Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rynek superkondensatorów rośnie z superprędkością

ghost666 13 Wrz 2020 16:51 1215 17
  • Rynek superkondensatorów rośnie z superprędkością
    Superkondensatory są na najlepszej ścieżce, aby wyprzedzić akumulatory, zapewniając bezpieczeństwo, szybsze ładowanie i mniejszy rozmiar, jednocześnie pomagając wyeliminować złożone systemy zarządzania akumulatorami w wielu zastosowaniach motoryzacyjnych, sieciowych czy komputerowych.

    Szczególnie optymistyczny - w stosunku do powstającej technologii magazynowania i ładowania energii - jest IDTechX, który przewiduje, że superkondensatory ostatecznie przejmą rynek obecnie zajmowany przez technologie akumulatorów (takie jak litowo-jonowe itp). Analitycy przewidują, że w ciągu następnych dwóch dekad pojawi się około 80 nowych producentów superkondensatorów, a samochody, autobusy, pociągi Maglev będą z nich korzystały. Dodatkowo pojawi się szereg innych, nowych zastosowań, gdy silniki elektryczne zastąpią silniki spalinowe. Wraz z rosnącą liczbą firm produkujących samochody elektryczne, Chiny są postrzegane jako wiodący producent superkondensatorów. Szacuje się, że do 2041 roku pojawi się 30 producentów superkondensatorów w samym tylko państwie środka.

    "Ulepszone superkondensatory i ich warianty zapewniają ogromne możliwości w mini-sieciach, pociągach, tramwajach, ciężarówkach, ciężkich pojazdach terenowych, od małych zasilaczach bezprzerwowych dla węzłów Internetu Rzeczy, wykorzystujących pozyskiwanie energii do gigantów o mocy 1 MWh dla szpitali i centrów danych" mówi przedstawiciel IDTechX.

    Analityk motoryzacyjny, Egil Juliussen, wyjaśnił potencjalne zalety technologii superkondensatorów w swoim niedawnym podkaście. "Dobrą wiadomością o kondensatorach jest to, że możesz je ładować naprawdę szybko, ponieważ po prostu przesyłasz do niego prąd i nagle on tam jest". Porównując technologię energetyczną do pamięci podręcznej, Juliussen kontynuował: "Superkondensatory mogą również znajdować się między stacją ładującą a siecią elektryczną. Tam też trzeba pobierać dużo prądu. Tak więc, mając tam zapasowy superkondensator z dodatkową mocą, którą następnie używasz, gdy samochód jest na miejscu, można ją dostarczyć".

    Juliussen jest ostrożny w zakresie mówienia kiedy a nawet, czy technologia superkondensatorów może osiągnąć swój pełen potencjał. Przyznaje on, że opisany powyżej scenariusz może być tylko marzeniem, ale jak dodaje - marzenie to może się też ziścić.

    IDTechX uważa, że szklanka jest w połowie pełna, prognozując, że technologia superkondensatorów będzie rosła na rynku, gdy lista zastosowań transportowych, IoT i centrów danych będzie się zwiększała.

    Opierając się na założeniu, że nic nie da się zrobić bez zasilania, a szybkie ładowanie pojazdów elektrycznych będzie głównym punktem ich sprzedaży - chęć ujrzenia sukcesu technologii superkondensatorów jest uzasadniona. W jednym z przykładów przedstawianych przez IDTechX analityk branżowy przewiduje, że miejskie sieci kolei lekkiej i autobusy ładują akumulatory w 20 sekund, jednocześnie zmniejszając potrzebę wymiany drogich akumulatorów. Recykling kosztownych materiałów zostałby również wyeliminowany przy zastosowaniu superkondensatorów.

    Mimo to gęstość energii pozostaje krytycznym zagadnieniem projektowym w zastosowaniach energoelektronicznych. To jedyna miara, w której akumulatory wciąż przewyższają superkondensatory.
    Jak ocenia IDTechX ??superkondensatory zbliżają się do dolnej granicy dla aktualnej gęstości energii akumulatora - nieco ponad 10 Wh/kg.

