Самые мощные конденсаторы в мире

Суперконденсатор. Их принцип действия. Применение.

   Супер- или ультраконденсаторы, известные также как высокоёмкие конденсаторы, накапливают энергию электростатическим способом, поляризуя раствор электролита. В процессе накопления энергии в суперконденсаторе не задействованы химические реакции, хотя суперконденсатор – электрохимическое устройство. Высокоёмкие или суперконденсаторы могут заряжаться и разряжаться тысячи раз в силу высокой обратимости механизма накопления энергии. Суперконденсатор – электрохимический конденсатор, обладающий способностью накапливать чрезвычайно большое, по отношению к его размеру и в сравнении с традиционным конденсатором, количество энергии. Это свойство суперконденсатора представляет особый интерес для автомобильной промышленности в производстве гибридных транспортных средств, а также в производстве транспорта на аккумуляторной электротяге, где суперконденсатор используется в качестве дополнительного накопителя энергии.

   Виды суперконденсаторов

Свойства суперконденсаторов

   Среди свойств следует отметить:

• Самую высокую плотность емкости
• Самую низкую стоимость в расчете на 1 фараду
• Надежный, длительный срок службы
• Высокий кпд цикла (95% и выше)
• Бесперебойную эксплуатацию
• Экологическую безопасность
• Широкий диапазон рабочих температур
• Высокую удельную мощность и достаточно высокую удельную энергию
• Очень высокую скорость заряда/разряда
• Большое количество (тысячи) циклов с незначительным ухудшением параметров
• Хорошую обратимость механизма накопления энергии
• Сниженную токсичность используемых материалов
• Низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС)

   Суперконденсаторы, емкость которых обеспечивается их двухслойной структурой, накапливают энергию в поляризованном жидком слое толщиной всего несколько ангстрем, расположенном на границе между раствором электролита с ионной проводимостью и электродом с электронной проводимостью. По мнению специалистов в этой области, например, г-на Калерта (Dr. Kahlert), суперконденсаторами следует считать конденсаторы емкостью минимум 10 фарад. Суперконденсаторы – это преимущественно двухслойные конденсаторы; конденсаторы, изготовленные по другим технологиям, например, плёночные или керамические, суперконденсаторами не считают. Обычно, в суперконденсаторе два активных электрода, разделенные пористым непроводящим материалом, размещены между двумя металлическими токовыми коллекторами. Электролит, водный либо органический, пропитывает пористые электроды и обеспечивает возникновение носителей заряда с последующим его накоплением.

   Суперконденсатор обычно используют для обеспечения импульсной или пиковой мощности в каком-либо устройстве. Суперконденсатор также используется для кратковременного снабжения устройств энергией и для поглощения энергии из области своего применения. Примером применения пиковой мощности являются линии электропередачи, примером кратковременного снабжения энергией – сотовые телефоны/бытовая электроника и радиотехника, а примером поглощения энергии – устройства регенеративного торможения в гибридных/электрических транспортных средствах.

Область применения суперконденсаторов

   Области применения суперконденсаторов можно классифицировать, основываясь на существующем и потенциальном применении. Среди развивающихся областей применения: накопительные устройства для источников возобновляемой энергии, например, солнца, ветра и океанской волны, топливных элементов; транспортные средства, например, гибридные электрические транспортные средства, устройства запуска двигателя обычных транспортных средств, работающих на бензине, локомотивы поездов и транспортные средства, работающие на водородном топливе. Суперконденсаторы также могут использоваться как накопители энергии в жилищном секторе, например, в домах с солнечными фотоэлектрическими системами, где требуются не обычные аккумуляторные батареи, а иные накопительные устройства. В ближайшем будущем многообещающими областями применения могут стать военная техника, авиакосмическая и медицинская промышленность.

   Благодаря высокой удельной емкости и плотности энергии, суперконденсаторы используются как источник кратковременного электропитания в электронных устройствах. Их также очень широко используют в системах бесперебойного электропитания (UPS). Преимуществом является то, что они обеспечивают мгновенную мощность в критических областях применения. Среди развивающихся областей применения суперконденсаторов — кратковременное параллельное питание для стационарных систем бесперебойного электропитания с топливными элементами. В наибольшей степени они пригодны для использования в устройствах запуска двигателя, а также в устройствах демпфирования пиковой нагрузки.

   Среди существующих областей применения — электроэнергетика с критическими нагрузками (энергосистемы общего пользования), больницы, банковские центры, вышки беспроводной связи и коммуникации аэропортов. Суперконденсаторы обеспечивают критическую нагрузку в течение нескольких секунд и даже миллисекунд. Самое широкое применение они нашли на рынке бытовой электроники в виде источника резервного питания запоминающих устройств, микропроцессоров и материнских плат. На рынке потребительской электроники суперконденсаторы во всевозрастающем количестве используются в мобильных телефонах.

Ионисторы, суперконденсаторы, ультраконденсаторы — история создания и развития технологии

   7 июня 1962 года, Роберт Райтмаер, химик американской компании Standard Oil Company (SOHIO), располагавшейся в городе Кливленд, штата Огайо, подал заявку на получение патента, где подробно описывался механизм сохранения электрической энергии в конденсаторе, обладающем «двойным электрическим слоем». Если в обычном конденсаторе алюминиевые обкладки, традиционно, были изолированы слоем диэлектрика, то в предлагаемом изобретателем варианте акцент делался непосредственно на материал обкладок. Электроды должны были иметь различную проводимость: один электрод должен был обладать ионной проводимостью, а другой – электронной. 

   Таким образом, в процессе заряда конденсатора происходило бы разделение электронов и положительных центров в электронном проводнике, и разделение катионов и анионов в ионном проводнике. Электронный проводник предлагалось сделать из пористого углерода, тогда ионным проводником мог бы быть водный раствор серной кислоты. Заряд в таком случае сохранялся бы на границе раздела этих особых проводников (тот самый двойной слой). Разность потенциалов этих первых ионисторов могла достигать значения в 1 вольт, а емкость – единиц фарад, ведь теперь расстояние между обкладками было меньше 5 нанометров.

   В 1971 году лицензия была передана японской компании NEC, занимающейся к тому моменту всеми направлениями электронной коммуникации. Японцам удалось успешно продвинуть технологию на рынок электроники под названием «Суперконденсатор».

   Спустя семь лет, в 1978 году, компания Panasonic, в свою очередь, выпустила «Золотой конденсатор» («Gold Cap»), так же завоевавший успех на этом рынке. Успех был обеспечен удобством применения ионисторов для питания энергозависимой памяти SRAM. Однако эти ионисторы обладали высоким внутренним сопротивлением, которое ограничивало возможность быстрого извлечения энергии, а значит, сильно сужала диапазон сфер применения.

   Gold Cap от Panasonic

   В 1982 году специалисты американского Научно-исследовательского Института Pinnacle (PRI), расположенного в городе Лос-Гатос, штат Калифорния, работая над улучшением материалов электродов и электролитов, разработали ионисторы с чрезвычайно высокой плотностью энергии, которые появились на рынке под названием «PRI Ultracapacitor».

   Спустя 10 лет, в 1992 году, компания Maxwell Laboratories (позже сменившая название на Maxwell Technologies, г. Сан-Диего, штат Калифорния, США) начала развивать технологию PRI под названием «Boost Caps». Целью теперь стало создание конденсаторов высокой емкости с низким сопротивлением, чтобы получить возможность питания мощного электрооборудования.

   В 1999 году тайванская компания UltraCap Technologies Corp. также начала сотрудничество с PRI, которые разработали к тому времени электродную керамику чрезвычайно большой площади, и к 2001 году на рынок вышел первый высокоемкостной ультраконденсатор производства Тайваня. С этого момента началось активное развитие технологии во многих НИИ мира.

Применение ионисторов

   Ионисторы получили заслуженное применение в качестве источников резервного питания во множестве устройств. Начиная с питания таймеров телевизоров и СВЧ-печей, и заканчивая сложными медицинскими приборами. На платах памяти, как правило, установлены ионисторы. При смене батареи в видео или фотокамере, ионистор поддерживает питание схем памяти, отвечающих за настройки, это же касается музыкальных центров, компьютеров и другой подобной техники. Телефоны, электронные счетчики электроэнергии, охранные системы сигнализации, электронные измерительные приборы и приборы медицинского применения – везде нашли применение суперконденсаторы.

   Малые ионисторы на основе органических электролитов обладают максимальным напряжением около 2,5 вольт. Для получения более высоких допустимых напряжений, ионисторы соединяют в батареи, обязательно применяя шунтирующие резисторы. 

   К преимуществам ионисторов относится:

• высокая скорость заряда-разряда
• устойчивость к сотням тысяч циклов перезаряда по сравнению с аккумуляторами
• малый вес по сравнению с электролитическими конденсаторами
• низкий уровень токсичности
• допустимость разряда до нуля

Разработки и перспективы

    При разработке ионисторов все более и более повышается их удельная емкость, и по всей вероятности, рано или поздно это приведет к полной замене аккумуляторов на суперконденсаторы во многих технических сферах. Последние исследования группы ученых Калифорнийского университета в Риверсайде показали, что новый тип ионисторов на основе пористой структуры, где частицы оксида рутения нанесены на графен, превосходят лучшие аналоги почти в два раза. Исследователи обнаружили, что поры «графеновой пены» обладают наноразмерами, подходящими для удержания частиц оксидов переходных металлов. Суперконденсаторы на основе оксида рутения теперь являются самым перспективным из вариантов. Безопасно работающие на водном электролите, они обеспечивают увеличение запасаемой энергии и повышают допустимую силу тока вдвое по сравнению с самыми лучшими из доступных на рынке ионисторов. Они запасают больше энергии на каждый кубический сантиметр своего объёма, поэтому ими целесообразно будет заменить аккумуляторы. Прежде всего, речь идёт о носимой и имплантируемой электронике, но в перспективе новинка может обосноваться и на персональном электротранспорте.

   На частицы никеля послойно осаживают графен, выступающий опорой для углеродных нанотрубок, которые вместе с графеном формируют пористую углеродную структуру. В полученные нанопоры последней из водного раствора проникают частицы оксида рутения диаметром менее 5 нм. Удельная ёмкость ионистора на основе полученной структуры составляет 503 фарад на грамм, что соответствует удельной мощности 128 кВт/кг.

   Возможность масштабирования этой структуры уже положила начало и создала основу на пути создания идеального средства хранения энергии. Ионисторы на основе «графеновой пены» прошли успешно первые тесты, где показали способность к перезаряду более восьми тысяч раз без ухудшения характеристик.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

принцип работы и алгоритм выбора

Все чаще в составе современных электронных устройств можно встретить суперконденсаторы. Суперконденсаторы способны выступать как в качестве основных элементов питания, так и в качестве буферных элементов для сглаживания провалов напряжения аккумуляторов при работе с импульсной нагрузкой.

Наравне с термином «суперконденсатор» в литературе часто применяют альтернативные названия, например, «ультраконденсатор» или «ионистор». Все эти именования используются для обозначения одного и того же компонента – конденсатора с двойным электронным слоем. Впервые суперконденсатор был создан в далеком 1957 году компанией General Electric. Позднее аналогичные компоненты выпускались различными производителями по всему миру, в том числе и в СССР (например, ионисторы КИ1-1).

