ИОНИСТОР
Ионисторы — это электрохимические приборы предназначенные для хранения электрической энергии. Они характеризуются большим числом заряда — разряда (до нескольких десятков тысяч раз), у них очень длительный срок службы в отличии от других элементов питания (аккумуляторные батареи и гальванические элементы), малый ток утечки, и самое главное — ионисторы могут иметь большую емкость и очень маленькие размеры. Ионисторы нашли широкое применение в персональных компьютерах, автомагнитолах, мобильных устройствах и так далее. Предназначены для хранения памяти когда оснавную батарейку вынимают или устройство отключено. В последнее время ионисторы очень часто стали применить в автономных системах питания на солнечных батарейках.
Ионисторы также очень долго хранят заряд, независимо от погодных условий, они выносливы к морозам и к жаре, и на работу устройства это никак не повлияет. В некоторых электронных схемах для хранения памяти нужно иметь напряжение которое выше, чем напряжение ионистора, для решения этого вопроса ионисторы подключают последовательно, а для увеличения емкости ионистора их подключают параллельно.
Ионисторы часто используются с аккумуляторами питания и в отличии от них не боятся коротких замыканий и резкого перепада температур окружающей среды. уже сегодня разрабатываются специальные ионисторы с большой емкостью и силой ток которых доходит до 1 ампера, как известно ток ионисторов которые сегодня используют в технике для хранении памяти не превышает 100 миллиампер, это один и самый главный недостаток ионисторов но этот косяк компенсируется выше перечисленными достоинствами ионисторов. В интернете можно встретить немало конструкций на так называемых суперконденсаторах — они-же ионисторы. Ионисторы появились совсем недавно — 20 лет тому назад.
По словам ученых, электрическая емкость нашей планеты составляет 700 мкф, сравните с простым конденсатором.
.. Ионисторы в основном делают из древесного угля, который в последствии активировки и специальной обработки становится пористым, две металлические пластинки плотно прижимаются к отсеку с углем. Сделать ионистор в домашних условиях очень просто, но достать пористый уголь почти не реально, нужна домашняя обработка древесного угля, а это несколько проблематично, так что проще купить ионистор и ставить интересные эксперименты на нем. Например параметры (мощность и напряжения) одного ионистора достаточно, чтобы ярко и длительно засветился светодиод или же работала простая мигалка на основе мультивибратора. До новой встречи — А. Касьян (АКА).
Форум для начинающих
Форум по обсуждению материала ИОНИСТОР
1.9.1. Отличия ионистора от АКБ и «классических» конденсаторов
1.9.1. Отличия ионистора от АКБ и «классических» конденсаторов
В отличие от «классических» АКБ в ионисторе не используются необратимые и обратимые химические реакции, и он более универсален, даже безопасен.
Кроме того, ионистор может применяться в устройствах с более широким температурным режимом (диапазоном). Низкий ток утечки ионистора предполагает высокое сопротивление изоляции (в том числе обкладок), большую емкость в несколько Фарад (к слову, общая емкость земного шара, по оценкам некоторых ученых, составляет всего 6 Ф). В плюсы также можно записать длительный срок службы, отсутствие необходимости контроля процесса зарядки и десятки тысяч циклов заряд/разряд при наработке до отказа.
Электролиты для ионисторов также используются различные. Они могут быть органическими или водными. Применение органического электролита позволяет получить высокое напряжение заряда, но при этом возникает повышенное внутреннее сопротивление ионистора. При использовании водного электролита напряжение заряда не превышает 1 В, но и внутреннее сопротивление ионистора при этом невелико.
С другой стороны, один из недостатков ионистора – появление в нем лавинных токов утечки при напряжении, превышающем его рабочее напряжение, как правило, 2,5, 5,5 или 6,3 В).
Это приводит не только к саморазряду ионистора, но и может стать источником опасности при эксплуатации.
Для получения высоких значений напряжения, необходимых для работы автономной электрической сети, ионисторы можно включить в систему последовательно. При этом общее полученное напряжение будет равно сумме значений напряжения, используемых для этого устройства.
Ионистор не имеет диэлектрического слоя (в отличие от электролитических конденсаторов, где в качестве диэлектрика между обкладками применяется оксид алюминия, а в танталовом – пленка из оксида тантала – за это такие «емкости» и называют «оксидными»). Вместо этого процесс зарядки/разрядке в ионисторе происходит непосредственно в слое ионов, на поверхностях соответственно положительного и отрицательного электродов – физический механизм двойного электрического слоя. Так, под воздействием напряжения на выводах ионистора заряженные частицы (анионы и катионы) движутся к соответствующему электроду и накапливаются на его поверхности.
Вместе с зарядом самого электрода это образует «двойной электрический слой».
Скопление отрицательно заряженных электронов на электроде приведет к его отрицательному заряду, что неизменно вызовет скопление (у его поверхности) положительно заряженных катионов.
Поскольку ион имеет определенный размер, мешающий ему вплотную приблизиться к электроду, то электроды получаются окруженными двойным облаком ионов, имеющих противоположные заряды. Поэтому получается необычный плоский, но емкий конденсатор, расстояние между обкладками которого равно лишь радиусу иона. К примеру, для получения электрического поля напряженностью 1 000 000 В на обкладках такого конденсатора достаточно иметь разность потенциалов, равную 1 В.
