Kondenzatori

automobil

Kombinacija kondenzatora i baterija formula za budućnost?

Današnja vozila uglavnom se snabdevaju energijom iz fosilnih goriva ili iz baterija i pri umerenom opterećenju su prilično efikasna, međutim, kada je iznenada potrebna velika snaga efikasnost opada, a životni vek postaje kraći

U poređenju sa litijum-jonskim baterijama, superkondenzatore odlikuju tri osobine: mogućnost vrlo brzog pražnjenja, veoma dugačak vek trajanja (oko milion ciklusa) i dobre karakteristike pri niskim temperaturama. Nedostatak im je nemogućnost skladištenja velike količine energije. Da sumiramo, kondenzatori mogu da kroz dug životni vek i na raznim temperaturama, isporučuju veliku snagu u kratkim vremenskim intervalima, ali potrebu za skladištenje veće količine energije rešavaju baterije. Još jedna od trenutnih mana kondenzatora su i dimenzije, jer je količina enegije koja se može skladištiti u kondenzatorima oko 20 puta manja od one koja se može da se skladišti u baterijama, ako su dimenzije i masa ekvivalentni. Sa druge strane, kondenzatorima se može pripisati veći stepen bezbednosti, a sa baterijama može doći do havarija koje mogu završiti i kao udarna vest (nedavni požar na avionu zbog problema sa litijum-jonskim baterijama).

prenos

Tehnologija koja obećava
Superkondenzatori ili ultrakondenzatori su relativno nova tehnologija koja je komercijalno dostupna u poslednjih desetak godina. Mogućnost oslobađanja energije pri vrlo visokim vrednostima snage je moguća zbog vrlo male unutrašnje otpornosti.

Dug radni vek omogućava sama priroda procesa punjenja i pražnjenja gde se energija skladišti u polju između dva sloja provodnika, dok baterije skladište enegiju pomoću hemijskih procesa, što tokom vremena dovodi do trajnog gubljenja svojstava. Takođe, superkondenzatori se odlično ponašaju i pri temperaturama od -40°C, kada baterije koje su danas na tržištu uveliko imaju problem sa smanjenjem kapaciteta.

Superkondenzatori u vozilima su počeli da se koriste oko 2002. godine, međutim tehnologija je bila skupa i nije došlo do šire primene. Međutim danas se može govoriti o višestrukom padu cene i sve većoj upotrebi. Smanjen je i broj elemenata za oko 3 puta, a samim tim i kompleksnost.

Danas je tržište superkondenzatora „teško“oko 366 miliona dolara (ali ne samo za upotrebu u auto industriji), ali očekivani rast je oko 20% na godišnjem nivou. Do 2018. godine tržište superkondenzatora samo za teške kamione će iznositi 323 miliona dolara, dok u putničkom sektoru predviđanja barataju sa sumom od 152 miliona dolara.

kondenzatori_501

Superkondenzatori u automobilima
Jedna od prvih primena superkondenzatora u auto industriji se desila u automobilima marke Honda. Unutar kuće razvijeni superkondenzator je korišćen na modelu FCX iz 2002. koji je pogonjen gorivnim ćelijama, a kondenzator je korišćen prilikom iznenadne potrebe za više snage, prilikom penjanja ili preticanja. U serijskoj primeni se superkondenzatori nalaze i u e-Hdi hibridnim modelima PSA koncerna na drugoj generaciji start-stop sistema i u Mazdinim hibridima sa i-ELOOP sistemima. Trenutno se na putevima nalazi oko pola miliona automobila sa superkondenzatorima samo jednog proizvođača. U dosadašnjoj primeni su se superkondenzatori pokazali kao veoma pouzdani i koriste se najviše pri startovanju motora kod start-stop sistema koji postaju deo svakodnevice. Za ove primene su i same karakteristike superkondenzatora idealne.

prenos

Konkretno, kod Continentalovog (dobavljač) rešenja koriste se dva redno vezana kondenzatora na 5V napona i kondenzator pomaže u stabilizaciji električne mreže automobila pri startovanju motora. Pri startovanju sa superkondenzatorima napon u sistemu ostaje dobrano iznad 10 V, dok kod konvencionalnih sistema opada i na vrednost od oko 8 V, što može prouzrokovati poremećaje u radu mnogobrojnih računara.

Primena u autobusima
Trenutno se najviše sredstava za superkondenzatore ipak troši na polju autobuskog prevoza. Tako se na 10.000 dizel hibridnih autobusa u Kini nalaze superkondenzatori. Svaki bus je opremljen sa oko 300 superkondenzatora vrednih 15.000 dolara. Međutim, glavni razlog za ovako široku primenu su bile subvencije države jer bi samo zbog ovako izvedenih hibridnih sistema cena autobusa bila dvostruko veća. Treba napomenuti da se posle prestanka državnih subvencija i narudžbina kondenzatora drastično smanjila.

Ovi sistemi koriste kondenzatore vezane tako da obezbeđuju napone od 400 do 700 V. Kada autobus koči oslobađa se energija koja se skladišti u kondenzatorima. Ista ta energija se koristi da bi se autobus ubrzao do 15-20 km/h kada se pokreće dizel motor. Tako se izbegava rad sus motora u nepovoljnom režimu i smanjuje se zagađenje, što je od izuzetne važnosti za prenaseljene kineske gradove. U osnovi na autobusima se implementira ili kondenzatorski ili baterijski hibridni sistem. Prednost kondenzatorskog sistema je mogućnost brzog skladištenja i pražnjenja energije, idealno za rekuperaciju energije pri kočenju. Baterijski sistemi pak omogućavaju skladištenje veće količine energije, na primer omogućavaju rad klima uređaja čak i kada dizel motor miruje. Ali kao što je rečeno, baterije su teške i na njih veoma utiče klima, tako da postoji dilema prilikom odabira nekog od ova dva sistema.

Ono što se u budućnosti očekuje jeste pad cena, kako baterija, tako i kondenzatora i sinergijski pristup oba rešenja.

Tekst: Vanja Dragosavljević

Preuzeto sa: www.vrelegume.rs


Be the first to comment on "Kondenzatori"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*