Die Fähigkeit, Energie relativ schnell zu liefern, ist im Grunde die Unterscheidung zwischen einem " Kondensator " und einer " wiederaufladbaren Batterie ". Dies ist weniger ein Physik-Faktoid als vielmehr die Bedeutung der Wörter.
Zum Beispiel im folgenden Diagramm:
$
{\ erfordert {Farbe}}
{\ definecolor {Kondensator} {RGB} {255,10,10}}
{\ definecolor {lightCapacitor} {RGB} {255,131,131}}
{\ definecolor {Batterie} {RGB} {186,138,20}}
{\ definecolor {lightBattery} {RGB} {219,194,133}}
%.
% \ text {Zum Beispiel im folgenden Diagramm:} \\
\ hskip {1em}
\ lower {2.5ex} {
\ begin {array} {l}
{\ rlap {\ color {Kondensator} {\ Regel {15px} {15px}}}
{\ rlap {\ raise {4px} {\ hskip {4px} \ color {lightCapacitor} {\ rule {7px} {7px}}}}
\ hskip {21px}
{\ erhöhe {2px} {
{\ color {Kondensator} {\ textbf {Li-Ionen-Kondensator}}}
~ \ text {hat eine höhere Entladungsrate; obwohl}
}}
\\
{\ rlap {\ color {Batterie} {\ Regel {15px} {15px}}}
{\ rlap {\ raise {4px} {\ hskip {4px} \ color {lightBattery} {\ rule {7px} {7px}}}}
\ hskip {21px}
{\ Raise {2px} {{\ Farbe {Batterie} {\ textbf {Li-Ionen-Batterie}}}
~ \ text {kann mehr Energie speichern.}}}
\ end {array}
}}
$ span>
$ \ hskip {50px} $ span> $
{\ erfordern {Abbrechen}}
{\ def \ place # 1 # 2 # 3 {\ smash {\ rlap {\ hskip {# 1px} \ raise {# 2px} {# 3}}}}
\ place {305} {219} {\ color {Kondensator} {\ bcancel {\ phantom {\ rule {97px} {25px}}}}
\ place {377} {191} {\ color {Batterie} {\ Abbrechen {\ Phantom {\ Regel {25px} {7px}}}}
$ span> 
Beachten Sie, dass die Leistung Einheiten von $ \ left [\ frac {\ text {energy}} {\ text {time}} \ right] $ span> hat. Dies ist, Leistung ist die Rate, mit der Energie geliefert wird.
Konzeptionell scheint es einen Interessenkonflikt zwischen dem Speichern von Energie und der Fähigkeit zu geben, diese schnell zu verlieren (d. h. Energie zu liefern). Wie oben gezeigt, haben bestimmte Technologien tendenziell einen Kompromiss zwischen ihrer Fähigkeit, Energie zu speichern und zu liefern.
Dieser Konflikt kann als ähnlich zu dem mit thermodynamischer Reversibilität angesehen werden, bei dem langsamere Prozesse tendenziell höhere Wirkungsgrade aufweisen. Zum Beispiel hat eine nützliche Erwärmung die höchsten thermodynamischen Wirkungsgrade, wenn sie beliebig kleine Temperaturgradienten hinunterfließt. Je kleiner der Temperaturgradient ist, desto länger dauert es, bis sich eine endliche Wärmemenge darüber bewegt.
In der Thermodynamik ist ein reversibler Prozess ein Prozess, dessen Richtung "umgekehrt" werden kann, indem infinitesimale Änderungen an einer Eigenschaft des Systems über seine Umgebung induziert werden, ohne dass die Entropie zunimmt. Während des gesamten reversiblen Prozesses befindet sich das System im thermodynamischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung. Da der Abschluss des reversiblen Prozesses unendlich lange dauern würde, sind perfekt reversible Prozesse unmöglich.
- "Reversibler Prozess (Thermodynamik)", Wikipedia [Formatierung und Verweise weggelassen]
Es macht tatsächlich Spaß, über die informationstheoretischen Aspekte nachzudenken, warum dies so ist. Zum Beispiel haben Sie wahrscheinlich gehört, wie Entropie ein Maß für Störung ist; Es wird vielleicht besser als eine Qualifikation dafür gesehen, wie Zustände in einem Ensemble möglicher Zustände fließen könnten. Wenn es mehr ungebundene Strömungswege gibt, können sich die Dinge schneller bewegen. Dies bedeutet jedoch auch, dass die Entropie wächst und nützliche Arbeit verloren geht.
Das Austreten von nützlicher Arbeit kommt auch als Wärmeenergie (Wärme) heraus, was ziemlich problematisch sein kann, wenn es um Hochspannungselektronik geht.
Historisch gesehen waren -Kondensatoren physikalischere Mechanismen zur Speicherung von Energie, während -Batterien früher eher chemische Mechanismen zur Speicherung von Energie waren (mit einigen lustige Ausnahmen). Dies trifft auch heute noch oft zu, obwohl dies vielleicht besser als historisches Ereignis angesehen wird als als Grundkonzept, um den Überblick zu behalten. Dinge wie Superkondensatoren und andere Technologien werden die Linie weiterhin verwischen, da es wirklich keinen Grund gibt, ein ausgereiftes System auf einen einzigen physischen Ansatz zu beschränken.
Abschließend könnten Defibrillatoren Batterien als Hauptenergiespeicher verwenden, um Kondensatoren zu laden, die sich schnell entladen könnten. Dieses Entwurfsmuster wird als transiente Lastentkopplung bezeichnet, wobei die transiente Last die elektrische Anforderung des Schocks und der Entkopplung ist. Mit em> ist der Akku weniger direkt ausgesetzt.