Для предотвращения проникновения ионов между электродами расположен «сепаратор» с хорошими изоляционными свойствами, что позволяет защитить прибор от внутреннего короткого замыкания.
Таким образом, широко известная сегодня аббревиатура EDLS (electric doublelayer capacitor) и обозначает ионистор как «конденсатор с двойным электрическим слоем.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРесСуперконденсатор, описание, принцип работы, преимущества
Суперконденсатор, описание, принцип работы, преимущества.
Суперконденсатор – это устройство для накопления энергии, которое одновременно имеет высокую мощность и высокую энергоемкость. Он обеспечивает импульсное выделение энергии за короткий временной промежуток – от 0,1 с до 10 с.
Описание суперконденсатора
Принцип работы суперконденсатора
Преимущества суперконденсаторов
Использование суперконденсаторов для запуска автомобилей
Суперконденсаторы Феникс
Описание суперконденсатора:
Суперконденсатор – это устройство для накопления энергии, которое одновременно имеет высокую мощность и высокую энергоемкость.
Расстояние между обкладками суперконденсатора – расстояние между разделенными зарядами (т.е. толщина двойного электрического слоя) крайне мала за счет использования электролита, а площадь пористых материалов обкладок колоссальна. Благодаря чему суперконденсаторы в сравнении с обычными электролитическими конденсаторами обладают высокой энергоемкостью, т.к. площадь электродов за счет использования пористых материалов, создающих двойной электрический слой, многократно увеличена.
Суперконденсатор имеет и другие названия: например, ионистр, ультраконденсатор, импульсный конденсатор и пр.
Суперконденсатор заряжается за несколько секунд-минут. Он обеспечивает импульсное выделение энергии за короткий временной промежуток – от 0,1 с до 10 с. Суперконденсатор не заменяет собой обычный аккумулятор, а призван работать с ним параллельно.
Рабочие характеристики суперконденсаторов и аккумуляторов определяются в разных величинах измерения – Фарадах и Ампер-часах. Для вычисления количества энергии в конденсаторе используется следующая формула:
Энергия (Дж) = 1/2*Емкость (Ф) * Напряжение в квадрате (В 2)
В России производятся суперконденсаторы Феникс, а также суперконденсаторные модули и сборки на их основе.
Принцип работы суперконденсатора:
В основе работы суперконденсатора лежит физический процесс, а не химическая реакция, как это свойственно для аккумуляторов.
Суперконденсатор запасает энергию за счет электростатических зарядов, которые образуются на электродах и обкладках, создающих двойной электрический слой между электролитом и электродами. Данный процесс полностью легко обратим. Поэтому суперконденсаторы быстро и легко отдают энергию. Они также выдерживают сотни тысяч циклов заряда-разряда, что не приводит к каким-либо изменениям в показателях работы.
Преимущества суперконденсаторов:
– большие максимальные токи зарядки и разрядки,
– длительный срок службы без изменения показателей работы и снижения емкости,
– выдерживают сотни тысяч циклов заряда-разряда без изменения показателей работы,
– высокое внутреннее сопротивление суперконденсатора, которое препятствует быстрому саморазряду,
– малый вес,
– высокая механическая прочность,
– не зависят от температуры.
Работают как при очень низких, так и при очень высоких температурах,
– хранимый электрический заряд постоянен, не снижается в случае неиспользования по назначению,
– быстро заряжаются и разряжаются как конденсаторы,
– простые способы зарядки без необходимости контроля,
– взрыво- и пожаробезопасны, отсутствуют токсичные вещества,
– отсутствует полярность. Подключать и использовать суперконденсатор можно в любом направлении. Плюс и минус указаны для остаточного напряжения после заряда суперконденсатора.
Использование суперконденсаторов для запуска автомобилей:
Суперконденсаторы можно устанавливать на автомобили и использовать для беспроблемного запуска двигателя при низких температурах (-45 оС и ниже). Также суперконденсаторы позволяют осуществить запуск двигателя и при разряженных аккумуляторных батареях.
Они подключаются параллельно аккумулятору либо непосредственно к стартеру автомобиля, что полностью исключает аккумуляторную батарею из процесса запуска двигателя.
Суперконденсаторы Феникс:
В России производятся суперконденсаторы Феникс, а также суперконденсаторные модули и сборки на их основе как с преобразователями, так и без преобразователя напряжения.
Они имеют емкость до 3000 Фарад, максимальный пиковый ток до 2600 А, максимальное напряжение до 480 В, пиковое напряжение до 500 В. Диапазон рабочей температуры составляет от -45 до ~ 65 oC.
Примечание: описание технологии на примере суперконденсаторов Феникс.
© Фото //www.pexels.com, //pixabay.com, //ru.wikipedia.org/wiki/Ионистор, //www.ultracapacitor.ru
Найти что-нибудь еще?