Принцип работы суперконденсатора

Структура и принцип работы суперконденсатора поясняются на рис. 1. Суперконденсатор состоит из электродов, графитового сепаратора и электролита. При приложении внешнего напряжения носители заряда образуют два электронных слоя на границе сепаратора и электролита. Чем больше площадь поверхности сепаратора, тем больше будет накапливаемый заряд. Из рисунка видно, что в отличие от аккумуляторов в суперконденсаторе отсутствуют химические реакции, а энергия накапливается в виде статического заряда, как и в обычных конденсаторах.

Рис. 1. Структура и принцип действия суперконденсатора

Основные характеристики суперконденсаторов

По своим характеристикам суперконденсаторы занимают промежуточное положение между аккумуляторами и обычными конденсаторами. В последнее время, благодаря большой емкости, суперконденсаторы становятся отличной альтернативой для аккумуляторов в широком спектре малопотребляющих устройств. Сравнение некоторых параметров суперконденсаторов и аккумуляторов приведено в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение параметров суперконденсаторов и аккумуляторов

Параметр	Суперконденсатор	Литий-ионный аккумулятор
Время заряда	1–10 с	10–60 мин
Срок службы (циклов)	1 миллион циклов или 30 000ч	500 и более
Напряжение	2,3…2,75 В (тип)	3,6 В (ном)
Удельная энергия (Вт·ч/кг)	5 (тип)	120–240
Удельная мощность (Вт/кг)	До 10 000	1 000…3 000
Стоимость кВт·ч	$10,000 (тип)	$250–$1,000
Время наработки на отказ)	10-15 лет	5-10 лет
Диапазон температур заряда	–40…65 °C	0…45 °C
Диапазон температур разряда	–40 to 65 °C	–20…60 °C

Емкость – один из важнейших параметров для любого накопителя энергии. По величине удельной емкости на единицу массы суперконденсаторы значительно превосходят обычные конденсаторы (в том числе, электролитические), но в свою очередь так же сильно уступают аккумуляторам (рис. 2). По этой же причине стоимость единицы емкости для суперконденсаторов оказывается существенно выше, чем для аккумуляторов.

Рис. 2. Сравнение удельной емкости накопителей энергии

Вторым по важности параметром накопителя энергии является разрядный ток. По этому показателю лидируют обычные конденсаторы, которые из-за низкого собственного сопротивления способны выдерживать огромные импульсы тока. Аккумуляторы наоборот отличаются высоким сопротивлением и чрезвычайно чувствительны к большим разрядным токам. Например, литий-ионные аккумуляторы склонны к перегреву и разрушению при быстром разряде. Суперконденсаторы характеризуются более высоким последовательным сопротивлением, чем простые конденсаторы, однако существуют модели, способные выдерживать разрядные токи до сотен ампер.

Высокое сопротивление создает проблемы не только с точки зрения разогрева, но и с точки зрения просадки напряжения при импульсной нагрузке. Импульсное потребление характерно для большинства современных систем, но особенно ярко оно проявляется в устройствах с беспроводными радиопередатчиками. На рис. 3 представлен пример преждевременного отключения системы с аккумуляторным питанием из-за просадки напряжения. При передаче данных по беспроводному каналу потребление системы существенно возрастает, однако аккумулятор не способен выдать требуемую мощность мгновенно. Из-за этого напряжение на нагрузке проседает и может опуститься ниже порогового значения. Пороговое значение ограничивает минимально допустимое напряжение питания, ниже которого происходит отключение устройства. На рис. 3 пороговое значение составляет 1 В. В результате просадки напряжения устройство отключается, несмотря на то, что уровень заряда аккумулятора на самом деле остается высоким. Во многих случаях с данной проблемой не могут справиться даже развязывающие конденсаторы.

Рис. 3. Провалы напряжения из-за высокого внутреннего сопротивления аккумулятора

Суперконденсаторы способны выдавать достаточно высокую импульсную мощность и позволяют решить проблему просадки напряжения (рисунок 4). Для этого суперконденсатор включается параллельно с аккумулятором. В данном случае ультраконденсатор не только предотвращает ложные выключения системы, но и защищает аккумулятор от пиковых токов, которые негативно влияют на срок его службы и могут в некоторых случаях банально вызвать его перегрев и разрушение. Таким образом, режим буферного элемента является одним из основных вариантов использования суперконденсаторов. Подробнее об этом вопросе рассказывается в статье «Расстояние не помеха. Эффективный радиус действия суперконденсаторов CAP-XX».

Рис. 4. Суперконденсатор не только предотвращает ложные выключения, но и защищает аккумулятор от пиковых токов

В последнее время наблюдается бурное развитие малопотребляющей электроники. Современные электронные системы могут потреблять всего лишь сотни мкА в активном режиме и доли мкА в режиме ожидания. Очень часто для питания таких устройств используют различные маломощные харвестеры энергии: солнечные батареи, виброхарвестеры, термогенераторы и т.д. Для накопления энергии этих преобразователей не всегда можно использовать конденсаторы. Например, устройство может накапливать энергию несколько часов, после чего выполнять быструю отправку данных по радиоканалу и снова засыпать. Высокий саморазряд конденсаторов не позволит работать в таком режиме. В то же время суперконденсатор окажется вполне приемлемым вариантом на роль накопителя энергии. Пример такого режима работы рассматривается в статье «Использование суперконденсаторов CAP-XX в устройствах с питанием от солнечных батарей».

Однако при использовании суперконденсатора в качестве основного элемента питания необходимо учитывать две важные особенности. Во-первых, суперконденсаторы обладают низким рабочим напряжением 2,3…2,75 В (хотя на рынке присутствуют модели с напряжением 3 В, например, суперконденсаторы от VINATech). Этого не всегда достаточно, а значит, может потребоваться последовательное включение нескольких элементов, что приведет к уменьшению суммарной емкости. В то же время у литий-ионных аккумуляторов номинальное напряжение составляет 3,6 В, что является оптимальным значением для большинства современных микросхем.

Во-вторых, еще одним недостатком суперконденсаторов становится линейный характер разряда. Разумеется, предсказуемая форма разряда это хорошо, но не всегда. На рис. 5 представлен пример, в котором система достигает граничного напряжения (минимально допустимое напряжение питания) в тот момент, когда суперконденсатор разряжен всего лишь на 50%. По этой причине для нормальной работы устройства может потребоваться дополнительный повышающий регулятор. В то же время аккумуляторы характеризуются относительно небольшим уменьшением напряжения в рабочем диапазоне.

Рис. 5. Разрядные характеристики аккумуляторов и суперконденсаторов

Еще одним преимуществом суперконденсаторов перед аккумуляторами является широкий диапазон рабочих температур. Это касается как процесса заряда, так и процесса разряда. На рынке присутствуют модели суперконденсаторов, которые способны работать при отрицательных температурах до -40°С и при положительных до +125 °С. В качестве примера можно привести ультраконденсторы от компания FastCAP (рис. 6). Разумеется, на рынке присутствуют и аккумуляторы с широким диапазоном рабочих температур, однако речь идет о специализированных решениях.

Рис. 6. Существуют модели ультарконденсаторов, способные работать в широком диапазоне температур, например, ультраконденсторы от компания FastCAP

Примеры суперконденсаторов

В заключение краткого экскурса по суперконденсатором приведем некоторые конкретные примеры.

Широкий спектр суперконденсаторов выпускает компания LS Mtron, которая была создана на базе одного из подразделений LG Electronics. В номенклатуре LS Mtron можно найти модели с традиционной рулонной и прямоугольной конструкцией, а также суперконденсаторные батареи и модули (рис. 7).

Рис. 7. Суперконденсаторы FastCAP отличаются широким диапазоном рабочих температур -40…+125 °С

Еще одним известным производителем суперконденсаторов является компания SPSCAP, которая предлагает несколько серий одноячеечных суперконденсаторов с диапазоном выходных токов 0,9…250 А (рис. 8). SPSCAP также выпускает ультраконденсаторные батареи.

Рис. 8. Суперконденсаторы от компании SPSCAP

Интересный модельный ряд суперконденсаторов предлагает корейская компания VINATech. Кроме того, это один из немногих производителей, который выпускает суперконденсаторы с рабочим напряжением 3,0 В.

Рис. 9. Суперконденсаторы и суперконденсаторные батареи от VINATech с рабочим напряжением до 3 В

На портале УНИТЕРа мы также неоднократно рассказывали и о некоторых уникальных решениях, к числу которых можно отнести и сверхтонкие суперконденсаторы DMHA14R5V353M4ATA0 от компании Murata. Эти суперконденсаторы имеют толщину всего 0,4 мм (рис. 10).

Рис. 10. Сверхтонкие суперконденсаторы DMHA14R5V353M4ATA0 имеют толщину всего 0,4 мм

В одной из статей мы также рассказывали о суперконденсаторах от компании FastCAP , которые отличаются широким диапазоном рабочих температур -40…+125 °С (рис. 11).

Рис. 11. Суперконденсаторы от компании FastCAP с широким диапазоном рабочих температур

Алгоритм выбора суперконденсаторов

Как уже отмечалось выше, суперконденсаторы могут использоваться либо в качестве основного накопителя энергии, либо в качестве буферного элемента при работе в связке с основным аккумулятором. Разумеется, алгоритм выбора суперконденсатора в этих случаях будет отличаться, однако основные шаги будут примерно одинаковыми.

Для начала следует определиться с основными параметрами суперконденсатора – с рабочим напряжением и с максимальным выходным током.

Суперконденсаторы не любят перенапряжений, по этой причине при выборе подходящего накопителя следует позаботиться о согласовании рабочего напряжения. Для увеличения рабочего напряжения можно использовать последовательное включение суперконденсаторов, однако не стоит забывать, что в таком случае емкость будет уменьшаться. Кроме того, при необходимости следует предусмотреть защитные цепи для ограничения напряжения.

Далее следует рассчитать величину емкости. Рассмотрим алгоритм расчета, предложенный компанией SPSCAP. Для начала необходимо выбрать сценарий разряда суперконденсатора. Разряд может происходить либо с постоянным током, либо с постоянным напряжением.

Разряд с постоянным током. При таком сценарии ток разряда имеет фиксированное значение, а емкость будет рассчитываться по формуле:

C = It / (Vwork -Vmin),

где Vwork – номинальное рабочее напряжение, Vmin – минимально допустимое напряжение, I – ток разряда (постоянная величина в данном случае), t – время разряда.

Например, если Vwork=5 В, Vmin=4,2 В, t = 10 с, I =100 мА = 0,1 А, тогда:

C = 0,1 * 10 / (5 -4,2) = 1,25 Ф.

При выборе конкретной модели суперконденсатора необходимо предусмотреть некоторый запас по емкости. Кроме того, следует учесть температурную зависимость емкости. После выбора конкретной модели суперконденсатора следует свериться с температурной характеристикой, чтобы убедиться в том, что емкость превышает рассчитанное значение во всем диапазоне рабочих температур.

