna an-ard go mbíonn ciorcad i bhfad níos costasaí, comhpháirteanna tiontaithe cumhachta níos mó, níos mó caillteanais cumhachta i gcláir chiorcad, srl… an fhadhb bhunúsach chéanna atá ag an gceallraí i dtreo dheireadh an ama, ach tá sé seo ag tosú ag tarlú go han-luath i saol stórála cumhachta úsáideach an toilleora. Agus de réir mar a ídíonn an toilleoir, titeann an buaicshruth, cé go bhfuil sé fós sách ard, freisin.
Is í an fhadhb eile ná go bhfuil fuinneamh sonrach i bhfad níos ísle ag ultratoilleoirí nua-aimseartha ná mar a bhíonn ag cadhnraí. Bainistíonn na ultrachaipíní is fearr ar an margadh 8-10 Wh/kg, agus tá an chuid is mó acu níos cosúla le 5 Wh/kg. Seachadann na cadhnraí Li-ian is fearr gar do 200 Wh/kg, agus is féidir le go leor foirmlithe os cionn 100 Wh/kg a bhaint amach. Mar sin, teastaíonn thart ar 20 oiread an mheáchain uait chun ultrachaipíní a úsáid. Ach b'fhéidir níos mó, ós rud é ag pointe éigin le linn an urscaoilte, ag brath ar an bhfeidhmchlár, go dtitfidh an voltas ró-íseal le bheith inúsáidte, rud a fhágfaidh cumhacht gan úsáid. Chomh maith leis sin, murab ionann agus toilleoirí níos traidisiúnta, tá friotaíocht inmheánach réasúnta ard ag ultratoilleoirí freisin. Mar sin ní féidir leo mórán malartú voltais ar shrutha a thacú.
Ansin tá an féin-urscaoileadh ann: cé chomh tapa agus a “sceitheann” cumhacht ó fheiste stórála. Is iad na cealla NiMh amháin atá láidir, ach féin-urscaoileadh chomh hard le 20–30% in aghaidh na míosa. Laghdaíonn cealla ian litiam é seo go dtí níos mó cosúil le <2% in aghaidh na míosa ag brath ar an teicneolaíocht ian litiam ar leith, b’fhéidir 3% i roinnt córas ag brath ar fhorchostais monatóireachta ceallraí. Titeann Ultracapacitors an lae inniu suas le 50% den mhuirear sa chéad mhí. B’fhéidir nach bhfuil tábhacht leis sin i bhfeiste a athluchtaítear go laethúil, ach cuireann sé teorainn iomlán leis na cásanna úsáide do chaipíní i gcomparáid le cadhnraí, ar a laghad go dtí go gcruthófar dearaí níos fearr.
Agus toisc go bhfuil an oiread sin de dhíth ort, is féidir go mbeadh costas reatha ultra-thoilleoirí 6x-20x costas cadhnraí. Más gá aschur cumhachta an-bheag do d'fheidhmchlár, go háirithe le borradh reatha an-ghearr ard, d'fhéadfadh an ultracap a bheith ina rogha. Seachas sin, ní bheidh sé ina athsholáthar ceallraí go luath amach anseo.
I gcás feidhmchlár ard-reatha cosúil le gluaisteáin leictreacha, ní smaoineamh úsáideach é go fóill, mar chóras neamhspleách. Cé gur féidir le córais a úsáideann ultra-chaipíní agus cadhnraí araon a bheith tarraingteach, ós rud é go bhfuil a ndifríochtaí an-chomhlántach, an t-aistriú reatha ard agus an saolré fada atá ag an gcaipín i gcomparáid leis an dlús ard fuinnimh/fuinnimh shonrach atá ag an gceallraí. Agus tá a lán oibre ar siúl chun ultra-thoilleoirí i bhfad níos fearr a sheachadadh, chomh maith le cadhnraí i bhfad níos fearr. Mar sin b'fhéidir go nglacfaidh an ultra-chaipín le níos mó de na dualgais tipiciúla ceallraí lá éigin.
alt ó: https://qr.ae/pCacU0
Am an phoist: 06 Eanáir 2026