Похожие записи:
карта сайта
суперконденсатор для автомобиля купить ионистор цена своими руками графеновый 2.7 v схема тээмп энергия модули большой емкости принцип работы
российские военные углеродные суперконденсаторы феникс вместо аккумуляторов maxwell титан россия заряд основа элтон для электромобилей характеристики отзывы
видеорегистраторы с суперконденсатором
применение производство электролит использование батарея суперконденсаторов в россии в военной технике
емкость устройство зарядка суперконденсатора
аккумулятор на суперконденсаторах
Коэффициент востребованности 1 432
Факты о суперконденсаторах для детей
Суперконденсатор — это совершенно новый тип конденсатора, который лучше сохраняет энергию.
Некоторые считают, что в будущих электромобилях будут использоваться суперконденсаторы. Это также означает, что мобильные телефоны будут более эффективно удерживать заряд, поэтому регулярная зарядка уменьшится.
Приложения
Суперконденсаторы не поддерживают приложения переменного тока (AC).
Суперконденсаторыимеют преимущества в приложениях, где требуется большое количество энергии в течение относительно короткого времени, где требуется очень большое количество циклов заряда / разряда или более длительный срок службы.Типичные области применения варьируются от миллиамперных токов или милливатт мощности в течение нескольких минут до нескольких ампер или нескольких сотен киловатт в течение гораздо более коротких периодов.
Общие
Бытовая электроника
В приложениях с изменяющейся нагрузкой, таких как портативные компьютеры, КПК, GPS, портативные медиаплееры, карманные устройства и фотоэлектрические системы, суперконденсаторы могут стабилизировать источник питания.
Суперконденсаторы обеспечивают питание фотографических вспышек в цифровых камерах и светодиодных фонарей, которые можно заряжать за гораздо более короткие периоды времени, e.г. , 90 секунд.
Некоторые портативные колонки питаются от суперконденсаторов.
Инструменты
Аккумуляторная электрическая отвертка с суперконденсаторами для хранения энергии имеет примерно половину времени работы по сравнению с сопоставимой моделью батареи, но может быть полностью заряжена за 90 секунд. После трех месяцев простоя он сохраняет 85% заряда.
Сетевой буфер питания
Многочисленные нелинейные нагрузки, такие как зарядные устройства для электромобилей, HEV, системы кондиционирования воздуха и современные системы преобразования энергии, вызывают колебания тока и гармоники.Эти различия в токе создают нежелательные колебания напряжения и, следовательно, колебания мощности в сети. Колебания мощности не только снижают эффективность сети, но могут вызвать падение напряжения в общей шине связи и значительные колебания частоты во всей системе.
Чтобы решить эту проблему, суперконденсаторы могут быть реализованы как интерфейс между нагрузкой и сетью, чтобы действовать как буфер между сетью и высокой импульсной мощностью, потребляемой от зарядной станции.
Буфер мощности маломощного оборудования
Суперконденсаторыобеспечивают резервное питание или аварийное отключение маломощного оборудования, такого как RAM, SRAM, микроконтроллеры и PC-карты.Они являются единственным источником питания для приложений с низким энергопотреблением, таких как оборудование для автоматического считывания показаний счетчиков (AMR) или для уведомления о событиях в промышленной электронике.
Суперконденсаторы буферизуют питание от аккумуляторных батарей и от них, смягчая последствия кратковременных перебоев в подаче электроэнергии и сильных пиков тока. Батареи срабатывают только при длительных перерывах в работе, например, , в случае отказа электросети или топливного элемента, что продлевает срок службы батареи.
Источники бесперебойного питания (ИБП) могут питаться от суперконденсаторов, которые могут заменить гораздо более крупные батареи электролитических конденсаторов.
Эта комбинация снижает стоимость цикла, снижает затраты на замену и техническое обслуживание, позволяет уменьшить размер батареи и продлевает срок ее службы.
обеспечивают резервное питание исполнительных механизмов в системах шага ветряных турбин, так что шаг лопастей можно регулировать даже в случае отказа основного питания.
Стабилизатор напряжения
Суперконденсаторы могут стабилизировать колебания напряжения в линиях электропередач, действуя как демпферы. Ветровые и фотоэлектрические системы демонстрируют колебания питания, вызванные порывами ветра или облаками, которые суперконденсаторы могут буферизовать за миллисекунды.Кроме того, подобно электролитическим конденсаторам, суперконденсаторы также размещаются вдоль линий электропередач, чтобы потреблять реактивную мощность и улучшать коэффициент мощности переменного тока в цепи отстающего потока мощности. Это позволит лучше использовать реальную мощность для выработки электроэнергии и сделать сеть в целом более эффективной.
Микросетки
Микросети обычно питаются от чистой и возобновляемой энергии. Однако большая часть этого производства энергии не является постоянной в течение дня и обычно не соответствует спросу.Суперконденсаторы могут использоваться для хранения в микросетях, чтобы мгновенно подавать мощность, когда спрос высок и производство на мгновение падает, а также для хранения энергии в обратных условиях. Они полезны в этом сценарии, потому что микросети все чаще вырабатывают энергию постоянного тока, а конденсаторы могут использоваться как в приложениях постоянного, так и переменного тока. Суперконденсаторы лучше всего работают с химическими батареями. Они обеспечивают мгновенный буфер напряжения для компенсации быстро меняющихся силовых нагрузок из-за их высокой скорости заряда и разряда через активную систему управления.Как только напряжение буферизуется, оно пропускается через инвертор для подачи переменного тока в сеть. Важно отметить, что суперконденсаторы не могут обеспечить частотную коррекцию в такой форме непосредственно в сети переменного тока.