Разряд с постоянной мощностью. В таком случае мощность разряда остается фиксированной, а  емкость будет рассчитываться по формуле:

C = 2Pt/ (Vwork² -Vmin²)

где Vwork – номинальное рабочее напряжение, Vmin – минимально допустимое напряжение, P – мощность разряда (постоянная величина в данном случае), t – время разряда.

Например, если предполагается разряд суперконденсатора в течение 10 секунд при постоянной мощности 200 кВт, а диапазон рабочего напряжения составляет 450 В - 750 В, тогда требуемая емкость составит:

С = 2 * 200 кВт * 10 / (750²-450²) = 11 Ф

В данном случае вновь следует предусмотреть некоторый запас и температурную зависимость емкости.

Источник:

Конденсатор вместо аккумулятора / Статьи и обзоры / Элек.ру

Для накопления электроэнергии люди сначала использовали конденсаторы. Потом, когда электротехника вышла за пределы лабораторных опытов, изобрели аккумуляторы, ставшие основным средством для запасания электрической энергии. Но в начале XXI века снова предлагается использовать конденсаторы для питания электрооборудования. Насколько это возможно и уйдут ли аккумуляторы окончательно в прошлое?

Причина, по которой конденсаторы были вытеснены аккумуляторами, была связана со значительно большими значениями электроэнергии, которые они способны накапливать. Другой причиной является то, что при разряде напряжение на выходе аккумулятора меняется очень слабо, так что стабилизатор напряжения или не требуется или же может иметь очень простую конструкцию.

Главное различие между конденсаторами и аккумуляторами заключается в том, что конденсаторы непосредственно хранят электрический заряд, а аккумуляторы превращают электрическую энергию в химическую, запасают ее, а потом обратно преобразуют химическую энерию в электрическую.

При преобразованиях энергии часть ее теряется. Поэтому даже у лучших аккумуляторов КПД составляет не более 90%, в то время, как у конденсаторов он может достигать 99%. Интенсивность химических реакций зависит от температуры, поэтому на морозе аккумуляторы работают заметно хуже, чем при комнатной температуре. Кроме этого, химические реакции в аккумуляторах не полностью обратимы. Отсюда малое количество циклов заряда-разряда (порядка единиц тысяч, чаще всего ресурс аккумулятора составляет около 1000 циклов заряда-разряда), а также «эффект памяти». Напомним, что «эффект памяти» заключается в том, что аккумулятор нужно всегда разряжать до определенной величины накопленной энергии, тогда его емкость будет максимальной. Если же после разрядки в нем остается больше энергии, то емкость аккумулятора будет постепенно уменьшаться. «Эффект памяти» свойственнен практически всем серийно выпускаемым типам аккумуляторов, кроме, кислотных (включая их разновидности — гелевые и AGM). Хотя принято считать, что литий-ионным и литий-полимерным аккумуляторам он не свойственнен, на самом деле и у них он есть, просто проявляется в меньшей степени, чем в других типах. Что же касается кислотных аккумуляторов, то в них проявляется эффект сульфатации пластин, вызывающий необратимую порчу источника питания. Одной из причин является длительное нахождение аккумулятора в состоянии заряда менее, чем на 50%.

Применительно к альтернативной энергетике «эффект памяти» и сульфатация пластин являются серьезными проблемами. Дело в том, что поступление энергии от таких источников, как солнечные батареи и ветряки, сложно спрогнозировать. В результате заряд и разряд аккумуляторов происходят хаотично, в неоптимальном режиме.

Для современного ритма жизни оказывается абсолютно неприемлемо, что аккумуляторы приходится заряжать несколько часов. Например, как вы себе представляете поездку на электромобиле на дальние расстояния, если разрядившийся аккумулятор задержит вас на несколько часов в пункте зарядки? Скорость зарядки аккумулятора ограничена скоростью протекающих в нем химических процессов. Можно сократить время зарядки до 1 часа, но никак не до нескольких минут. В то же время, скорость зарядки конденсатора ограничена только максимальным током, который дает зарядное устройство.

Перечисленные недостатки аккумуляторов сделали актуальным использование вместо них конденсаторов.

Использование двойного электрического слоя

На протяжении многих десятилетий самой большой емкостью обладали электролитические конденсаторы. В них одной из обкладок являлась металлическая фольга, другой — электролит, а изоляцией между обкладками — окись металла, которой покрыта фольга. У электролитических конденсаторов емкость может достигать сотых долей фарады, что недостаточно для того, чтобы полноценно заменить аккумулятор.

Сравнение конструкций разных типов конденстаторов (Источник: Википедия)

Большую емкость, измеряемую тысячами фарад, позволяют получить конденсаторы, основанные на так называемом двойном электрическом слое. Принцип их работы следующий. Двойной электрический слой возникает при определенных условиях на границе веществ в твердой и жидкой фазах. Образуются два слоя ионов с зарядами противоположного знака, но одинаковой величины. Если очень упростить ситуацию, то образуется конденсатор, «обкладками» которого являются указанные слои ионов, расстояние между которыми равно нескольким атомам.

Суперконденсаторы различной емкости производства Maxwell

Конденсаторы, основанные на данном эффекте, иногда называют ионисторами. На самом деле, этот термин не только к конденсаторам, в которых накапливается электрический заряд, но и к другим устройствам для накопления электроэнергии — с частичным преобразованием электрической энергии в химическую наряду с сохранением электрического заряда (гибридный ионистор), а также для аккумуляторов, основанных на двойном электрическом слое (так называемые псевдоконденсаторы). Поэтому более подходящим является термин «суперконденсаторы». Иногда вместо него используется тождественный ему термин «ультраконденсатор».

Техническая реализация

Суперконденсатор представляет собой две обкладки из активированного угля, залитые электролитом. Между ними расположена мембрана, которая пропускает электролит, но препятствует физическому перемещению частиц активированного угля между обкладками.

Следует отметить, что суперконденсаторы сами по себе не имеют полярности. Этим они принципиально отличаются от электролитических конденсаторов, для которых, как правило, свойственна полярность, несоблюдение которой приводит к выходу конденсатора из строя. Тем не менее, на суперконденсаторах также наносится полярности. Связано это с тем, что суперконденсаторы сходят с заводского конвейера уже заряженными, маркировка и означает полярность этого заряда.

Параметры суперконденсаторов

Максимальная емкость отдельного суперконденсатора, достигнутая на момент написания статьи, составляет 12000 Ф. У массово выпускаемых супероконденсаторов она не превышает 3000 Ф. Максимально допустимое напряжение между обкладками не превышает 10 В. Для серийно выпускаемых суперконденсаторов этот показатель, как правило, лежит в пределах 2,3 – 2,7 В.   Низкое рабочее напряжение требует использование преобразователя напряжения с функцией стабилизатора. Дело в том, что при разряде напряжение на обкладках конденсатора изменяется в широких пределах. Построение преобразователя напряжения для подключения нагрузки и зарядного устройства являются нетривиальной задачей. Предположим, что вам нужно питать нагрузку с мощностью 60 Вт.

Для упрощения рассмотрения вопроса пренебрежем потерями в преобразователе напряжения и стабилизаторе. В том случае, если вы работаете с обычным аккумулятором с напряжением 12 В, то управляющая электроника должна выдерживать ток в 5 А. Такие электронные приборы широко распространены и стоят недорого. Но совсем другая ситуация складывается при использовании суперконденсатора, напряжение на котором составляет 2,5 В. Тогда ток, протекающий через электронные компоненты преобразователя, может достигать 24 А, что требует новых подходов к схмотехнике и современной элементной базы. Именно сложностью с построением преобразователя и стабилизатора можно объяснить тот факт, что суперконденсаторы, серийный выпуск которых был начат еще в 70-х годах XX века, только сейчас стали широко использоваться в самых разных областях.

Принципиальная схема источника бесперебойного питания
напряжением на суперконденсаторах, основные узлы реализованы
на одной микосхеме производства LinearTechnology

Суперконденсаторы могут соединяться в батареи с использованием последовательного или параллельного соединения. В первом случае повышается максимально допустимое напряжение. Во втором случае — емкость. Повышение максимально допустимого напряжения таким способом является одним из способов решения проблемы, но заплатить за нее придется снижением емкости.

Размеры суперконденсаторов, естественно, зависят от их емкости. Типичный суперконденсатор емкостью 3000 Ф представляет собой цилиндр диаметром около 5 см и длиной 14 см. При емкости 10 Ф суперконденсатор имеет размеры, сопоставимые с человеческим ногтем.

Хорошие суперконденсаторы способны выдержать сотни тысяч циклов заряда-разряда, превосходя по этому параметру аккумуляторы примерно в 100 раз. Но, как и у электролитических конденсаторов, для суперконденсаторов стоит проблема старения из-за постепенной утечки электролита. Пока сколь-нибудь полной статистики выхода из строя суперконденсаторов по данной причине не накоплено, но по косвенным данным, срок службы суперконденсаторов можно приблизительно оценить величиной 15 лет.

Накапливаемая энергия

Количество энергии, запасенной в конденсаторе, выраженное в джоулях:

E = CU²/2,
где C — емкость, выраженная в фарадах, U — напряжение на обкладках, выраженное в вольтах.

Количество энергии, запасенной в конденсаторе, выраженное в кВтч, равно:

W = CU²/7200000

Отсюда, конденсатор емкостью 3000 Ф с напряжением между обкладками 2,5 В способен запасти в себе только 0,0026 кВтч. Как это можно соотнести, например, с литий-ионным аккумулятором? Если принять его выходное напряжение не зависящим от степени разряда и равным 3,6 В, то количество энергии 0,0026 кВтч будет запасено в литий-ионном аккумуляторе емкостью 0,72 Ач. Увы, весьма скромный результат.

Применение суперконденсаторов

Системы аварийного освещения являются тем местом, где использование суперконденсаторов вместо аккумуляторов дает ощутимый выигрыш. В самом деле, именно для этого применения характерна неравномерность разрядки. Кроме этого, желательно, чтобы зарядка аварийного светильника происходила быстро, и чтобы используемый в нем резервный источник питания имел большую надежность. Источник резервного питания на основе суперконденсатора можно встроить непосредственно в светодиодную лампу T8. Такие лампы уже выпускаются рядом китайских фирм.

Грунтовый светодиодный светильник с питанием
от солнечных батарей, накопление энергии
в котором осуществляется в суперконденсаторе

Как уже отмечалось, развитие суперконденсаторов во многом связано с интересом к альтернативным источникам энергии. Но практическое применение пока ограничено светодиодными светильниками, получающими энергию от солнца.

Активно развивается такое направление как использование суперконденсаторов для запуска электрооборудования.

Суперконденсаторы способны дать большое количество энергии в короткий интервал времени. Запитывая электрооборудование в момент пуска от суперконденсатора, можно уменьшить пиковые нагрузки на электросеть и в конечном счете уменьшить запас на пусковые токи, добившись огромной экономии средств.

Соединив несколько суперконденсаторов в батарею, мы можем достичь емкости, сопоставимой с аккумуляторами, используемыми в электромобилях. Но весить эта батарея будет в несколько раз больше аккумулятора, что для транспортных средств неприемлемо. Решить проблему можно, используя суперконденсаторы на основе графена, но они пока существуют только в качестве опытных образцов. Тем не менее, перспективный вариант знаменитого «Ё-мобиля», работающий только от электричества, в качестве источника питания будет использовать суперконденсаторы нового поколения, разработка которых ведется российскими учеными.

