Magazynowanie energii elektrycznej w oparciu o superkondensatory

Superkondensatory swoją nazwę zawdzięczają bardzo dużej pojemności, liczonej w faradach, czyli kilka tysięcy razy większej od pojemności klasycznych kondensatorów, przy jednocześnie niedużych wymiarach. Ich konstrukcja jest nieco inna niż wersji elektrolitycznych. Zawierają dwie elektrody wykonane z węgla aktywnego, o porowatej strukturze, która zapewnia ogromną powierzchnię aktywną i determinuje kluczowe parametry. Elektrody odizolowane są za pomocą separatora.

Jony poruszające się swobodnie między okładkami w elektrolicie po podaniu napięcia zaczynają się uporządkowywać – dodatnie "przyklejają się" do elektrody ujemnej, a ujemne do dodatniej. Na styku elektrody i elektrolitu tworzą się dwie warstwy oparte o przyklejone jony i ładunki elektryczne gromadzone w kondensatorze. Podwójna warstwa ładunków, w połączeniu z ogromną powierzchnią elektrod, jest odpowiedzialna za dużą pojemność superkondensatorów.

Stosowane elektrolity są najczęściej kategoryzowane jako substancje organiczne, na bazie wodnej lub jako ciecze jonowe. Typowe przykłady organicznych elektrolitów, które można znaleźć w superkondensatorach, to takie na bazie węglanów propylenu oraz na bazie acetonitrylu. Te drugie mają pewną przewagę jak np. niższą rezystancję, jednak przez swoją charakterystykę są bardziej ograniczone przez warunki temperaturowe. Co więcej, elektrolity na bazie acetonitrylu mogą wydzielać opary cyjanku potasu w przypadku spalenia, dlatego też producenci tacy jak Nippon Chemi-Con kładący nacisk na bezpieczeństwo stosują elektrolity organiczne.

Główną zaletą elementów EDLC, poza dużą pojemnością, jest bardzo krótki czas ładowania i rozładowywania, w porównaniu z akumulatorami, dzięki małej rezystancji wewnętrznej, która pozwala na pracę z prądami o dużym natężeniu, rzędu kiloamperów. Wpływa to również na dużą gęstość mocy.

Żywotność superkondensatorów liczona jest w milionach cykli ładowania/rozładowania i to również jest zaleta nieosiągalna dla akumulatorów. Dzięki niej superkondensatory znajdują zastosowanie w aplikacjach wymagających długich interwałów serwisowych, np. przez utrudniony dostęp. Kolejną ważną zaletą jest odporność na niskie temperatury pracy, gdzie w przypadku akumulatorów kwasowych powodują one znaczny spadek pojemności.

Poza tym superkondensatory są lekkie, mają długą żywotność w związku z brakiem zachodzących reakcji elektrochemicznych i są materiałami łatwymi do recyklingu, ponieważ nie zawierają materiałów szkodliwych dla środowiska.

Ich niedogodnością może być niewielkie dopuszczalne napięcie pracy mieszczące się w zakresie od 2 do 3 V, w zależności od typu wykorzystanego elektrolitu. Dlatego często spotyka się na rynku moduły szeregowe z kilku ogniw. Są one oferowane jako produkty katalogowe i w wersjach kastomizowanych, przygotowywanych pod wymagania klienta.

Możliwości aplikacyjne superkondensatorów EDLC są bardzo liczne – od systemów zasilania UPS, poprzez pojazdy elektryczne i hybrydowe, instalacje PV i wiatrowe, systemy alarmowe i przeciwpożarowe, narzędzia elektryczne, aparatura medyczna, laptopy, telefony i wiele innych. Często występują w aplikacjach, w których wspomagają akumulatory, np. przy odbieraniu dużej ilości energii z hamowania pojazdu.

Superkondensatory EDLC Nippon Chemi-Con

Firma Nippon Chemi-Con z siedzibą główną w Osace w Japonii została założona w 1931 roku i jest światowym producentem różnorodnych komponentów elektronicznych, głównie kondensatorów. Rekomendowane serie superkondensatorów EDLC Nippon:

• nadają się do magazynowania energii elektrycznej, krótkotrwałego podtrzymania zasilania,
• są dopasowane do odzyskiwania energii i używania w systemach związanych z uruchamianiem/zatrzymaniem pojazdów,
• mogą być montowane poziomo.

• mają wysokie napięcie pracy 2,8 V,
• nadają się do magazynowania energii elektrycznej, krótkotrwałego podtrzymania zasilania,
• mogą być używane przy napięciu 3 V (–40…+50°C) w zależności od różnicy temperatur.

• seria DXG zapewnia jeszcze większą gęstość mocy,
• praca w wysokiej temperaturze otoczenia (+85°C),
• nadają się do magazynowania energii elektrycznej, krótkotrwałego podtrzymania zasilania,
• są dopasowane do odzyskiwania energii i używania w systemach związanych z uruchamianiem/zatrzymaniem pojazdów.

• Bardzo mała wartość DCIR (Direct Current Internal Resistance) nawet w niskich i wysokich temperaturach,
• wykorzystują wysoce bezpieczny elektrolit,
• idealne jako zapasowe źródło zasilania podzespołów elektrycznych pojazdów.

• podwyższone napięcie znamionowe do 2,7 V,
• długa żywotność 2 kh,
• oszczędność miejsca, dzięki mniejszej objętości w przypadku modułów DLCAP,
• seria nadaje się do podtrzymania zasilania.

Oferta Samwha Capacitor

Firma Samwha Capacitor Group, założona w 1956 r. w Korei Południowej, należy do światowych liderów w dziedzinie rozwoju i produkcji różnorodnych elementów pasywnych, w tym kondensatorów ceramicznych MLCC, elektrolitycznych, EDLC, warystorów, filtrów EMI, cewek indukcyjnych i innych. Rekomendowane serie superkondensatorów EDLC Samwha to:

Serie DH, DV, DT charakteryzują się:

• wysoką gęstością mocy,
• szybkim ładowaniem i rozładowywaniem,
• bardzo niską rezystancją wewnętrzną.

Serie DB, DK, DA charakteryzują się:

• średnimi rozmiarami,
• dużą pojemnością,
• niską rezystancją.
• wytrzymałością:
  • 2,5 V, 70°C, 2000 h.
• wytrzymałością:
  • 2,7 V, 85°C, 1500 h.
• wytrzymałością:
  • 3,0 V, 65°C, 1500 h.

Seria DM charakteryzuje się

• moduły kastomizowane,
• zapewniają ochronę przeciwprzepięciową poszczególnych ogniw oraz efektywne odprowadzanie ciepła na zewnątrz

Serie DS oraz DJ charakteryzują się:

• małymi rozmiarami,
• dużą pojemnością,
• niską rezystancją.
• wytrzymałością:
  • 2,5 V, 70°C, 1000 h,
• wytrzymałością:
  • 2,7 V, 65°C, 1000 h,
• wytrzymałością:
  • 3,0 V, 65°C, 1000 h.
• wytrzymałością:\
  • 2,5 V, 85°C, 1000 h.

Skontaktuj się z nami

Masters jest oficjalnym dystrybutorem firmy Nippon i Samwha. Jeżeli są Państwo zainteresowani ofertą superkondensatorów EDLC lub innych, chcą porozmawiać o swoim projekcie i możliwościach użycia prezentowanych produktów, zachęcamy do kontaktu pod adresem zakupy@masters.com.pl lub bezpośrednio z wybranym biurem obsługi klienta.

Masters
tel. 58 691 06 91
kontakt@masters.com.pl
www.masters.com.pl