Сбор энергии
Суперконденсаторы — подходящие временные накопители энергии для систем сбора энергии. В системах сбора энергии энергия собирается из внешних или возобновляемых источников, например, , механическое движение, свет или электромагнитные поля, и преобразованные в электрическую энергию в устройстве хранения энергии.Например, было продемонстрировано, что энергия, собранная из радиочастотных (радиочастотных) полей (с использованием радиочастотной антенны в качестве соответствующей схемы выпрямителя), может быть сохранена в печатном суперконденсаторе. Собранная энергия затем использовалась для питания специализированной интегральной схемы (ASIC) в течение более 10 часов.
Включение в батареи
UltraBattery — это гибридная перезаряжаемая свинцово-кислотная батарея и суперконденсатор. Его конструкция элемента содержит стандартный положительный электрод свинцово-кислотной батареи, стандартный сернокислый электролит и специально подготовленный отрицательный электрод на основе углерода, который накапливает электрическую энергию с помощью двухслойной емкости.
Наличие электрода суперконденсатора изменяет химический состав батареи и обеспечивает ей значительную защиту от сульфатирования при использовании частичного заряда с высокой скоростью, что является типичным режимом отказа для свинцово-кислотных элементов с регулируемым клапаном, используемых таким образом. Полученный в результате элемент имеет характеристики, превосходящие характеристики свинцово-кислотного элемента или суперконденсатора, с повышенными скоростями заряда и разряда, сроком службы, эффективностью и производительностью.
Уличные фонари
Уличный свет, сочетающий в себе источник питания солнечных элементов со светодиодными лампами и суперконденсаторами для хранения энергии В городе Садо в префектуре Ниигата в Японии есть уличные фонари, в которых автономный источник питания сочетается с солнечными элементами и светодиодами.Суперконденсаторы накапливают солнечную энергию и питают 2 светодиодные лампы, обеспечивая потребляемую мощность 15 Вт за ночь. Суперконденсаторы могут служить более 10 лет и обеспечивать стабильную работу в различных погодных условиях, включая температуры от +40 до ниже -20 ° C.
Медицинский
Суперконденсаторы используются в дефибрилляторах, где они могут подавать 500 джоулей, чтобы вернуть сердце в синусовый ритм.
Транспорт
Авиация
В 2005 году компания Diehl Luftfahrt Elektronik GmbH, производящая аэрокосмические системы и средства управления, выбрала суперконденсаторы для питания аварийных приводов дверей и эвакуационных направляющих, используемых в авиалайнерах, включая Airbus 380.
Военный
Низкое внутреннее сопротивление суперконденсаторовподдерживает приложения, в которых требуются кратковременные высокие токи. Одним из первых применений был запуск двигателей (запуск холодных двигателей, особенно дизелей) для больших двигателей в танках и подводных лодках. Суперконденсаторы служат буфером для аккумулятора, справляются с кратковременными пиковыми токами, сокращают время цикличности и продлевают срок службы аккумулятора.
Другими военными приложениями, требующими высокой удельной мощности, являются антенны РЛС с фазированной решеткой, источники питания лазеров, военная радиосвязь, дисплеи и приборы авионики, резервное питание для развертывания подушек безопасности и управляемые по GPS ракеты и снаряды.
Автомобильная промышленность
В концептуальном автомобиле Toyota Yaris Hybrid-R используется суперконденсатор для увеличения мощности. PSA Peugeot Citroën начала использовать суперконденсаторы в рамках своей системы экономии топлива при остановке и запуске двигателя, которая обеспечивает более быстрое начальное ускорение. Система Mazda i-ELOOP накапливает энергию в суперконденсаторе во время замедления и использует ее для питания бортовых электрических систем, когда двигатель останавливается системой остановки-запуска.
Автобус / трамвай
Maxwell Technologies, американский производитель суперконденсаторов, заявил, что более 20 000 гибридных автобусов используют устройства для увеличения ускорения, особенно в Китае.Гуанчжоу, В 2014 году Китай начал использовать трамваи с суперконденсаторами, которые заряжаются за 30 секунд с помощью устройства, расположенного между рельсами, сохраняя энергию, чтобы проехать до 4 км — более чем достаточно, чтобы добраться до следующей остановки, где цикл может повторяться.
Рекуперация энергии
Основная задача всего транспорта — снизить потребление энергии и сократить выбросы CO. 2 . Восстановление энергии торможения (рекуперация или регенерация) помогает в обоих случаях. Для этого требуются компоненты, которые могут быстро накапливать и выделять энергию в течение длительного времени с высокой частотой цикла.Суперконденсаторы соответствуют этим требованиям и поэтому используются во многих приложениях на всех видах транспорта.