Суперконденсаторы также дадут выигрыш при замене аккумуляторов в обычных машинах, работающих на бензине или дизельном топливе — их использование в таких транспортных средствах уже является реальностью.

Пока же самым удачным из реализованных проектов внедрения суперконденсаторов можно считать новые троллейбусы российского производства, вышедшие недавно на улицы Москвы. При прекращении подачи напряжения в контактную сеть или же при «слетании» токосъемников троллейбус может проехать на небольшой (порядка 15 км/ч) скорости несколько сотен метров в место, где он не будет мешать движению на дороге. Источником энергии при таких маневрах для него является батарея суперконденсаторов.

В общем, пока суперконденсаторы могут вытеснить аккумуляторы только в отдельных «нишах». Но технологии бурно развиваются, что позволяет ожидать, что уже в ближайшем будущем область применения суперконденсаторов значительно расширится.

Алексей Васильев

Графеновые суперконденсаторы + литиевая батарея – идеальная пара

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали модифицированную оксидом металла графеновую пену, которую можно использовать для повышения производительности суперконденсаторов (как плотности, так и времени зарядки). Исследователи утверждают, что эта новая пена обеспечит создание суперконденсаторов, которые накапливают значительно больше энергии, чем современные коммерческие устройства.

 

Исследователи из Университета Джорджа Вашингтона разработали суперконденсаторы на основе углеродных нанотрубок и графеновых композиционных материалов, которые сочетают в себе высокую энергоемкость и низкую стоимость. Удельная емкость устройства в три раза выше, чем у конденсатора с чистой нанотрубкой. Исследователи объясняют, что гибридная структура полезна, потому что хлопья графена обеспечивают большую площадь поверхности и хорошую проводимость в плоскости, в то время как углеродные нанотрубки соединяют все структуры, образуя единую сеть. Кроме того, способ производства прост, масштабируем и дешев. 

Модифицированную оксидом металла графеновую пену используют для повышения производительности суперконденсаторов

Исследователи из Sungkyunkwan из Кореи разработали новые суперконденсаторы, которые могут заряжаться в 1000 раз быстрее, чем нынешние графеновые суперконденсаторы, и при этом имеют в три раза большую емкость. Для достижения короткого времени заряда (и разряда) исследователи использовали вертикально ориентированные чешуйки оксида графена. Они создали пленку оксида графена с использованием углеродной нанотрубки, а затем использовали резку и термообработку для разработки вертикально структурированных графеновых электродов. Все это приводит к образованию электродов, которые работают намного быстрее, чем твердый и вертикально структурированный графен, используемый в существующих суперконденсаторах.

 

Эта гибкая графеновая конструкция суперконденсатора может хранить в 10 раз больше энергии, чем существующая технология

Новые технологии

 

Основной продукт Nawa Technologies - это углеродный суперконденсатор нового типа, обладающий рядом замечательных преимуществ по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторными элементами.

Преимущества углеродного суперконденсатора Nawa

Преимущества суперконденсатора неоспоримы

 

Начнем с того, что его скорость заряда и разряда до 1000 раз быстрее по сравнению с батареями. Мы говорим о зарядке всего автомобильного аккумулятора за считанные секунды, в несколько раз быстрее заполнения бака ископаемым топливом.

 

А поскольку в нем никакая химическая реакция не протекает, а просто происходит физическое разделение протонов и электронов, сверхбыстрая зарядка не вызывает нагревания или набухания батареи. Это обеспечивает углеродному графеновому суперконденсатору исключительно долгий срок службы - до миллиона циклов зарядки.

Эти суперконденсаторы из углеродных нанотрубок могут совершить прорыв в мире электромобилей, повысив их мощность, дальность поездок и эффективность использования энергии

Скорость разряда суперконденсатора — еще одно преимущество по сравнению с литиевыми батареями. В мощных электромобилях медленная разрядка аккумуляторов часто означает, что вам нужно увеличить емкость аккумулятора, чтобы повысить эксплуатационные показатели. Это абсолютно не проблема для графенового суперконденсатора, поскольку он разряжается достаточно быстро, чтобы стремительно выдавать огромную мощность даже с ограниченной емкости.

 

 

Однако главной визитной карточкой углеродного графенового суперконденсатора являются его экологические преимущества. Экологичность проекта заключается в том, что в производстве не используется литий, кобальт, редкоземельные металлы, которые загрязняют окружающую среду, и которын очень сложно добывать. В суперконденсаторах используются только углерод и алюминий.

Суперконденсаторы Nawa заряжаются в 1000 раз быстрее, чем литиевые батареи, работают до миллиона циклов и используются совместно с литиевыми батареями для повышения плотности мощности в необходимых условиях

Проблемы и решения

 

Помимо того факта, что разработки все еще находится на стадии исследования концепции, существуют еще некоторые проблемы

 

Во-первых, эти суперконденсаторы все еще имеют меньшую плотность энергии, чем лучшие литиевые аккумуляторы. Пока плотность мощности (величина выходной мощности на единицу веса) не конкурирует с литием. Поэтому автомобильный аккумулятор с суперконденсатором будет иметь значительно большие размеры чем литиевый.

 

Во-вторых, конденсаторы теряют энергию (саморазряжаются) при длительном хранении. Автомобиль в гараже каждый день будет теряться около 10-20 процентов энергии. Хотя, если суперконденсаторы заряжаются так быстро, владелец может об этом сильно не беспокоиться.

 

В-третьих, суперконденсаторы сделаны из графена, который насегодняшний день он достаточно дорогой, да и производится в ограниченном количестве.

 

 

Но наука и техника развиваются стремительно. Наверняка, скоро будут найдены новые способы получения большого количества графена по низкой цене. Примером могут служить первые микросхемы или мобильные телефоны, которые стоили когда-то достаточно дорого.

 

Суперконденсаторы очень эффективны при приеме или передаче значительного количества энергии, что делает их подходящим «партнером» для батарей. Первичные источники энергии, такие как двигатели внутреннего сгорания, топливные элементы и батареи, хорошо работают в качестве непрерывного источника малой мощности, но не могут эффективно справляться с пиковыми потребностями в энергии или мгновенно улавливать энергию. Батареи разряжаются и перезаряжаются достаточно медленно. Суперконденсаторы обеспечивают быстрые выбросы энергии при пиковых потребностях в энергии, а затем быстро накапливают энергию и улавливают избыточную мощность, которая без их использования попросту теряется. В примере с электромобилем графеновый суперконденсатор может обеспечить необходимую мощность для ускорения, в то время как батарея обеспечивает дальность и перезаряжает суперконденсатор между скачками напряжения.

 

Гибрид: графеновые суперконденсаторы + литиевая батарея = оптимальный вариант

 

Потенциал графенового суперконденсатора в полном объёме может реализоваться, когда он соединится с литиевой батареей. Гибридная литиево-углеродная аккумуляторная система может предложить лучшее из обоих миров - длительное непрерывное вождение и долговременное накопление энергии благодаря литиевому блоку, а также сверхбыструю частичную зарядку и экстремальную выходную мощность благодаря суперконденсатору.

 

У этого типа гибридной системы есть еще одно скрытое преимущество: рекуперативное торможение могло бы быть значительно лучше при возмещении энергии. Современные системы регенерации вынуждены терять большую часть энергии, генерируемой через колеса при торможении обратно в батарею, просто потому, что литиевый аккумулятор заряжается так медленно, что не успевают происходить химические реакции. Таким образом большая часть энергии при рекуперативном торможении теряется в виде тепла – это около 80 процентов. Электродвигатели очень эффективно генерируют эту мощность при торможении, но батарея просто не может принять ток при высокой скорости зарядки. Если объединить технологию суперконденсаторов с литиевой батареей появится возможность принять до 90 процентов этой энергии.

 

В электромобилях такая система будет наиболее эффективной: она сохраняла бы почти всю энергию торможения, а затем выдавала бы ее обратно с огромной скоростью для стремительного ускорения при последующем разгоне.

 

За счет этого, объединив суперконденсаторы с литиевой батареей, можно уменьшить размер и вес аккумуляторного блока на одну треть и тогда появится возможность проезжать большее расстояние, поскольку энергия будет использоваться намного эффективнее.

 

 

Это не фантастика – это реальность завтрашнего дня

 

Исследователи настроены оптимистично. Успешное хранение огромного количества энергии в компактной системе является значительным шагом на пути к усовершенствованной технологии ее накопления. Графеновый суперконденсатор заряжается быстро, можно контролировать его производительность, он обладает долговечностью и гибкостью, что делает его идеальным для использования в миниатюрной электронике и электромобилях.

 

Потенциал этих сверхбыстрых графеновых суперконденсаторов впечатляет. Так, например, поскольку в автомобильном мире нет никаких ограничений на то, как вы можете заряжать электромобили, открываются новые интересные идеи для индуктивной зарядки. Представьте себе, что вы просто проезжаете на своем автомобиле по кварталу или мимо электрозарядного устройства, где смонтирована индуктивная зарядная станция (например, под полотном дороги), платите on-line за дозаправку и уезжаете не останавливаясь. Такой параметр, как радиус действия электромобиля станет практически неактуальным, если вы сможете заряжать его так быстро даже на ходу.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Суперконденсаторы. Устройство и применение. Виды и работа

Суперконденсаторы — это электрохимические конденсаторы, которые существенно отличаются от обычных практически неограниченной долговечностью, более низкими потерями тока и большими значениями удельной мощности. При этом они имеют на порядок меньшие габариты. То есть это батарея нового поколения, которая сможет открыть многочисленные перспективы в энергетике. В первую очередь большой интерес к суперконденсаторам вызван возможностью замены ими батарей, а также создания гибких источников питания большой мощности.

Стратегической задачей для ученых является создание батарей высокой емкости, которые можно было бы использовать в разных областях, к примеру, для электромобилей. Это позволит обеспечить поездки на длительные дистанции и быструю зарядку батарей. Также это гарантирует более экономичную работу возобновляемых источников энергии путем аккумулирования избытков энергии: ветроэнергетические установки, солнечные батареи и так далее.

Виды

Суперконденсатор – это тот же аккумулятор, но на порядок с лучшими свойствами. В первую очередь это относится к существенно более быстрому заряду и разряду. Суперконденсатор представляет элемент с двумя электродами, между ними располагается электролит. Электроды выполнены в виде пластины из определенного материала. Для улучшения электрических параметров суперконденсатора, пластины могут дополнительно покрываться пористым материалом, к примеру, активированным углем. В качестве электролита может применяться неорганическое или органическое вещество.

В целом суперконденсатор – это гибрид химической аккумуляторной батареи и обычного конденсатора:

• Главное отличие суперконденсатора от привычного конденсатора — в наличии у первого не просто диэлектрика между электродами, а двойного электрического слоя. В результате между электродами образуется очень маленькое расстояние, а его возможность накапливать электрическую энергию (электрическая емкость) получается намного выше.
• Кроме этого суперконденсатор от аккумуляторной батареи отличается скоростью накапливания, а также степенью отдачи электрического заряда. Благодаря применению двойного электрического слоя повышается площадь поверхности электродов при тех же общих габаритах. То есть в устройстве сочетаются лучшие электрические характеристики – существенная емкость аккумулятора и скорость конденсатора.

