Главная
Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2021, № 1-2, с. 3-9.
DOI: 10.15222/TKEA2021.1-2.03
УДК 628.931
Суперконденсаторні енергонакопичувачі для освітлювальних систем з комбінованим електроживленням
(українською мовою)
Пекур Д. В.1, Коломзаров Ю. В.1, Костильов В. П.1, Сорокін В. М.1, Корнага В. І.1, Коркішко Р. М.1, Ніколаєнко Ю. Є.2

Україна, м. Київ, 1Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України; 2КПІ ім. Ігоря Сікорського.

Запропоновано принципи побудови систем живлення потужних світлодіодних джерел світла з суперконденсаторними накопичувачами енергії для підвищення ефективності використання енергії від джерел зі змінною генерацією у вигляді сонячних батарей. Системи з накопичувачами на основі суперконденсаторів, що дозволяють забезпечити стабільну роботу освітлювальної системи в періоди відсутності енергії чи зниження її надходження від альтернативного джерела, забезпечують високу безпечність і надійність роботи, а також мають значно вищий термін експлуатації у порівнянні з системами зберігання енергії на основі акумуляторів.

Ключові слова: системи освітлення, суперконденсатори, накопичувачі енергії, фотоперетворювачі сонячної енергії.

Дата подання рукопису 12.02 2021
Використані джерела
  1. Пекур Д.В., Сорокін В.М., Ніколаєнко Ю.Є. Експериментальне дослідження компактної системи охолодження з тепловими трубами для потужної світлодіодної матриці. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2020, № 3-4, c. 35-41. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2020.3-4.35
  2. Borkowski, P., Pawlowski M. Zasilanie energooszczednych zrodel swiatla poprzez systemy zasobnikowe. Przeglad Elektrotechniczny, 2013, vol. 89, N 1A, pp. 21-24.
  3. Mamen А., Supatti U. A survey of hybrid energy storage systems applied for intermittent renewable energy systems. In Proc. of 2017 14th International Conference on electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), 2017, pp. 729-732. https://doi.org/10.1109/ECTICon.2017.809634
  4. Nikolaenko Yu.E. Kravets V.Yu., Naumova A.N., Baranyuk A.V. Development of the ways to increase the lighting energy efficiency of living space. International Journal of Energy for a Clean Environment, 2017, vol. 18, iss. 3, pp. 275-285. https://doi.org/10.1615/InterJEnerCleanEnv.2018021641
  5. Коломзаров Ю.В., Костильов В.П., Сорокін В.М. та ін. Екологічні проблеми освітлення та перспективи застосування енергоощадних світлодіодних освітлювальних систем з комбінованим електроживленням. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2020, № 5-6, c. 3-9. https://doi.org/10.15222/TKEA2020.5-6.03
  6. Кулова Т.Л., Николаев И.И., Фатеев В.Н., Алиев А.Ш. Современные электрохимические системы аккумулирования энергии. Kimya Problemlеri, 2018, № 1, c. 9-34.
  7. Barton J.P., Infield D.G. Energy storage and its use with intermittent renewable energy. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2004, vol. 19, № 2, pp. 441-448. https://doi.org/10.1109/TEC.2003.822305
  8. Marlinda A.R., Zaman Zaira Chowdhury, Yasmin Binti Abdul Wahab et al. Chapter two - Fundamental electrochemical energy storage systems Suresh Sagadevan. Advances in Supercapacitor and Supercapattery, 2021, pp. 27-43. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819897-1.00001-X
  9. Krishnamoorthy K., Pazhamalai P., Mariappan V.K et al. Two-Dimensional Siloxene-Graphene Heterostructure-Based High-Performance Supercapacitor for Capturing Regenerative Braking Energy in Electric Vehicles. Adv. Funct. Mater, 2020, Art. no. 2008422. https://doi.org/10.1002/adfm.202008422
  10. Kozhushko Yu., Pavkovic D., Karbivska T., Safronov P., Bondarenko O. Robust Control of Battery-Supercapacitor Energy Storage System Using Kharitonov Theorem. In Proc. of 2020 IEEE 14th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering, CPE-POWERENG 2020, 2020, pp. 550-555. https://doi.org/10.1109/CPE-POWERENG48600.2020.9161569
  11. Mars P. Supercapacitors for SSD backup power. Electron. Products, 2009, vol. 51, № 10, pp. 40-41.
  12. Miller J. R. Engineering electrochemical capacitor applications. Journal of Power Sources, 2016, vol. 326, pp. 726-735. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.04.020
  13. Kozhushko Y., Pavkovic D., Zinchenko D. et al. Hybrid Energy Storage System of Power Supply for Micro Resistance Welding. 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Ukraine, Kyiv, 2019, pp. 584-589. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783890
  14. Arkhangelski J., Roncero-Sanchez P., Abdou-Tankari M. et al. Control and Restrictions of a Hybrid Renewable Energy System Connected to the Grid: A Battery and Supercapacitor Storage Case. Energies, 2019, vol. 12, iss. 14, art. no. 2776. https://doi.org/10.3390/en12142776
  15. Tao Ma, Hongxing Yang, Lin Lu. Development of hybrid battery-supercapacitor energy storage for remote area renewable energy systems. Applied Energy, 2015, vol. 153, pp. 56-62. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.12.008
  16. Кашкаров А. Ионистор в автономной электрической цепи. Современная электроника, 2014, № 1, c. 38-40.
  17. Mouser Electronics. 2.7V 1F, 100F, 150F ULTRACAPACITOR CELL. https://www.mouser.mx/datasheet/2/257/2_7_1_100_150F_ds_3001957_datasheet-1518704.pdf (28 December 2020).
  18. Mouser Electronics. 3.0V 50F ULTRACAPACITOR CELL. https://www.mouser.com/datasheet/2/257/3V_50F_datasheet-1535527.pdf (28 December 2020).
  19. Helmholtz H.V. Ueber einige Gesetze der Vertheilung elektrischer Strome in korperlichen Leitern mit Anwendung auf die thierisch-elektrischen Versuche. Ann. Phys. (Leipzig), 1853, vol. 165, iss. 6, pp. 211-233. https://doi.org/10.1002/andp.18531650603
  20. Becker H.I. General electric. Low voltage electrolytic capactor. Pat. USA, no. 2800616, 1957.
  21. Xing T., Ouyang Y., Zheng L. et al. Free-standing ternary metallic sulphides/Ni/C-nanofiber anodes for high-performance lithium-ion capacitors. Energy Chem, 2020, vol. 42, pp. 108-115. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2019.06.002
  22. An Y., Chen S., Zou M. et al. Improving anode performances of lithium-ion capacitors employing carbon-Si composites. Rare Met., 2019. vol. 38. pp. 1113-1123. https://doi.org/10.1007/s12598-019-01328-w
  23. Chen Y., Qiu X., Fan L. Z. Nitrogen-rich hierarchically porous carbon foams as high-performance electrodes for lithium-based dual-ion capacitor. J. Energy Chem., 2020, vol. 48, pp. 187-194. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.01.024
  24. Zhao J., Burke A. Review on supercapacitors: Technologies and performance evaluation. Journal of Energy Chemistry, 2021, vol. 59, pp. 276-291. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.11.013
  25. Cree Inc. XLamp CMU Family LEDs. https://www.cree.com/led-components/products/xlamp-cob-integrated-arrays/cmu-leds (28 December 2020).
  26. NASA. NASA POWER Data Access Viewer. https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (28 December 2020).