Железная дорога
Основная статья: Система электрификации железных дорог Суперконденсаторы могут использоваться для дополнения аккумуляторных батарей в стартерных системах тепловозов с дизель-электрической трансмиссией. Конденсаторы улавливают энергию торможения при полной остановке и обеспечивают пиковый ток для запуска дизельного двигателя и разгона поезда, а также обеспечивают стабилизацию сетевого напряжения.В зависимости от режима движения можно сэкономить до 30% энергии за счет рекуперации энергии торможения.
Низкие эксплуатационные расходы и экологически чистые материалы стимулировали выбор суперконденсаторов.
Краны, погрузчики, тракторы
Основные статьи: Кран (машина) и Вилочный погрузчик Контейнерная площадка с козловым краном на резиновых шинахМобильные гибридные дизель-электрические козловые краны на резиновых шинах перемещают и штабелируют контейнеры на терминале. Подъем ящиков требует большого количества энергии. Часть энергии может быть возвращена при снижении нагрузки, что приведет к повышению эффективности.
Тройной гибридный вилочный погрузчик использует топливные элементы и батареи в качестве первичного накопителя энергии и суперконденсаторы для буферизации пиков мощности за счет накопления энергии торможения. Они обеспечивают вилочный погрузчик максимальной мощностью более 30 кВт. Тройная гибридная система обеспечивает экономию энергии более чем на 50% по сравнению с дизельными системами или системами на топливных элементах.
Терминальные тягачи на суперконденсаторах перевозят контейнеры на склады.
Они представляют собой экономичную, бесшумную и экологически чистую альтернативу дизельным тягачам.
Рельсы и трамваи
Основные статьи: Легкорельсовый транспорт и трамвай Суперконденсаторыпозволяют не только снизить энергопотребление, но и заменить воздушные линии в исторических районах города, тем самым сохраняя архитектурное наследие города. Такой подход может позволить многим новым городским линиям легкорельсового транспорта заменить воздушные провода, которые слишком дороги для прокладки всего маршрута.
В 2003 году в Мангейме был принят прототип легкорельсового транспорта (LRV), использующий систему MITRAC Energy Saver от Bombardier Transportation для хранения энергии механического торможения с помощью суперконденсатора, установленного на крыше.Он состоит из нескольких блоков, каждый из 192 конденсаторов на 2700 Ф / 2,7 В, соединенных тремя параллельными линиями. Эта схема приводит к системе 518 В с энергоемкостью 1,5 кВтч. Для ускорения при запуске эта «бортовая система» может обеспечить LRV мощностью 600 кВт и может проехать до 1 км без подключения к воздушной линии, что позволяет лучше интегрировать LRV в городскую среду.
По сравнению с обычными легковыми автомобилями или транспортными средствами метро, которые возвращают энергию в сеть, бортовые накопители энергии экономят до 30% и сокращают пиковую потребность в сети до 50%.
В 2009 году суперконденсаторы позволили LRV работать в исторической части города Гейдельберг без проводов, таким образом сохранив архитектурное наследие города. Оборудование SC стоило дополнительно 270 000 евро за транспортное средство, которое, как ожидалось, будет возмещено в течение первых 15 лет эксплуатации. Суперконденсаторы заряжаются на станциях остановки, когда транспортное средство находится на запланированной остановке.В апреле 2011 года немецкий региональный транспортный оператор Rhein-Neckar, отвечающий за Heidelberg, заказал еще 11 единиц.
В 2009 году Alstom и RATP оборудовали трамвай Citadis экспериментальной системой рекуперации энергии под названием STEEM.
Система оснащена 48 установленными на крыше суперконденсаторами для хранения энергии торможения, что обеспечивает трамваям высокий уровень энергетической автономии, позволяя им двигаться без воздушных линий электропередачи на некоторых участках маршрута, подзаряжаясь во время движения на остановочных станциях с электроприводом.Во время испытаний, которые проводились между остановками Porte d’Italie и Porte de Choisy на линии T3 трамвайной сети в Париже, трамвай потреблял в среднем примерно на 16% меньше энергии.
В 2012 году трамвайный оператор Женевского общественного транспорта начал испытания легкового автомобиля, оснащенного прототипом установленного на крыше суперконденсатора для рекуперации энергии торможения.
Siemens поставляет легкорельсовые транспортные системы с суперконденсаторами, которые включают мобильные хранилища.
Линия метро Южного острова Гонконга будет оборудована двумя накопителями энергии мощностью 2 МВт, что, как ожидается, снизит потребление энергии на 10%.
В августе 2012 года китайская корпорация CSR Zhuzhou Electric Locomotive представила прототип двухвагонного легкого поезда метро, оборудованного суперконденсатором на крыше. Поезд может проехать 2 км без проводов, заряжаясь за 30 секунд на станциях через наземный пикап. Поставщик заявил, что поезда могут использоваться в 100 малых и средних городах Китая.В 2014 году в Гуанчжоу, Китай, планировалось ввести в эксплуатацию семь трамваев (трамваев) с суперконденсаторами. Суперконденсаторы заряжаются за 30 секунд с помощью устройства, расположенного между рельсами. Это позволяет трамваю проехать до 4 километров (2,5 мили). С 2017 года суперконденсаторные автомобили Zhuzhou также используются в новой системе трамвая в Нанкине и проходят испытания в Ухане.
