Het gebruik van grote condensatoren in plaats van batterijen brengt verschillende uitdagingen met zich mee, voornamelijk als gevolg van verschillen in energieopslag- en ontladingskarakteristieken tussen condensatoren en batterijen. Condensatoren zijn ontworpen om elektrische energie snel op te slaan en vrij te geven, maar hebben doorgaans een veel lagere energiedichtheid dan batterijen. Dit betekent dat condensatoren minder energie per volume- of gewichtseenheid kunnen opslaan in vergelijking met batterijen van vergelijkbare grootte. Hoewel condensatoren snelle energiestoten kunnen leveren, kunnen ze de energieopslag en -ontlading op de lange termijn niet ondersteunen, wat voor veel toepassingen op batterijen nodig is.
Condensatoren slaan energie op door elektrische lading op hun platen te accumuleren, terwijl batterijen energie opslaan via chemische reacties die in hun cellen plaatsvinden. Dit fundamentele verschil resulteert in condensatoren met een lagere energieopslagcapaciteit vergeleken met batterijen. Batterijen kunnen aanzienlijke hoeveelheden energie gedurende langere perioden opslaan en deze geleidelijk vrijgeven, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die in de loop van de tijd een duurzame stroomvoorziening vereisen, zoals in draagbare elektronica, elektrische voertuigen en energieopslagsystemen op het elektriciteitsnet.
Hoewel condensatoren en batterijen verschillende doeleinden dienen bij de energieopslag, zijn er beperkingen aan het gebruik van condensatoren als directe vervanging voor batterijen. Supercondensatoren, een type condensator met een hogere capaciteit en energiedichtheid dan conventionele condensatoren, hebben nog steeds beperkingen vergeleken met batterijen. Een belangrijke beperking is hun energiedichtheid, die lager is dan die van batterijen. Dit betekent dat supercondensatoren niet zoveel energie per volume- of gewichtseenheid kunnen opslaan als batterijen, waardoor hun toepassing in energie-intensieve apparaten of systemen wordt beperkt.
Supercondensatoren hebben ook een hogere zelfontlading vergeleken met batterijen. Dit betekent dat ze na verloop van tijd sneller opgeslagen energie verliezen als ze niet worden gebruikt, wat een nadeel kan zijn bij toepassingen die langdurige energieopslag vereisen zonder regelmatig opladen. Bovendien werken supercondensatoren doorgaans op lagere spanningen in vergelijking met batterijen, wat hun compatibiliteit met bepaalde elektronische apparaten of systemen kan beperken die voor hun werking hogere spanningsniveaus vereisen.
Hoewel condensatoren batterijen niet in alle toepassingen volledig kunnen vervangen vanwege hun beperkingen op het gebied van energieopslag, kunnen ze in bepaalde scenario’s batterijen wel aanvullen. Condensatoren zijn uitstekend geschikt voor toepassingen die een snelle opslag en vrijgave van energie vereisen, zoals in regeneratieve remsystemen in voertuigen, waar ze tijdens het remmen energie opvangen en opslaan voor onmiddellijk gebruik. Condensatoren worden ook gebruikt in combinatie met batterijen in hybride energieopslagsystemen om de vermogensafgifte en efficiëntie te verbeteren. Hoewel condensatoren duidelijke voordelen hebben in specifieke toepassingen, kunnen ze over het algemeen batterijen niet volledig vervangen vanwege verschillen in energieopslagcapaciteit, ontladingskarakteristieken en algemene prestatie-eisen.