“Se eu carregar um supercapacitor com 3V e ligá-lo a uma carga ele ficará fornecendo os 3V a carga até descarregar completamente?”

Infelizmente não. A tensão no capacitor segue a curva de descarga de um capacitor comum, com a tensão caindo conforme mostra o gráfico. O que devemos fazer se quisermos uma tensão constante é carregar o capacitor com uma tensão maior, e usar um regulador de tensão. Ele manterá a tensão no valor desejado até o momento em que a tensão de entrada caia abaixo de um valor um pouco maior que a saída e então ele “corta” a alimentação da carga.