Впервые о суперконденсаторе заговорили в 1962 году. Именно тогда химик американской компании Standard Oil Company Роберт Райтмаер подал заявку на патент, где подробно расписывался механизм сохранения электрической энергии в конденсаторе, который обладал «двойным электрическим слоем». В предлагаемом варианте акцент делался на материал обкладок. У электродов должна быть различная проводимость: один электрод должен иметь электронную проводимость, а другой – ионную. В результате при заряде конденсатора происходило разделение положительных центров и электронов в электронном проводнике, а также разделение анионов и катионов в ионном проводнике.

В 1971 году лицензия досталась японской компании NEC, которая к этому времени занималась всеми направлениями электронной коммуникации. NEC удалось успешно продвинуть технологию под названием «Суперконденсатор». Затем суперконденсаторами стали заниматься и другие компании. С 2000-х годов активное развитие технологии началось во многих странах мира.

Суперконденсаторы сегодня подразделяются на:

• Двойнослойные конденсаторы (ДСК).
• Псевдоконденсаторы.
• Гибридные конденсаторы.

Двойнослойный суперконденсатор предполагает наличие двух пористых электродов, выполненных из электропроводящих материалов, а также разделенных заполненным электролитом сепаратором. Здесь процесс запасания энергии идет за счет разделения заряда на электродах с весьма большой разностью потенциалов между ними. Электрический заряд двойнослойных конденсаторов определяется непосредственно емкостью двойного электрического слоя, то есть отдельного конденсатора на поверхности каждого электрода. Между собой они соединяются последовательно посредством электролита, который является проводником с ионной проводимостью.

Псевдоконденсаторы уже ближе к перезаряжаемым аккумуляторам. В них имеются два твердых электрода. Принцип действия сочетает два механизма сохранения энергии: фарадеевские процессы, которые схожи с процессами, происходящими в батареях и аккумуляторах, а также электростатическое взаимодействие, свойственное конденсаторам с двойным электрическим слоем. Приставка «псевдо» появилась вследствие того, что емкость ДЭС зависит не только от электростатических процессов, но и быстрых фарадеевских реакций с переносом заряда.

Гибридные конденсаторы – это переходный вариант между конденсатором и аккумулятором. Слово «гибридные» обусловлено тем, что электроды в гибридных конденсаторах производятся из различных материалов, а накопление заряда осуществляется по разным механизмам. Большинством случаев в гибридных конденсаторах катодом является материал с псевдоемкостью. В результате аккумулирование заряда на катоде осуществляется вследствие окислительно-восстановительных реакций, что увеличивает удельную емкость конденсатора, а также расширяет область рабочих напряжений.

В гибридных конденсаторах часто применяют комбинацию электродов из допированных проводящих полимеров и смешанных оксидов. Весьма перспективными могут стать композиционные материалы, которые состоят из оксидов металлов, осажденных на проводящие полимеры или углеродные носители.

Принцип действия

Суперконденсаторы, как высокоемкие конденсаторы, производят накопление энергии электростатическим способом, поляризуя раствор электролита. При накоплении энергии в суперконденсаторе химические реакции не задействуются, хотя суперконденсатор является электрохимическим устройством. В силу высокой обратимости механизма накопления энергии, конденсаторы способны тысячи раз заряжаться и разряжаться.

Суперконденсатор – электрохимический конденсатор, который имеет способность накапливать чрезвычайно большое количество энергии по отношению к его размеру, а также в сравнении с традиционным конденсатором. Данное свойство суперконденсатора особенно интересно в создании гибридных транспортных средств в автомобильной промышленности, в том числе в производстве машин на аккумуляторной электротяге, в которых суперконденсаторы применяются в виде дополнительного накопителя энергии.

В большинстве случаев, в суперконденсаторе действуют два активных электрода, которые разделены непроводящим материалом, размещенным между металлическими токовыми коллекторами. Органический или водный электролит пропитывает пористые электроды, обеспечивая появление носителей заряда в устройстве с последующим его накоплением.

Применения и особенности

Области применения суперконденсаторов могут быть поделены на следующие направления:

• Накопительные устройства для источников возобновляемой энергии, к примеру, топливных элементов, океанской волны, ветра и солнца.
• Транспортные средства, к примеру, устройства запуска двигателя машин, гибридные электрические транспортные средства, автомобили на водородном топливе, локомотивы поездов.
• Как накопители энергии в жилищном секторе, к примеру, в зданиях с солнечными фотоэлектрическими системами, в которых имеется необходимость в аккумуляторах с повышенными характеристиками.
• Благодаря высокой плотности энергии и удельной емкости, суперконденсаторы применяются в электронных устройствах в виде источника кратковременного электропитания.
• В системах бесперебойного электропитания. Достоинством является то, что они в критических областях применения обеспечивают мгновенную мощность.
• Среди развивающихся областей суперконденсаторы находят применение в системах бесперебойного электропитания с топливными элементами.
• В устройствах демпфирования пиковой нагрузки, а также запуска двигателя.
• Электроэнергетика с критическими нагрузками, коммуникации аэропортов, вышки беспроводной связи, банковские центры, больницы.
• Источник резервного питания для материнских плат, микропроцессоров и запоминающих устройств.
• Мобильные телефоны.

Достоинства и недостатки

Среди достоинств суперконденсаторов можно отметить:

• Низкая стоимость устройства накопления энергии в расчете на 1 фарад.
• Высочайшая плотность емкости.
• Высокий кпд цикла, который достигает 95% и выше.
• Длительный срок службы.
• Надежность устройства.
• Экологическая безопасность.
• Бесперебойная эксплуатация.
• Весьма высокая удельная энергия и удельная мощность.
• Широкий диапазон рабочих температур.
• Большое количество циклов практически с неизменными параметрами.
• Высокая скорость заряда и разряда.
• Сниженная токсичность применяемых материалов.
• Отличная обратимость механизма накопления энергии.
• Допустимость разряда до нуля.
• Малый вес в сравнении с электролитическими конденсаторами.

Среди недостатков суперконденсаторов можно отметить:

• Относительно малая энергетическая плотность.
• Не способность обеспечить достаточное накопление энергии.
• Весьма низкое напряжение на одну единицу элемента.
• Высокая степень саморазряда.
• Недостаточное развитие технологий.

Суперконденсаторы в перспективе

В ближайшем будущем суперконденсаторы станут применять повсеместно. Многообещающими областями для суперконденсаторов могут стать медицинская и авиакосмическая промышленность, военная техника:

• При разработке суперконденсаторов все больше повышается их удельная емкость. В результате во многих технических сферах произойдет полная замена аккумуляторов на конденсаторы.
• Произойдет интегрирование суперконденсаторов в самые разные структуры: от электроники до всевозможных настроек. Появится умная одежда с использованием этих устройств. Конденсаторы обеспечивают экологически чистый метод экономии энергии, поэтому они имеют больше возможностей для передачи и хранения энергии в сравнении с иными энергосберегающими технологиями.
• Повсеместное использование суперконденсаторов: автомобили, трамваи, автобусы, электроника, в особенности смартфоны и другая мобильная техника. Зарядка будет занимать секунды, а запасаемой энергии будет хватать надолго.

Похожие темы:

Батарея 12В/100А на суперконденсаторах

Суперконденсатор (он же ионистор) - это почти тот же конденсатор, только большой емкости, сравнимой с аккумулятором. Я сделал батарею 12 В из таких ионисторов, которою вполне можно использовать в различных устройствах. И будет она служить дольше в определенных режимах по сравнению с аккумуляторами любого типа, и вот почему суперконденсатор тут выигрывает:

• - не боится полного разряда «в ноль»;
  
• - в 100, а может 1000 раз больше выдерживает циклов «заряд/разряд»;
  
• - не боится критических перегрузок по току.

И это ещё не все. Продолжу после сборки батареи.

Понадобится

Инструмент: паяльник, пинцет, кусачки.
Расходники: припой, флюс.

Изготовление батареи из ионисторов

Будем делать батарею из 8 ионисторов, включенных встречно-параллельно. А именно будет 4 пары из двух параллельно включенных конденсаторов, включенных последовательно.

Лакированную медную проволоку нужно выпрямить и очистить от лака. Сделать это можно с помощью канцелярского ножа.

Сгибаем проволоку в соединительные элементы.

Нужно сделать три квадрата и два полюса.

К полюсам, как на настоящей батареи, припаиваем гайки для подключения.

Лудим уголки квадратиков.

Собираем батарею, припаиваем соединители к ионисторам, не путая полярность.

Сначала собираем 4 группы.

А затем припаиваем полюса.

Заряжаем током 5 Ампер.

Через пять минут батарея полностью заряжена.

Проверяем лампой.

Замыкаем проволокой - раскалилось до красна.

Подключаем электродвигатель.

Где применить

А применить такую батарею можно там, где есть высокие и кратковременные нагрузки по току. Идеальный пример: накопительный конденсатор для сабвуфера в машину.
Также батарея пригодится там, где имеются частые циклы заряда и разряда: в виде аккумулятора для накопления энергии от солнечных батарей, и полной ее отдаче в ночное время фонарям.
Это лишь два варианта использования, но их гораздо больше.
Стоят они даже на Али Экспресс (ссылка) относительно не дорого, учитывая громадный срок их службы при использовании по назначению.

Смотрите видео

Самые могущественные страны 2020

Определение самых могущественных стран мира не всегда однозначно и может быть субъективным. Самые могущественные страны формируют глобальные экономические модели, вызывают озабоченность у политиков и, как правило, обладают сильной обороной и вооруженными силами. Внешняя политика могущественных стран тщательно отслеживается и неизменно доминирует в заголовках новостей по всему миру.

U.S. News and World Report в сотрудничестве с BAV Group и Уортонской школой Пенсильванского университета нашли способ занести самые влиятельные страны мира в рейтинг лучших стран.В отчете было опрошено более 20 000 человек из четырех регионов мира. Респондентов попросили связать 80 стран с пятью атрибутами: военные союзы, международные союзы, политическое влияние, экономическое влияние и лидерство.

Согласно отчету о лучших странах за 2019 год, в десятку самых могущественных наций входят:

Согласно опросу 2018 года, США - самая могущественная страна в мире. Соединенные Штаты имеют крупнейшую экономику в мире с ВВП в 20 долларов.49 триллионов и самый массовый военный бюджет в 610 миллиардов долларов. Расходы на оборону США превышают расходы на оборону следующих семи крупнейших стран (Китай, Саудовская Аравия, Индия, Франция, Россия, Германия и Великобритания) вместе взятые.

Россия и Китай - вторая и третья по величине страны, известные своими военными расходами. Китай также имеет крупную экономику с ВВП в 12,2 триллиона долларов. Следующими в списке идут Германия, Великобритания, Франция и Япония, каждая из которых имеет крупную экономику и распределяет большие объемы международной помощи.

