ทดลองสร้างพาวเวอร์แบงค์แบบชาร์จเร็วด้วยซุปเปอร์คาปาซิเตอร์

     ไม่กี่ปีมานี้เทคโนโลยีซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ (Super Capacitor) ได้รับความสนใจมากขึ้น เนื่องจากคุณสมบัติที่สามารถชาร์จประจุไฟฟ้าให้เต็ม (Charge)ได้อย่างรวดเร็วและสามารถปลดปล่อยพลังงานออกมา (Discharge) ได้อย่างรวดเร็วเช่นกัน เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุธรรมดาแล้ว ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ สามารถเก็บประจุได้มากว่าหลายร้อย-พันเท่าตัว ถึงมาแม้ว่าความจุนั้นเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นั้นจะยังห่างกันอีกหลายชั้น แต่เทคโนโลยีซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ก็ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มีการใช้งานในวงกว้างมากขึ้น ประกอบกับราคาที่ถูกลง ซึ่งปัจจุบันสามารถหาซื้อนำมาใช้งานได้ตั้งแต่ราคาหลักสิบถึงหลักร้อยบาท

     ในการทดลองนี้จะทำการนำซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ขนาด 2.7V 100F จำนวน 2 ตัวนำมาต่ออนุกรมกัน เมื่อต่ออนุกรมคาปาซิเตอร์ทุกชนิดแม้จำทำให้สามารถทนแรงดันได้สูงขึ้นแต่จะทำให้ค่าความเก็บประจุลดลงจากเดิมตามจำนวนตัวที่อนุกรม เมื่อนำ 100F มาอนุกรมกันสองตัวก็จะเหลือค่าความเก็บประจุเพียง 50F แต่ทนแรงดันขึ้นเป็นสองเท่าที่ 5.4V ทั้งนี้เพื่อใช้งานร่วมกับวงจร USB Step-Up 1-5V to 5V ให้รักษาระดับแรงดันไฟขาออกทางช่อง USB ให้คงที่ 5V ตลอดเวลา  ซึ่งผลการทดลองครั้งนี้จะเป็นอย่างไร สามารถติดตามได้จากคลิปวีดีโอด้านล่างครับ

     จากการทดลองนำซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ขนาด 2.7V 100F มาทำการประจุไฟที่ 5V จนใกล้เต็มจะเห็นได้ว่าใช้เวลาประจุที่เร็วมาเพียงไม่กี่วินาที ซึ่งหากไม่มีข้อจำกัดเรื่อง Power Supply จะใช้สามารถทำการประจุได้รวดเร็วกกว่านี้อีกหลายเท่าตัว และเมื่อทำทดลองดึงกระแสออกมาผ่าน USB Step-Up ก็สามารถจ่ายกระแสได้สูงอย่างต่อเนื่อง แน่นอนว่าลักษณะการคายประจุของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์นั้นหากสังเกตจากคลิปวีดีโอจะเห็นได้ว่าลักษณะการลดลงของแรงดันนั้นลดลงไปเรื่อยๆแปรผันตรงตัวตามปริมาณประจุไฟฟ้าที่คงเหลือและหมดไปในที่สุด ซึ่งต่างจากแบตเตอรี่ที่จะค่อยๆแรงดันลงเล็กน้อย เมื่อถึงระดับแรงดันจุดๆหนึ่งๆก็จะหมดโดยสิ้นเชิง แน่นอนครับว่าหากเรานำซุปเปอร์คาปาซิเตอร์มาเป็นแหล่งเก็บพลังงานโดยตรงแล้ว เราจะไม่สามารถใช้ในอุปกรณ์ต่างๆได้เพราะแหล่งจ่ายมีลักษณะไม่คงที่ครับ ทั้งนี้วงจร USB Step-Up ได้ช่วยแก้ปัญหาในการทดลองนี้ โดยใช้หลักการนำกระแสไปแลกเป็นแรงดันด้วยเทคนิค Switching Feedback ทำให้เรามีไฟที่ Output คงที่ ที่ 5V ตลอดเวลานั่นเองครับ

     ท้ายสุด จากผลการทดลองคร่าวๆนั้นแม้ว่าจะไม่ได้ชาร์จซุปเปอร์คาปาซิเตอร์จนเต็ม 100% แต่ก็ถือว่าใกล้เคียง สามารถวัดความจุได้ 20mAh ที่ไฟ Output USB 5V ซึ่งแม้จะน้อยมากๆ หากเทียบกับพาวเวอร์แบงค์ทั่วไป แต่หัวใจหลักของการทดลองนี้เพื่อความสามารถในการชาร์จไฟที่รวดเร็วครับ และหวังว่า การทดลองเล็กๆนี้จะเป็นเกร็ดความรู้ให้ผู้อ่านในการนำ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ไปประยุกต์ใช้งานอื่นๆ ต่อไปครับ และแน่นอนว่าในอนาคตซุปเปอร์คาปาซิเตอร์จะได้รับการพัฒนาให้มีความจุสูงขึ้นราคาที่ถูกลงเรื่อยๆ และมีการนำไปประยุกต์ใช้งานในวงกว้างและแพร่หลายมากขึ้นครับ