В 2012 году в Лионе (Франция) SYTRAL (Управление общественного транспорта Лиона) приступило к экспериментам с системой «регенерации на стороне дороги», созданной Adetel Group, которая разработала собственное устройство энергосбережения под названием «NeoGreen» для легковых и легковых автомобилей и метро.
В 2015 году Alstom анонсировала SRS, систему накопления энергии, которая заряжает суперконденсаторы в трамвае с помощью проводящих рельсов на уровне земли, расположенных на трамвайных остановках. Это позволяет трамваям работать без воздушных линий на короткие расстояния. Эта система рекламировалась как альтернатива системе наземного источника питания (APS) компании или может использоваться вместе с ней, как в случае сети VLT в Рио-де-Жанейро, Бразилия, которая открылась в 2016 году.
Автобусы
MAN Ultracapbus в Нюрнберге, Германия Первый гибридный автобус с суперконденсаторами в Европе появился в 2001 году в Нюрнберге, Германия.Это был так называемый «Ultracapbus» компании MAN, который был испытан в реальных условиях в 2001/2002 году. Испытательный автомобиль был оснащен дизель-электрическим приводом в сочетании с суперконденсаторами. Система снабжена 8 модулями Ultracap на 80 В, каждый из которых содержит 36 компонентов. Система работала с напряжением 640 В и могла заряжаться / разряжаться при 400 А.
Ее энергоемкость составляла 0,4 кВтч при весе 400 кг.
Суперконденсаторы возвращают энергию торможения и передают энергию запуска. Расход топлива был снижен на 10-15% по сравнению с обычными дизельными автомобилями.Среди других преимуществ — сокращение выбросов CO 2 , тихий запуск двигателя без выбросов, снижение вибрации и снижение затрат на техническое обслуживание.
Электробус на ЭКСПО 2010 в Шанхае (Capabus) подзарядка на автобусной остановкеПо состоянию на 2002 год [обновление] в Люцерне, Швейцария, был протестирован парк электрических автобусов TOHYCO-Rider. Суперконденсаторы можно заряжать с помощью индуктивного бесконтактного высокоскоростного зарядного устройства после каждого транспортного цикла в течение 3-4 минут.
В начале 2005 года в Шанхае был испытан новый вид электрического автобуса под названием capabus, который работает без линий электропередач (работа без контактной сети), с использованием больших встроенных суперконденсаторов, которые частично заряжаются, когда автобус останавливается (под так называемыми электрическими зонтами), и полностью заряжаются в конечная остановка.
В 2006 году два коммерческих автобусных маршрута начали использовать эти возможности; один из них — маршрут 11 в Шанхае. Было подсчитано, что автобус с суперконденсатором был дешевле, чем автобус с литиево-ионным аккумулятором, а стоимость энергии одного из его автобусов составляла одну десятую стоимости дизельного автобуса при пожизненной экономии топлива в размере 200000 долларов.
Гибридный электрический автобус под названием Tribrid был представлен в 2008 году Университетом Гламоргана, Уэльс, для использования в качестве транспорта для студентов. Он питается от водородного топлива или солнечных элементов, батарей и ультраконденсаторов.
Автоспорт
Чемпион мира Себастьян Феттель в Малайзии 2010 Toyota TS030 Hybrid на гонке 24 часа Ле-Мана 2012 года FIA, руководящий орган для соревнований по автоспорту, предложенный в Системе регулирования трансмиссии для Формулы 1 версии 1.3 от 23 мая 2007 г., что будет выпущен новый свод правил для силовой передачи, который включает гибридный привод мощностью до 200 кВт на входе и выходе с использованием «супербатарей», изготовленных из параллельно соединенных батарей и суперконденсаторов (KERS).
При использовании системы KERS можно достичь эффективности около 20% от танка к колесу.
Автомобиль Toyota TS030 Hybrid LMP1, гоночный автомобиль, разработанный в соответствии с правилами Le Mans Prototype, использует гибридную трансмиссию с суперконденсаторами. В гонке «24 часа Ле-Мана» 2012 года TS030 квалифицировался с лучшим результатом всего 1 круг.На 055 секунд медленнее (3: 24,842 против 3: 23,787), чем самый быстрый автомобиль, Audi R18 e-tron quattro с накопителем энергии маховиком. Компоненты суперконденсатора и маховика, функции быстрого заряда-разряда которых помогают как при торможении, так и при ускорении, сделали гибриды Audi и Toyota самыми быстрыми автомобилями в гонке. В гонке Ле-Ман 2012 года два конкурирующих TS030, один из которых лидировал на протяжении части гонки, сошли с дистанции по причинам, не связанным с суперконденсаторами. TS030 выиграл три из 8 гонок сезона чемпионата мира по гонкам на выносливость FIA 2012 года.В 2014 году Toyota TS040 Hybrid использовала суперконденсатор, чтобы добавить 480 лошадиных сил от двух электродвигателей.