Ни одна страна в списке не изменилась в рейтинге с 2018 по 2019 год, за исключением Южной Кореи, которая вошла в первую десятку в 2019 году с 11-го места. Почетные упоминания среди самых могущественных стран мира - Объединенные Арабские Эмираты, Канада и Иран.

.

10 самых мощных вооруженных сил мира 2020

В какой стране самая сильная армия в мире? Люди из Global Firepower оценивают самые могущественные вооруженные силы в мире. Рейтинг основан на множестве факторов, включая военный бюджет каждой страны, количество авианосцев, доступную рабочую силу и рабочую силу.

Это 10 самых мощных вооруженных сил мира в 2020 году:

10. Германия

Ниже перечислены текущие военные возможности и доступная огневая мощь нации Германии.

• Рейтинг индекса силы: 0,2097
• Общая численность населения: 80 457 737
• Всего военнослужащих: 208 641
• Количество самолетов: 613
• Истребитель: 122
• Боевые танки: 900
• Всего военно-морских сил: 81
• Военный бюджет: 49,1 миллиарда долларов

9. Турция

Текущий военный потенциал и огневая мощь Турции.

• Рейтинг индекса мощности: 0.2089
• Общая численность населения: 81 257 239
• Всего военнослужащих: 735 000
• Количество самолетов: 1067
• Истребители: 207
• Боевые танки: 3200
• Всего военно-морские силы: 194
• Военный бюджет: 8,6 млрд долларов

8 . Соединенное Королевство

Текущие военные возможности и огневая мощь Соединенного Королевства.

• Рейтинг индекса силы: 0,1797
• Общая численность населения: 65 105 246
• Всего военнослужащих: 233 000
• Количество самолетов: 811
• Истребители: 129
• Боевые танки: 331
• Всего военно-морских сил: 76; один авианосец
• Оборонный бюджет: 47 долларов.5 миллиардов

7. Франция

Узнайте о текущем военном потенциале и доступной огневой мощи Франции.

• Рейтинг индекса силы: 0,1584
• Общая численность населения: 67 364 357
• Всего военнослужащих: 388 635
• Количество самолетов: 1 248
• Истребитель: 273
• Боевые танки: 406
• Всего военно-морских сил: 118; четыре авианосца
• Оборонный бюджет: 40 долларов.5 миллиардов

6. Южная Корея

Ниже перечислены текущие военные возможности и доступная огневая мощь страны Южной Кореи.

• Рейтинг индекса силы: 0,1761
• Общая численность населения: 51 418 097
• Всего военнослужащих: 5 827 150
• Количество самолетов: 1 614
• Истребитель: 406
• Боевые танки: 2 654
• Всего военно-морские силы: 166; один авианосец
• Оборонный бюджет: 38 долларов.3 миллиарда

5. Япония

Текущие военные возможности и огневая мощь Японии.

• Рейтинг индекса силы: 0,1707
• Общая численность населения: 126 128 156
• Всего военнослужащих: 303 157
• Численность самолетов: 1 572
• Истребитель: 297
• Боевые танки: 1 004
• Всего военно-морские силы: 131; четыре авианосца
• Оборонный бюджет: 47 миллиардов долларов

4.Индия

Индия, вторая по численности населения страна в мире, занимает четвертое место по уровню военной мощи. Ниже перечислены текущие военные возможности и доступная огневая мощь Индии.

• Рейтинг индекса силы: 0,1065
• Общая численность населения: 1 296 834 042
• Всего военнослужащих: 3 462 500
• Количество самолетов: 2 082
• Истребитель: 520
• Боевые танки: 4 184
• Всего военно-морские силы: 295; один авианосец
• Оборонный бюджет: 55 долларов.2 миллиарда

3. Китай

Узнайте о текущих военных возможностях и доступной огневой мощи Китая.

• Рейтинг индекса силы: 0,0673
• Общая численность населения: 1 384 688 986
• Всего военнослужащих: 2 693 000
• Численность авиации: 3 187
• Истребитель: 1222
• Боевые танки: 13 050
• Всего военно-морские силы: 714; один авианосец
• Оборонный бюджет: 224 млрд долларов

2.Россия

Ознакомьтесь с текущими военными возможностями и доступной огневой мощью для нации России.

• Рейтинг индекса силы: 0,0639
• Общая численность населения: 142,122,776
• Всего военнослужащих: 3 586 128
• Количество самолетов: 4 078
• Истребитель: 869
• Боевые танки: 21 932
• Всего военно-морские силы: 352; один авианосец выведен из строя на неопределенный срок
• Оборонный бюджет: 44 миллиарда долларов

1.США

Ознакомьтесь с текущими военными возможностями и доступной огневой мощью нации Соединенных Штатов. Самая сильная армия в мире.

• Рейтинг индекса силы: 0,0615
• Общая численность населения: 329 256 465
• Всего военнослужащих: 2 141 900
• Самолеты: 13 398
• Истребители: 2 362
• Боевые танки: 6 287
• Всего военно-морские силы: 415; 24 авианосца
• Оборонный бюджет: 716 миллиардов долларов

Global Firepower оценил самые могущественные страны мира по численности армии.Они изучили силы обороны 137 стран, чтобы составить рейтинг с учетом численности личного состава, наземных систем, авиации, военно-морской мощи, ресурсов, логистики, финансов и географического положения. (щелкните, чтобы просмотреть данные о военных активах для каждой страны).

Они измеряют 50 различных статистических данных о стране, включая военный бюджет каждой страны, количество авианосцев, доступную рабочую силу и рабочую силу, чтобы получить Индекс мощи, в котором меньшие числа равны большей огневой мощи.Индекс не учитывает ядерный потенциал; Они не включаются в расчет. Кроме того, он не наказывает страны, не имеющие выхода к морю, за отсутствие постоянного флота.

Шестая по величине армия в мире, пакистанская армия не входит в десятку лучших. Она занимает 15 место среди самых мощных армий. В любом случае, посмотрите 10 самых мощных вооруженных сил мира с сопутствующей статистикой. Вы также можете увидеть список из 10 стран с сильнейшими армиями.

.

73 самых могущественных страны мира на 2020 год> Журнал CEOWORLD

Соединенные Штаты сохранили свою позицию самой могущественной державы в мире на 2020 год, согласно ежегодному рейтингу власти US News Report, основанному на воспринимаемой мощи и оказать влияние.

В первую пятерку вошли США (№1), Россия (№2), Китай (№3), Германия (№4) и Великобритания (№5). Их невозможно остановить.

Израиль отстает от Франции на две позиции, сразу за Японией (7) и опережает Южную Корею (9).Саудовская Аравия занимает 10-е место в списке самых могущественных держав мира на 2020 год.

В докладе анализируются самые могущественные страны мира - те, которые постоянно доминируют в заголовках новостей, вызывают озабоченность у политиков и формируют глобальные экономические модели. Рейтинг является частью ежегодного исследования «Лучшие страны», которое оценивает 80 стран на основе ответов 21 000 человек. Респондентов попросили связать различные страны с атрибутами, включая силу их союзов и экономическое влияние.

В последнюю пятерку входят Словакия (69), Литва (70), Латвия (71), Эстония (72) и Словения (73).

Самые сильные страны мира на 2020 год

Рейтинг	Страна
1	США
2	Россия
3	Китай
4	Германия
5	Соединенное Королевство
6	Франция
7	Япония
8	Израиль
9	Южная Корея
10	Саудовская Аравия
11	Объединенные Арабские Эмираты
12	Канада
13	Швейцария
14	Индия
15	Австралия
16	Турция
17	Италия
18	Катар
19	Испания
20	Швеция
21	Нидерланды
22	Сингапур
23	Норвегия
24	Бразилия
25	Египет
26	Дания
27	Австрия
28	Украина
29	Новая Зеландия
30	Люксембург
31	Вьетнам
32	Южная Африка
33	Иордания
34	Беларусь
35	Финляндия
36	Казахстан
37	Мексика
38	Ливан
39	Оман
40	Индонезия
41	Португалия
42	Польша
43	Греция
44	Сербия
45	Азербайджан
46	Аргентина
47	Мьянма
48	Колумбия
49	Таиланд
50	Гватемала
51	Филиппины
52	Шри-Ланка
53	Боливия
54	Гана
55	Чешская Республика
56	Марокко
57	Малайзия
58	Перу
59	Эквадор
60	Тунис
61	Панама
62	Доминиканская Республика
63	Чили
64	Румыния
65	Коста-Рика
66	Хорватия
67	Болгария
68	Словакия
69	Литва
70	Латвия
71	Эстония
72	Словения

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ:

лучших стран мира.
Лучшие страны мира для женщин.
Самые сильные страны мира.
Лучшие страны мира для воспитания ребенка.

.

Самые мощные вооруженные силы мира в 2018 году> журнал CEOWORLD

Согласно данным Global Firepower, американские вооруженные силы были признаны самыми сильными в мире в 2018 году, в то время как Россия и Китай заняли второе и третье места соответственно. Индия, Франция, Великобритания, Южная Корея, Япония, Турция и Германия завершили десятку самых мощных вооруженных сил в мире за 2018 год.

Алгоритмы рейтинга учитывали 55 факторов, включая такие «бонусы», как принадлежность к НАТО, доказанное или предполагаемое обладание ядерным оружием, географическое положение, финансовое здоровье, материально-технические возможности, промышленные мощности и природные ресурсы, а также их глобальный статус - первый, второй , или Третий мир.

Это 10 самых мощных вооруженных сил мира:

1. США
   Рейтинг индекса силы: 0,0857
   Общая численность населения: 323,995,528
   Всего военнослужащих: 2363,675
   Всего самолетов: 13,762
   Истребителей: 2296
   Боевые танки: 5,884
   Всего военно-морских сил: 415 (19 авианосцев)
   Военный бюджет: 587,8 ​​млрд долларов
2. Россия
   Рейтинг индекса силы: 0,0929
   Общая численность населения: 142 355 415
   Всего военнослужащих: 3 371 027
   Общая численность самолетов: 3794
   Истребитель: 806
   Боевые танки: 20 216
   Всего военно-морских сил: 352 (один авианосец)
   Оборона бюджет: 44 доллара.6 миллиардов
3. Китай
   Индекс мощности: 0,0945
   Общая численность населения: 1373 541 278
   Всего военнослужащих: 3 712 500
   Общая численность самолетов: 2955
   Истребители: 1 271
   Боевые танки: 6 457
   Всего военно-морские силы: 714 (один авианосец)
   Оборона бюджет: 161,7 млрд долларов
4. Индия
   Индекс силы: 0,1593
   Общая численность населения: 1 266 883 598
   Всего военнослужащих: 4 207 250
   Общая численность самолетов: 2 102
   Истребитель: 676
   Боевые танки: 4 426
   Всего военно-морские силы: 295 (три авианосца)
   Оборона бюджет: 51 миллиард долларов
5. Франция
   Рейтинг индекса мощи: 0.1914
   Общая численность населения: 66 836 154
   Всего военнослужащих: 387 635
   Общая численность самолетов: 1305
   Истребители 296
   Боевые танки: 406
   Всего военно-морские силы: 118 (четыре авианосца)
   Оборонный бюджет: 35 миллиардов долларов
6. Великобритания
   Рейтинг индекса силы: 0,2131
   Общая численность населения: 64 430 428
   Всего военнослужащих: 232 675
   Общая численность самолетов: 856
   Истребители: 88
   Боевые танки 249
   Всего военно-морские силы: 76 (два авианосца)
   Оборона бюджет: 45 долларов.7 миллиардов
   
