Cilj zagotavljanja večje učinkovitosti tirnih vozil je sprožil velike premike na trgu shranjevanja energije. Za razliko od v veliki meri zrelih motorjev z notranjim izgorevanjem se za električne in hibridne modele še vedno iščejo idealne rešitve, ki združujejo dolgo življenjsko dobo, robustnost ter visoke izkoristke z majhnimi merami. Dvoplastni kondenzatorji (EDLC) so trenutno najboljši odgovor na te zahteve. Zaradi tega jih vedno pogosteje srečamo v tramvajih, vlakih, avtobusih in številnih drugih vozilih.
Kot neodvisni in takoj dostopni viri energije z več tisočkrat večjo energijsko gostoto kot pri običajnih kondenzatorjih dosegajo dvoslojni kondenzatorji izkoristke, ki običajno presegajo 95 %. Med svojo dolgo življenjsko dobo, ki znaša do deset let, zagotavljajo izredno odpornost na pogosto ciklanje z možnostjo večmilijonkratnega polnjenja in praznjenja. Pri tem niso občutljivi na prenapolnjenje, še posebej pa ne na globoko praznjenje. Druga velika prednost je njegova sposobnost shranjevanja in sprostitve energijo v nekaj sekundah z visoko močjo. Delujejo v širokem temperaturnem območju od –40 do 85 °C, so zelo trpežni in praktično ne potrebujejo vzdrževanja. Odvisno od proizvajalca se imenujejo tudi ultrakondenzatorji, superkondenzatorji ali zeleni kondenzatorji (Green Cap).
Temeljijo na načelu Helmholtzeve dvojne plasti, s katero lahko elektrode z aktivnim ogljem tvorijo izredno veliko površino do približno 3000 m²/g. Električna energija se pri tem shrani v električnem polju. En sam kondenzator lahko tako doseže tipične vrednosti kapacitivnosti do 3000 F pri nazivni napetosti 2,7 V. ESR je običajno velikostnega razreda 0,25 mohm, kar zagotavlja največjo možno učinkovitost in omogoča vršne tokove več 1000 A. Premer 60 mm, dolžina 140 mm in teža približno 500 g pomeni, da so v primerjavi z akumulatorji podobne moči resnično v mušji kategoriji. Hkrati so zelo zelo robustni.
Višje napetosti, ki so običajno potrebne v praksi, se dosežejo s kaskadnimi zaporednimi vezavami. Za najbolj preprosto možno uporabo po načelu »plug and play« ponujajo nekateri proizvajalci različne vnaprej sestavljene enote. Te razvijalcem prihranijo skrbi zaradi uravnoteženja, nadzora napetosti in temperature ter hlajenja, saj lahko proizvajalec vse to vključi v enoto.
Sanjska ekipa: ultrakondenzator + akumulator
Vse te lastnosti pomenijo, da so ultrakondenzatorji idealni za ciklične obremenitve in visoke vršne moči, ki se pojavljajo zlasti pri električnih pogonih med pospeševanjem ter zaviranjem. S svojo sposobnostjo zelo hitrega shranjevanja in oddajanja energije z visoko močjo so idealno dopolnilo za akumulatorje, ki imajo približno 10-krat večjo energijsko gostoto. Akumulator (ali pri hibridnih vozilih motor z notranjim izgorevanjem) daje med vožnjo stalno povprečno moč. Velike konice moči pri pospeševanju in zaviranju pokrivajo kondenzatorji. Tako dosežete največje možne ravni vračanja energije in bistveno izboljšate skupno učinkovitost. To pa še ni vse: Akumulatorji so zato izpostavljeni manjšemu številu polnilnih ciklov oziroma manjšemu številu manjših tokovnih konic, kar pomeni, da dosegajo precej daljšo življenjsko dobo.
Ultrakondenzatorji: Boljši vir energije
RUTRONIK, elektronski gradbeni elementi,
Podružnica v Ljubljani
Motnica 5, 1236 Trzin, Slovenia
Tel. +386 1 561 09-80
2014_SE223_11