Гибридные электромобили
Комбинации суперконденсатор / аккумулятор в электромобилях (EV) и гибридных электромобилях (HEV) хорошо изучены. Было заявлено, что за счет рекуперации энергии торможения электромобилей или HEV достигается сокращение расхода топлива на 20–60%. Способность суперконденсаторов заряжаться намного быстрее, чем батареи, их стабильные электрические свойства, более широкий диапазон температур и более длительный срок службы подходят, но вес, объем и особенно стоимость сглаживают эти преимущества.
Более низкая удельная энергия суперконденсаторовделает их непригодными для использования в качестве автономных источников энергии при поездках на большие расстояния. Улучшение экономии топлива между конденсатором и аккумулятором составляет около 20% и доступно только для более коротких поездок. При езде на дальние расстояния преимущество снижается до 6%. Автомобили с конденсаторами и батареями работают только на экспериментальных машинах.
По состоянию на 2013 год [обновление] Все автомобильные производители электромобилей или электромобилей разработали прототипы, в которых вместо аккумуляторов используются суперконденсаторы для хранения энергии торможения с целью повышения эффективности трансмиссии.
Mazda 6 — единственный серийный автомобиль, в котором используются суперконденсаторы для рекуперации энергии торможения. Рекуперативное торможение, получившее название i-eloop, снижает расход топлива примерно на 10%.
Русские Йо-кары серии Ё-мобиль представляли собой концепт и кроссовер-гибридный автомобиль, работающий с лопастным двигателем с бензиновым приводом и электрическим генератором для привода тяговых двигателей. Суперконденсатор с относительно низкой емкостью восстанавливает энергию торможения для питания электродвигателя при ускорении с места.
В концептуальном автомобиле Toyota Yaris Hybrid-R используется суперконденсатор для быстрого увеличения мощности.
PSA Peugeot Citroën устанавливает суперконденсаторы в некоторые из своих автомобилей в рамках своей системы экономии топлива «стоп-старт», так как это позволяет быстрее запускать двигатель, когда светофор становится зеленым.
Полувагоны
Канатная дорога в Целль-ам-Зее, Австрия В Целль-ам-Зее, Австрия, канатная дорога соединяет город с горой Шмиттенхёэ.
Гондолы иногда ходят 24 часа в сутки, используя электричество для освещения, открывания дверей и связи.Единственное доступное время для подзарядки аккумуляторов на станциях — это короткие интервалы загрузки и выгрузки гостей, которые слишком короткие для зарядки аккумуляторов. Суперконденсаторы обеспечивают быструю зарядку, большее количество циклов и более длительный срок службы, чем батареи.
Emirates Air Line (канатная дорога), также известная как канатная дорога Темзы, представляет собой 1-километровую (0,62 мили) гондольную линию, которая пересекает Темзу от полуострова Гринвич до Королевских доков. Кабины оснащены современной информационно-развлекательной системой, работающей от суперконденсаторов.
Картинки для детей
Линейка суперконденсаторов
Доктор философии, Брайан Эванс Конвей в группе Джона Бокриса в Имперском колледже, Лондон, 1947 год
Типовая конструкция суперконденсатора: 1) источник питания, 2) коллектор, 3) поляризованный электрод, 4) двойной слой Гельмгольца, 5) электролит, содержащий положительные и отрицательные ионы, 6) сепаратор.
Упрощенный вид двойного слоя отрицательных ионов в электроде и сольватированных положительных ионов в жидком электролите, разделенных слоем поляризованных молекул растворителя.
Структура и функции идеального двухслойного конденсатора. При приложении напряжения к конденсатору на обоих электродах образуется двойной слой Гельмгольца, разделяющий ионы в электролите зеркальным распределением заряда противоположной полярности
Упрощенный вид двойного слоя со специфически адсорбированными ионами, которые подали свой заряд на электрод, чтобы объяснить фарадеевский перенос заряда псевдоемкости.
Циклическая вольтамперограмма показывает фундаментальные различия между статической емкостью (прямоугольная) и псевдоемкостной (кривая)
Принципы накопления заряда различных типов конденсаторов и их внутреннее распределение потенциалов
Базовая иллюстрация функциональности суперконденсатора, распределения напряжения внутри конденсатора и его упрощенной эквивалентной цепи постоянного тока
Поведение напряжения суперконденсаторов и аккумуляторов во время зарядки / разрядки явно различается
Генеалогическое древо типов суперконденсаторов.Конденсаторы с двойным слоем и псевдоконденсаторы, а также гибридные конденсаторы определяются конструкцией их электродов.
Микрофотография активированного угля в светлом поле на световом микроскопе. Обратите внимание на фрактальную форму частиц, намекающую на их огромную площадь поверхности. Каждая частица на этом изображении, несмотря на то, что ее диаметр составляет всего около 0,1 мм, имеет площадь поверхности в несколько квадратных метров.
Блок кремнеземного аэрогеля в руке
Распределение пор по размерам для различных предшественников карбидов.