7. Япония
   Индекс силы: 0,2137
   Общая численность населения: 126 702 133
   Всего военнослужащих: 311 875
   Общая численность авиации: 1594
   Истребители: 288
   Боевые танки: 700
   Всего военно-морские силы: 131 (четыре авианосца)
   Оборона бюджет: 43,8 млрд долларов
8. Турция
   Индекс силы: 0,2491
   Общая численность населения: 80 274 ​​604
   Всего военнослужащих: 743 415
   Общая численность авиации: 1018
   Истребитель: 207
   Боевые танки: 2445
   Всего военно-морские активы: 194
   Оборонный бюджет: 8 долларов.2 миллиарда
9. Германия
   Индекс силы: 0,2609
   Общая численность населения: 80 722 792
   Всего военнослужащих: 210 000
   Общая численность авиации: 698
   Истребители: 92
   Боевые танки: 543
   Общие военно-морские активы: 81
   Оборонный бюджет: 39,2 миллиарда долларов
10. Египет
    Рейтинг индекса силы: 0,2676
    Общая численность населения: 94 666 993
    Всего военнослужащих: 1329 250
    Общая численность авиации: 1132
    Истребители: 337
    Боевые танки: 4110
    Всего военно-морские силы: 319 (два авианосца)
    Оборона бюджет: 4 доллара.4 миллиарда

Это самые мощные военные в мире:

Рейтинг	Страна
1	США
2	Россия
3	Китай
4	Индия
5	Франция
6	Соединенное Королевство
7	Южная Корея
8	Япония
9	Турция
10	Германия
11	Италия
12	Иран
13	Египет
14	Бразилия
15	Индонезия
16	Израиль
17	Пакистан
18	Северная Корея
19	Испания
20	Вьетнам
21	Австралия
22	Польша
23	Алжир
24	Тайвань
25	Канада
26	Саудовская Аравия
27	Таиланд
28	Греция
29	Украина
30	Чешская Республика
31	Швеция
32	Мексика
33	Южная Африка
34	Швейцария
35	Мьянма
36	Норвегия
37	Аргентина
38	Нидерланды
39	Узбекистан
40	Румыния
41	Беларусь
42	Перу
43	Нигерия
44	Малайзия
45	Колумбия
46	Венесуэла
47	Ирак
48	Ангола
49	Сирия
50	Казахстан
51	Эфиопия
52	Филиппины
53	Азербайджан
54	Дания
55	Марокко
56	Бангладеш
57	Венгрия
58	Чили
59	Финляндия
60	Болгария
61	Австрия
62	Словакия
63	Португалия
64	Боливия
65	Объединенные Арабские Эмираты
66	Йемен
67	Сингапур
68	Бельгия
69	Эквадор
70	Судан
71	Афганистан
72	Хорватия
73	Куба
74	Ливия
75	Демократическая Республика Конго
76	Иордания
77	Тунис
78	Сербия
79	Оман
80	Туркменистан
81	Зимбабве
82	Грузия
83	Замбия
84	Армения
85	Кения
86	Албания
87	Монголия
88	Кувейт
89	Шри-Ланка
90	Новая Зеландия
91	Кыргызстан
92	Словения
93	Уганда
94	Чад
95	Литва
96	Таджикистан
97	Бахрейн
98	Танзания
99	Южный Судан
100	Катар
101	Непал
102	Камбоджа
103	Ботсвана
104	Гватемала
105	Латвия
106	Ливан
107	Гана
108	Эстония
109	Нигер
110	Камерун
111	Мозамбик
112	Гондурас
113	Парагвай
114	Мали
115	Уругвай
116	Ирландия
117	Лаос
118	Македония
119	Кот-д'Ивуар
120	Республика Конго
121	Черногория
122	Никарагуа
123	Мадагаскар
124	Босния и Герцеговина
125	Доминиканская Республика
126	Габон
127	Намибия
128	Панама
129	Мавритания
130	Центральноафриканская Республика
131	Сальвадор
132	Сомали
133	Сьерра-Леоне
134	Суринам
135	Либерия
136	Бутан

.

BBC - Путешествия - Пять сверхдержав, правящих миром в 2050 году

Brexit, коронавирус и торговые разногласия могут создавать экономические препятствия, но, несмотря на неотложные проблемы, мировая экономика, по прогнозам, будет продолжать расти быстрыми темпами в следующие несколько десятилетий. Фактически, к 2050 году мировой рынок, по прогнозам, удвоится по сравнению с нынешним размером, даже несмотря на то, что, по прогнозам ООН, население мира вырастет лишь на скромные 26%.

Топ-10 экономик в 2050 году, согласно докладу PwC «Мир в 2050 году»

1.Китай
2. Индия
3. США
4. Индонезия
5. Бразилия
6. Россия
7. Мексика
8. Япония
9. Германия
10. Великобритания

Смотрите полный список здесь

Этот рост принесет с собой множество изменений. Хотя может быть сложно точно предсказать, как будет развиваться будущее, большинство экономистов сходятся во мнении в одном: сегодняшние развивающиеся рынки завтра станут экономической сверхдержавой.

Согласно отчету «Мир в 2050 году» международной компании PwC, оказывающей профессиональные услуги, через 30 лет шесть из семи крупнейших экономик мира будут сегодняшними странами с развивающейся экономикой, опередив США (со 2-го на 3-е место), Японию (с С 4-го по 8-е) и Германии (опустившись с 5-го на 9-е).Согласно докладу, даже в относительно небольших экономиках, таких как Вьетнам, Филиппины и Нигерия, в ближайшие три десятилетия их рейтинги будут значительно выше.

Вас также может заинтересовать:
• Каково жить в перенаселенном городе?
• Пять стран, находящихся на переднем крае развития технологий
• Жизнь в стране, которая думает о зеленом

Мы поговорили с жителями пяти стран с потенциалом сверхвысокого роста, чтобы узнать, как они справляются с уже происходящими быстрыми изменениями и какие преимущества они получают с жизнью в этих местах и ​​проблемами, с которыми они сталкиваются по мере того, как их страны поднимаются в рейтинге.

Китай

Если судить по ВВП по паритету покупательной способности (ППС), который корректируется с учетом разницы в уровне цен между странами, Китай уже имеет крупнейшую экономику в мире. Азиатский гигант добился огромных экономических успехов за последнее десятилетие, но экономисты обещают, что это лишь верхушка айсберга того, что ждет в будущем.

Большие экономические изменения происходят прямо на глазах у жителей. «Мой дом в течение последних нескольких лет, Индустриальный парк Сучжоу, представляет собой сияющий городской рай с торговыми центрами, парками, ресторанами и уличным движением.Но когда я впервые приехал в Китай [15 лет назад], вся местность была болотом и сельхозугодьями, - сказал Роуэн Колл, автор 1-минутной китайской книги. - Это очень распространенная история в Китае. Вся страна меняется ».

Изменения привлекают совершенно новую группу предпринимателей и других лиц, ищущих финансовые возможности на фоне, казалось бы, неудержимого роста. В крупнейшем городе Китая, Шанхае, многие новички начинают свой путь.

« Шанхай - это предпринимательский и очень коммерчески ориентированный город», - сказал американец Джон Пабон, основатель находящейся в Шанхае компании Fulcrum Strategic Advisors.«От торговцев ранним утром на мокрых рынках до гудков мотоциклов на светофоре и до поздних ночей в офисе - все здесь, чтобы продвигаться вперед». Но в отличие от Нью-Йорка, где раньше жил Пабон и люди обычно держали свои карты близко к груди, жители здесь «всегда готовы выслушать и дать дельный совет».

Однако, чтобы работать и жить здесь, эмигранты должны выучить китайский язык. «В Китае больше нечего делать», - сказал Пабон. «Без китайского языка у вас будут довольно ограниченные возможности для работы, в социальных и культурных кругах, и вас могут вообще не пустить.”

Индия

Ожидается, что вторая по численности населения страна в мире будет иметь значительный рост в течение следующих трех десятилетий, в среднем на 5% роста ВВП в год, согласно отчету, что делает ее одной из самых быстрорастущих стран. экономики в мире. К 2050 году Индия, по прогнозам, станет второй по величине экономикой в ​​мире (обогнав Соединенные Штаты), и на ее долю будет приходиться 15% мирового ВВП. Положительные результаты этого роста уже начали оказывать влияние на жителей.

«С конца 20-го века и начала 21-го я буквально видел, как Индия менялась прямо у меня на глазах», - сказал уроженец Саураб Джиндал, управляющий приложением Talk Travel. «Рост экономики привел к многочисленным изменениям в образе жизни людей, от атмосферы в городе до отношения в обществе и, в конечном итоге, общих прогулок и разговоров о стране и ее жителях».

Например, за последние 15 лет произошло «серьезное улучшение» качества телевизоров, мобильных телефонов и марок автомобилей, в то время как авиаперелеты стали более доступными, а дома стали «более роскошными и богатыми». ».

Однако улучшения не прошли без проблем. Расходы на инфраструктуру отстают, несмотря на то, что на улицы выходит все больше машин; а отсутствие соблюдения нормативных требований привело к увеличению уровня загрязнения, особенно в городских центрах, таких как Нью-Дели.

Рост также не всегда достигал равенства всех граждан. «Некоторые слои общества [которые] все еще живут с очень низким качеством жизни», - сказал Джиндал. «Рядом с высотными домами можно увидеть трущобы».

Я буквально видел, как Индия меняется на моих глазах.

Отношение к женщинам здесь также расстраивает жителей, поскольку страна продолжает бороться с продолжающимся кризисом изнасилований и сексуальных домогательств.«Рост страны измеряется тем, насколько она уважает права своих граждан, поэтому нам еще предстоит пройти долгий путь», - сказала Намита Кулкарни, которая живет в Майсоре и ведет блог в Radical Ever After. «До тех пор, пока женщины не будут в безопасности в общественных местах, никакой« экономический рост »ничего не значит».

Кулкарни рекомендует эмигрантам изучить вопрос, прежде чем переехать сюда, особенно потому, что различные части округа могут сильно отличаться друг от друга. «В каждом штате есть свои уникальные языки, культура, кухня и традиции», - сказала она.«Северо-восточные штаты - мой личный фаворит».

Жители также советуют не пытаться копировать домашний комфорт, а лучше настроиться на то, как устроена страна. «Адаптируйтесь к Индии», - сказал Джиндал. «Индия не приспособится к вам».

Бразилия

Эта южноамериканская электростанция должна стать пятой по величине экономикой мира к 2050 году, обогнав Японию, Германию и Россию. Обладая изобилием природных ресурсов, Бразилия быстро развивала свою экономику в последние несколько десятилетий, но сталкивается с проблемами, поскольку борется с коррупцией в правительстве и инфляцией, от которых страдает страна в последние годы.

