Jedním ze způsobů použitelných k uložení elektrické energie ze solárního panelu jsou superkondenzátory. Zejména tam, kde energii přes den akumulujeme a přes noc spotřebováváme. Zde se uplatní hlavně vysoká cyklická životnost kondenzátoru oproti akumulátoru.
Při denním používání nám rychle přibývá počet nabíjecích cyklů a životnost akumulátorů tím bývá značně omezena. Kondenzátor neumí akumulovat tak velké množství energie jako akumulátor, za to mu ale nevadí hluboké vybití. Zatím se hodí jen pro určité účely. Jedním z nich může být třeba rozsvícení moderní bílé LED diody. Bílá LED mívá prahové napětí, od kterého začíná svítit, kolem 2,5 V, superkondenzátory mají naopak maximální napětí mezi 2,5 až 2,7 V na článek. Výjimku tvoří zálohovací superkondenzátory s napětím 5,5 V na článek.
Superkondenzátory s napětím do 2,7 V potřebují k rozsvícení bílé LED spínaný vzestupný měnič nebo nábojovou pumpu. Jde to ale udělat i jinak s využitím zálohovacího superkondenzátoru s napětím 5,5 V. Ty mají „malou“ kapacitu nejvýš 2 F a velký vnitřní odpor, ale jsou malé, jejich cena je přijatelná, dají se snadno sehnat a pro účely svícení velký vnitřní odpor nevadí. Paralelním řazením se nechá jejich kapacita snadno zvýšit a doba svícení na jedno nabití prodloužit.
Jednoduchým příkladem použití, kromě původního účelu, je zahradní solární lampička. Lampičky jsou vybaveny solárním panelem malého výkonu a napětí, malým akumulátorem NiMH (většinou s krátkou životností), vzestupným spínaným měničem a bílou LED. Vzestupný měnič se s malou úpravou nechá použít k nabití zálohovacího superkondenzátoru na napětí 5,1 V a lampičku je již jen třeba doplnit o denní odpojovač LED ovládaný napětím ze solárního panelu lampičky. To, že má zálohovací superkondenzátor velký vnitřní odpor (typicky 35 Ω), při tomto použití nevadí. Výhodný je naopak malinký svodový proud, který udrží energii v superkondenzátoru po velmi dlouhou dobu.
Při slunečném letním dnu se superkondenzátor 1 F / 5,5 V nabije solárním panelem lampičky, který dává proud alespoň 5 mA při napětí 1,8 V pomocí spínaného zvyšujícího měniče na napětí 5,1 V do jedné hodiny. Doba se slušným svitem LED z tohoto superkondenzátoru je víc než 3 hodiny a další 3 hodiny svit LED hodně slábne. Prodloužení doby svitu na dvojnásobek lze snadno dosáhnout paralelním připojením druhého stejného superkondenzátoru.
Při dosazení napětí 0,6 V na solárním panýlku zároveň elektronika odpojí od superkondenzátoru LED diodu. Při napětí panýlku 0,8 V se rozbíhá vzestupný spínaný měnič a začíná dobíjet superkondenzátor. Koncové napětí nabíjení je omezeno zenerovou diodou na 5,1 V. Měnič zvládne nabít jednofaradové paraleně spojené kondenzátory dva, jen to trvá dvakrát tak dlouho. Proud LED je omezen odporem 1 k. Svit LED při tomto odporu a počátečním napětí superkondenzátoru 5,1 V je dostatečný pro zahradní lampičku. Zapojení je velice jednoduché, jen se musíme smířit s tím, že na počátku svícení LED se na odporu ztrácí skoro polovina energie. Se snižujícím se proudem během vybíjení se ale ztráta energie na odporu vůči LED snižuje. Využití uložené energie v superkondenzátoru se blíží 70%. Zbytek energie v kondenzátoru zůstane a při příštím cyklu nabíjíme o to méně.
K dalšímu využití zálohovacího superkondenzátoru 1 F / 5,5 V mě přivedlo, když se mi do ruky dostala ruční svítilna na jednu bílou LED. Svítilna měla vestavěný solární článek a kličkou poháněný alternátorek, oboje určené k dobíjení lithiového knoflíkového článku 3,6 V ve velikosti 2032. Vybíjení ani nabíjení akumulátoru nebylo ve svítilně nijak řízeno ani omezeno a tak se článek velmi rychle zničil. Solární panel svítilny dával naprázdno napětí 7,5 V při slunečném dnu v únoru doma za sklem okna. Knoflíkový článek jsem nahradil zálohovacím kondenzátorem 1 F / 5,5 V a pro omezení nabíjecího napětí jsem k němu paralelně připojil zenerovu diodu 5,1 V.
Původně byl proud LED napájenou z 3,6 V článku omezen odporem 3,3 Ω a sériovou Schottky diodou. Protože použitím superkondenzátoru vzrostlo napětí na 5,1 V, tak jsem odpor zvětšil na 10 Ω a diodu nahradil odporem 150 Ω. Schottky dioda článek proti hlubokému vybití neochránila, nahradil ji odpor. Kondenzátor na rozdíl od elektrochemického článku hluboké vybití pod 3 V nepoškodí a při napětí nižším než 2,4 V LED již přestává odebírat proud, tak žádná hlídací elektronika nízkého napětí není potřeba.
U této svítilny není potřeba dlouhá doba vysoké svítivosti v hodinách, plně postačí, když svítilna hodně svítí 20 minut. Vestavěný alternátorek dokáže roztočením kličkou dobít superkondenzátor za 2 minuty a ta pak slušně dalších dvacet minut svítí. Vestavěný solární článek nabije superkondenzátor 1 F / 5,5 V za slunečného dne za hodinu za oknem na stole. Svítilna je tak stále připravena k použití ve dne i v noci a její životnost by měla být podstatně větší než s původním článkem.