Capacitores (Condensadores)

Tipos de Capacitores

Capacitor

Un condensador o capacitor es un dispositivo utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplementeenergía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como capaz de almacenarla energía eléctrica que recibe durante la carga, a la vez que la cede de igual forma durante la descarga.
Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de susplacas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiososen circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia.

Condensador de alta capacidad

Los condensadores electroquímicos de doble capa, también conocidos como supercondensadores,supercapacitores, pseudocapacitores, ultracondensadores, ultracapacitores o simplemente EDLC por sus siglasen inglés, son dispositivos electroquímicos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta encomparación con los condensadores normales, presentando una capacitancia miles de veces mayor que la de loselectrolíticos de alta capacidad.

Usos y Aplicaciones del capacitor

• En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para almacenar la carga, y moderar elvoltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada.
• También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente continua.
• Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtrosde muy baja frecuencia.
• Circuitos temporizadores.
• Filtros en circuitos de radio y TV.
• Fuentes de alimentación.
• Arranque de motores

Automóviles híbridos

Por la eficiencia en el uso de la energía estos dispositivos son un elemento prometedor para el desarrollo demedios de transporte que combinen la energía solar con la proveniente de combustibles fósiles. Suaprovechamiento se debe fundamentalmente a que permiten una mejor descarga de energía durante laaceleración del vehículo. En la prueba realizada en el 2000 para los nuevos autobuses de transporte de la NASAque con el uso de condensadores se podía acelerar a 157 pies en 10 segundos con el mínimo de pérdidas deenergía.
Un desarrollo importante es el uso de supercondensadores para el desarrollo de la unidad de apoyo auxiliar (APUpor sus siglas en inglés). Freightliner y Delphi demostraron su uso en sistemas automotrices de pasajeros,aunque BMW argumenta que hay poca sensibilidad para su regulación debido a las modificaciones hechas a lagasolina para reducir la emisión de contaminantes, por lo que es viable instalarlos en sistemas basados enhidrógeno.

Apoyo energético

Muchos proyectos en ingeniería, como el diseño de elevadores, requieren de ciclos donde en una etapa serequiera una baja descarga de energía y otros de una alta descarga (como cuando el elevador desciende yasciende). Esta demanda requiere de sistemas que permitan una regulación precisa de la energía suministrada yuna alta capacidad de almacenamiento de energía. De esta manera los supercondensadores suministran laenergía necesaria para subir el elevador sin necesidad de sobrecargar la red eléctrica.

Aplicaciones de energía solar

En aplicaciones de energía solar es necesario estabilizar la tensión suministrado por las fotoceldas, por lo que seutilizan supercondensadores de 2400 F dispuestos en paralelo para estabilizar el suministro de energía eléctrica.
De las fotoceldas generalmente se traslada la diferencia de potencial a una válvula de regulación de descargaácida. Actualmente se estudia la manera de controlar la tensión a través de un banco de supercondensadoresque permite disminuir los picos de tensión y proveer una corriente constante de 1.37 A por 45 segundos cadahora, gracias al almacenamiento de energía en el condensador y su liberación estable en un circuito equivalenteRLC.

Almacenamiento de energía

Uno de los usos más extendidos de supercondensadores es su uso en sistemas microelectrónicos, memorias decomputadoras y relojes y cámaras de alta precisión. Su uso permite mantener el funcionamiento de losdispositivos durante horas e incluso días.

Sistemas de transferencia de energía

Una aplicación estudiada ampliamente en la actualidad es el uso de supercondensadores en sistemas UPS unidoa sistemas de transferencia de energía acoplados por inducción (ICPT). Se utilizan para facilitar la transferenciade energía, hacer más eficiente la carga de energía eléctrica, permitiendo el aislamiento de los sistemas UPSpara el funcionamiento de sistemas eléctricos.

Sistemas de transferencia de potencia

En el área de energía las propiedades de los supercondensadores son de gran importancia para la transferenciade energía. Los sistemas STATCOM (Compensadores Estáticos) son dispositivos de la familia de los sistemas detransmisión de corriente flexible alternante (FACTS), y se utiliza para el control de los picos de tensión ensistemas eléctricos.

Cuando se conectan con sistemas de transferencia de potencia a elementos STATCOM, seproduce una gran inductancia que produce un incremento en la corriente y picos de tensión, por lo que esnecesario tener condensadores de gran capacitancia para compensar este fenómeno. Su uso permite manteneruna corriente constante y menores picos de tensión para facilitar la transmisión de la energía eléctrica.Los supercondensadores prometen llenar la brecha entre los condensadores y baterías.

Los EDLCs tienen una variedad de aplicaciones comerciales, especialmente en “suavización de energía” y losdispositivos de carga momentánea.

Dentro de sus primeros usos cabe destacar como fuente de energía para elarranque de motores en grandes tanques de guerra y submarinos. Debido a que se ha reducido el coste deproducción, han comenzado a aparecer en los camiones diesel y en locomotoras. Más recientemente se hanconvertido en un tema de gran interés en la llamada Energía verde, pues su capacidad de absorber energíarápidamente los hace particularmente adecuados para aplicaciones de freno regenerativo. Mientras que las pilas,por otro lado, tienen dificultades en esta tarea debido su lenta velocidad de carga. Por su tamaño y pesoreducido, los EDLCs, se están adaptando para almacenar electricidad en vehículos eléctricos.

Un condensador de alta capacidad tiene un gran rendimiento (el 98% de la carga se devuelve); almacena muchaenergía en relación a su peso (4Wh/kg), aunque no tanto como una batería; no presentan efecto memoria ytienen una gran capacidad de carga y descarga rápida (5kW/kg).

BIBLIOGRAFÍA

Estraído de Usos y aplicaciones de capacitores e inductores en la ingeniería