«Я был свидетелем всей экономической эйфории в конце 2000-х - начале 2010-х годов. В Бразилии появился новый средний класс, и страна в целом гордилась этой новой, заработанной тяжелым трудом репутацией », - сказал Кайо Берсо, родившийся в Бразилии. «Но в то же время большие города, такие как Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу, становились все более недоступными. Дошло до того, что стало казаться, что Бразилия растет быстрее, чем должна. Не хватало торговых коридоров, железных дорог, дорог и портов, чтобы идти в ногу со всем этим ростом.”

Некоторые из проблем позволили Бразилии одним из первых внедрить технологию. «Во многих развивающихся странах высокий рост приводит к высокой инфляции. В результате высокой стоимости защиты наличных денег от инфляции Бразилия стала пионером финансовых технологий », - сказала специалист по межкультурной политике Анналиса Нэш Фернандес, ранее проживавшая в Сан-Паулу. «Эквиваленты Paypal и Venmo были повседневной практикой в ​​Бразилии на протяжении 20 с лишним лет, даже до появления смартфонов через банкомат».

Бразилия - один из мировых гигантов горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства и обрабатывающей промышленности

Рецессия 2016 года сильно ударила по стране, но экономика демонстрирует некоторые признаки возобновления роста, и с приходом к власти новой президентской администрации в прошлом году, 2020 По данным Reuters, год для Бразилии станет переломным.«Страна по-прежнему сталкивается с экономическими проблемами, но определенно работает в направлении светлого будущего», - сказала уроженка Сильвана Фраппье. «Бразилия - один из мировых гигантов горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства и производства, с сильным и быстрорастущим сектором услуг. Я также наблюдаю рост инвестиций в туризм ».

Независимо от состояния экономики, здесь обычно рады новичкам, особенно если они изучают язык. «Бразилия - очень дружелюбная страна, которая любит принимать иностранцев.Бразильцы менее индивидуалисты и более социальные люди. Они любят, когда иностранец проявляет интерес к их культуре и языку », - сказал Фраппье. «Изучая португальский, вы почувствуете себя как дома».

Мексика

К 2050 году Мексика готова стать седьмой по величине экономикой мира, поднявшись на четыре позиции с текущего 11-го места в рейтинге. Ориентация на производство и экспорт в последние годы стимулировала значительную часть его роста, хотя текущие экономические условия ограничивают потенциальные выгоды.

«За последние 10 лет экономика Мексики выросла, но не так сильно, как я ожидал, и определенно не настолько, насколько могла бы», - сказал тревел-блогер Федерико Арризабалага, который живет в Пуэрто-Валларта. «Цена на бензин выросла вдвое за последние восемь лет [и] стоимость мексиканского песо упала примерно на 50% по отношению к доллару США за последние 10 лет. Но если вы найдете возможности и работу трудно, вы можете сделать очень хорошо, и ваши деньги все еще идет длинный путь по сравнению с более дорогими странами.”

Если вы находите возможности и много работаете, у вас все хорошо.

Здравоохранение и транспорт здесь намного доступнее, чем в США, Канаде и Европе. «Я только что был в Мехико, и стоимость поездки на Uber в любую точку города составляла от 4 до 10 долларов США [приблизительно. От 3 до 8 фунтов стерлингов] », - сказала американка Сьюзан Хаскинс, старший редактор International Living, которая в настоящее время проживает в Мериде, Юкатан. Как и во многих развивающихся странах, инфраструктура и дорожные условия могут быть сложными, но правительство только что объявило об инвестициях в инфраструктуру в размере 44 миллиардов долларов, по данным Reuters, которые будут потрачены в течение следующих четырех лет.

Каждый регион Мексики отличается своим климатом и культурой, поэтому жители советуют новым эмигрантам провести исследования и посетить разные города перед переездом. Тем не менее, местное гостеприимство значительно упрощает процесс адаптации, особенно когда речь идет об изучении испанского языка, что совершенно необходимо.

«Люди здесь сделают все возможное, чтобы помочь вам преодолеть препятствия в общении», - сказал Хаскинс.

Нигерия

Нигерия, одна из крупнейших экономик Африки, готова к 2050 году стремительно расти, в среднем на 4 человека.2% в годовом исчислении, поднявшись на восемь позиций с 22 на 14 место в рейтинге. В то время как правительство борется с коррупцией, у жителей есть предпринимательская позиция, которая продолжает толкать страну вперед. Согласно данным Global Entrepreneurship Monitor, более 30% жителей Нигерии являются новыми предпринимателями или владельцами-менеджерами нового бизнеса, что является одним из самых высоких показателей в мире.

«В воздухе витает культура« суеты », - сказала уроженка Нигерии Колетт Отушесо, генеральный директор Accelerate TV, проживающая в Лагосе.«Нигерийцы трудолюбивы, и для нас почти естественно работать над несколькими делами одновременно, а это значит, что всегда что-то происходит».

Даже проблемы страны, такие как минимальное количество общественного транспорта, переросли в возможности для бизнеса. «Теперь у нас есть приложение, очень похожее на Uber для окада (мотоциклетный транспорт), который является наиболее часто используемым видом транспорта в Нигерии, но в прошлом не был очень надежным», - сказал Отушесо. «Теперь мы можем отслеживать водителей Okada и их местоположения так же, как вы это делаете при транспортировке и доставке с Uber.»

В воздухе царит культура« суеты и суеты »

Жители в основном положительно относятся к будущему округа, но опасаются коррупции в правительстве и иностранных инвестиций. «Мы должны быть осторожны, из какой страны берем деньги, кому позволяем улучшать нашу инфраструктуру и какие условия к ней привязаны», - сказал уроженец Нигерии Чизоба Аняоха, основатель TravSolo, отметив свою историю использования другими странами их природные ресурсы и сырье.

Новичкам следует поселиться в Лагосе или Абудже, больших городах с хорошими школами, отличной ночной жизнью и едой. Как и в любом большом городе, уличные навыки играют ключевую роль. «Лучший способ акклиматизироваться здесь - это познакомиться с кем-то, кому вы доверяете в настоящее время здесь», - сказал Аняоха. «Выявить экспатов довольно легко, что делает их легкой мишенью. Сохраняйте сдержанность, принимайте меры предосторожности, всегда помните о своем окружении и людях в нем ».

Жизнь в - это серия сериалов от BBC Travel, в которой рассказывается, каково жить в некоторых из лучших мест в мире.

Присоединяйтесь к более чем трем миллионам поклонников BBC Travel, поставив нам лайк на Facebook или подписавшись на нас в Twitter и Instagram .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «Основной список». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Culture, Worklife и Travel, которые доставляются на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

.

самых эффективных паспортов в мире в 2020 году

Принимая во внимание недавние ограничения на поездки в ЕС и различные другие закрытия границ, связанные с коронавирусом, паспорт Новой Зеландии в настоящее время дает вам безвизовый доступ или доступ по прибытии в 129 пунктов назначения. Это делает его самым мощным паспортом в мире, согласно индексу паспортов Arton Capital, рейтингу мировых паспортов по количеству направлений, в которые их владельцы могут попасть без получения визы до прибытия.

В отличие от индекса паспортов Хенли, который поставил паспорт Японии на первое место в своем списке совсем недавно, в июле 2020 года, индекс паспортов Arton Capital обновляет свои рейтинги в реальном времени по мере введения новых отказов от виз и изменений, показывая текущее влияние COVID-19 на поездки запреты на глобальную мобильность прямо сейчас.

Германия, Австрия, Люксембург, Швейцария, Ирландия, Япония, Южная Корея и Австралия следуют за Новой Зеландией и занимают второе место с безвизовым доступом к 128 направлениям в настоящее время.Швеция, Бельгия, Франция, Финляндия, Италия и Испания делят третье место с доступом к 127 направлениям каждая. В связи с действующими ограничениями на поездки из-за COVID-19 Соединенные Штаты не появляются до 21-го места в списке, в рейтинге, который они разделяют с Малайзией, где в настоящее время каждый имеет безвизовый доступ только к 92 направлениям.

Самые надежные паспорта в мире в 2020 году с ограничениями на поездки из-за COVID-19

Согласно Паспортному индексу Arton Capital

1. Новая Зеландия (129 пунктов)
2. Германия, Австрия, Люксембург, Швейцария, Ирландия, Япония, Южная Корея, Австралия (128 пунктов назначения)
3. Швеция, Бельгия, Франция, Финляндия, Италия, Испания (127 пунктов назначения)
4. Нидерланды, Дания, Португалия, Литва, Норвегия, Исландия, Великобритания, Канада (126 пунктов назначения)
5. Мальта, Словения, Латвия (125 направлений)
6. Чехия, Эстония, Греция, Польша, Венгрия, Лихтенштейн (124 пункта назначения)
7. Словакия (123 направления)
8. Кипр, Хорватия, Монако (121 пункт назначения)
9. Румыния, Болгария (120 направлений)
10. Сан-Марино, Андорра, Уругвай (115 пунктов назначения)

Афганистан и Ирак заняли нижнюю строчку рейтинга на 75-м месте с доступом только к 31 пункту назначения.Сирия, Сомали и Йемен заняли лишь несколько более высоких позиций с доступом к 34, 35 и 36 направлениям соответственно.

Когда вы снимете эти временные запреты на поездки, связанные с коронавирусом, свобода передвижения для владельцев многих из этих мощных паспортов будет выглядеть совсем иначе. Например, когда вы просматриваете индекс Henley Passport, который опубликовал свои последние рейтинги в июле 2020 года, без учета запретов на поездки COVID-19, Соединенные Штаты заняли одно место над Новой Зеландией с доступом к 185 направлениям вместо 184.

Самые надежные паспорта в мире в 2020 году без ограничений COVID-19

Согласно индексу паспортов Хенли

1. Япония (191 пункт назначения)
2. Сингапур (190 направлений)
3. Южная Корея, Германия (189 направлений)
4. Италия, Финляндия, Испания, Люксембург (188 пунктов назначения)
5. Дания, Австрия (187 направлений)
6. Швеция, Франция, Португалия, Нидерланды, Ирландия (186 пунктов назначения)
7. Швейцария, США, Великобритания, Норвегия, Бельгия (185 пунктов назначения)
8. Греция, Новая Зеландия, Мальта, Чехия (184 пункта назначения)
9. Канада, Австралия (183 пункта назначения)
10. Венгрия (182 пункта)

«Как мы уже видели, влияние пандемии на свободу передвижения оказалось более резким и продолжительным, чем предполагалось изначально.Это последнее решение ЕС указывает на то, что впереди еще больше потрясений », - д-р Чри

.

---

Смотрите также

• 
  Самые рейтинговые шоу в мире
• 
  Самая первая фотография в мире
• 
  Самые большие в мире запасы пресной воды
• 
  Самые смешные дома в мире фото
• 
  Какое море в мире самое грязное
• 
  Самый дорогой в мире усилитель
• 
  У кого самый сильный укус в мире
• 
  Самая богатая женщина в мире 2020
• 
  Самый дерзкий народ в мире
• 
  Какую высоту имеет самое высокое здание в мире
• 
  Самое большое в мире ущелье