Графен представляет собой сотовую решетку атомного масштаба, состоящую из атомов углерода.
Изображение однослойной углеродной нанотрубки с помощью сканирующей туннельной микроскопии
СЭМ-изображение пучков углеродных нанотрубок с поверхностью около 1500 м2 / г
Схематическое изображение поведения емкости в результате пористой структуры электродов
Эквивалентная схема с каскадными RC-элементами
Частота в зависимости от значения емкости суперконденсатора 50 Ф
Иллюстрация условий измерения емкости суперконденсаторов
А 5.Суперконденсатор на 5 В состоит из двух отдельных ячеек, каждая из которых рассчитана на напряжение не менее 2,75 В, при последовательном соединении
Внутреннее сопротивление постоянному току может быть рассчитано по падению напряжения, полученному на пересечении вспомогательной линии, продолженной от прямой части, и временной развертки в момент начала разряда
Диаграмма Ragone, показывающая удельную мощность в зависимости от удельной энергии различных конденсаторов и батарей
Срок службы суперконденсаторов в основном зависит от температуры конденсатора и приложенного напряжения
Отрицательная полоса на изолирующей втулке указывает на катодный вывод конденсатора
Классификация суперконденсаторов по классам в соответствии со стандартами IEC 62391-1, IEC 62567 и BS EN 61881-3
Плоский суперконденсатор, используемый для мобильных компонентов
Радиальный суперконденсатор для монтажа на печатной плате, используемой в промышленных приложениях
Материалы для суперконденсаторов — 1-е издание
перейти к содержанию- О Эльзевире
- О нас
- Elsevier Connect
- Карьера
- Продукты и решения
- Решения НИОКР
- Клинические решения
- Исследовательские платформы
Суперконденсатор KAMCAP, Китайский производитель ультраконденсаторов, Купите коммерческий суперконденсатор
◆ Kamcap — одна из первых компаний в Китае, которая разработала суперкар.
◆ Kamcap является основным разработчиком Технического стандарта на суперконденсаторы для измерительного оборудования электроэнергии Китая.
◆ Kamcap является одним из членов-учредителей China Supercapacitor Industry Alliance и является первой группой вице-президентов.
Jinzhou Kaimei Power Co., Ltd. была основана в 2006 году, расположена в городе Цзиньчжоу, провинция Ляонин, Китай. Это один из самых профессиональных производителей суперконденсаторов в Китае. Это высокотехнологичное предприятие, в основном занимающееся разработкой, производством и продажей суперконденсаторов. В Kamcap работает более 800 сотрудников, а площадь нашей фабрики составляет 19 200 квадратных метров.
Компания представила профессиональное автоматическое испытательное оборудование, такое как автоматическая намоточная машина, автомат для облицовки, машина для лазерной сварки и автоматическая машина для сортировки емкости, солнечные суперконденсаторы, тестеры суперконденсаторов ARBIN и другое профессиональное испытательное оборудование.Показатели производительности серийных суперконденсаторов достигли превосходного технического уровня, что и солнечные суперконденсаторы кроме того, мы можем настроить суперконденсаторы со специальными параметрами в соответствии с конкретными требованиями заказчика.
Компания прошла сертификацию системы менеджмента качества IS09001: 2000, сертификацию системы экологического менеджмента ISO14001: 2004, сертификацию системы менеджмента качества автомобильной промышленности ISO / TS 16949. Продукция прошла сертификацию SGS и соответствует экологическим стандартам ROHS / REACH.Сейчас продается в Китай и по всему миру.
Компания имеет центр исследований и разработок. Все продукты разработаны независимо и имеют независимые права интеллектуальной собственности на производство суперконденсаторов. Мы получили 8 национальных патентов на изобретения и 6 патентов на полезные модели в Китае, а также осуществляем проект исследований и разработок суперконденсаторной системы по плану «863» Министерства науки и технологий Китая в 2012 году.
Благодаря постоянным усилиям и технологическим достижениям Компания Kamcap стала одним из профессиональных производителей суперконденсаторов с крупнейшими производственными масштабами, наиболее полными спецификациями продукции и наиболее конкурентоспособными в Китае.Kamcap добился успеха в бренде с профессионализмом, и концепция качества важнее всего. Создал путь к развитию технологических инноваций.
Создание лучших ультраконденсаторов и создание компании по производству ультраконденсаторов мирового класса — это вечная цель Kamcap.
KAMCAP Культура
Основная ценность: борьба ◆ Инновации ◆ Совершенство ◆ Ведущий бренд
Профессиональные достижения, качество важнее всего.
Цель видения: стать ведущим мировым производителем суперконденсаторов.
Внести вклад в развитие мировой энергетики и создать ценность для клиентов.
Социальная ответственность
Jinzhou Kaimei Power Co., Ltd., создавая прибыль и принимая на себя юридическую ответственность перед акционерами и сотрудниками, также несет ответственность за потребителей, сообщества и окружающую среду. Kamcap выходит за рамки традиционной идеи получения прибыли как единственной цели, подчеркивая необходимость уделять внимание ценности людей в производственном процессе, уделяя особое внимание окружающей среде, потребителям и обществу.