    W związku z tym przewiduje się póki co mieszankę wdrożeń hybrydowych; od kombinacji kondensator-superkondensator, po hybrydy akumulator-superkondensator. Ta ostatnia może umożliwić działanie systemów takich, jak szybkie ładowanie bezprzewodowe.

    Jak dotąd - jak ocenia IDTechX - ??superkondensatory zastąpiły około 10% drogich akumulatorów litowo-jonowych i szybko wyślą akumulatory kwasowo-ołowiowe do historii. "Ulepszanie i wprowadzanie na rynek nowych generacji superkondensatorów postępuje teraz szybko, a znaczące postępy nastąpią w ciągu następnych dwudziestu lat" podsumowuje firma.

    Źródło: https://www.eetimes.com/supercapacitor-market-gets-a-jolt/

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9961 postów o ocenie 8219, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2
    Jogesh
    Poziom 28  
    "że miejskie sieci kolei lekkiej i autobusy ładują akumulatory w 20 sekund, " ja już sobie wyobrażam jakie to musiały być kable do ładowania... Chyba, że napięcia by były wiele tysięcy Volt.
  • #3
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Jogesh napisał:
    "że miejskie sieci kolei lekkiej i autobusy ładują akumulatory w 20 sekund, " ja już sobie wyobrażam jakie to musiały być kable do ładowania... Chyba, że napięcia by były wiele tysięcy Volt.


    Pamiętaj, że to jest bardzo często ładowanie od przystanku do przystanku, czyli realnie w mieście ok 500 m, może ciut więcej. Autobus pobiera 1,65 - 1.84 kWh/km [Link] lub 1 - 3,5 kWh/km, więc w autobus na taką trasę "wlać" trzeba 0,5 - 1 kWh (realnie). To tylko okrągłe 90..180 kW podpięte przez te 20 sekund... :D

    Z drugiej strony; jeśli wyobrazimy sobie, że to nie jest taki duży autobus, tylko jakiś busik typu 'shuttle', o jakich często mówi się w nowoczesnej komunikacji miejskiej, to pewnie on już zużywa 0,1 - 0,2 kWh/km, czyli rząd wielkości mniej, a 9 kW to już nie jest tak dużo :).
  • #4
    vodiczka
    Poziom 43  
    Z całym szacunkiem dla kolegi tłumacza - bełkot, propagandowy bełkot IDTechX :D
    Nawet rzeczowo brzmiące zdanie:
    ghost666 napisał:
    Mierzone Jak ocenia IDTechX ​​superkondensatory zbliżają się do dolnej granicy dla aktualnej gęstości energii akumulatora - nieco ponad 10 Wh/kg.
    nie zostało dookreślone poprzez podanie informacji czy "zbliżają się" oznacza 65% czy 95% dolnej granicy oraz ile Wh (kWh) energii gromadzi największy produkowany obecnie superkondensator. Mam na myśli pojedynczy egzemplarz a nie baterię superkondensatorów.
  • #5
    krisRaba
    Poziom 30  
    Sama idea jest ciekawa, że np. stacja ładująca pojazdy na spokojnie sobie "pyrka" ładując swój magazyn energii z sieci (= brak gwałtownych obciążeń infrastruktury), a podjeżdża pojazd, pstryk, pstryk i jest naładowany...
    Tylko jak już kolega wspomniał - kable.. tutaj można jeszcze coś ugrać krótkim cyklem, tj. kabel dla kiloamperów w krótkim cyklu nie musi mieć takich przekrojów jak dla długotrwałej obciążalności takim prądem. Bardziej byłaby tu brana pod uwagę odporność zwarciowa jako analogia. Dla możliwości szybkiego powtórzenia cyklu mogą dodatkowo puścić w tym jakieś chłodzenie przewodów ;)
    Ale idąc dalej tym tropem:
    - co to będą za styki, które się nie zespawają przy takim strzale?
    - jakie będą elementy energoelektroniczne do przełączania i ew. ograniczania prądu?
    Wbrew pozorom nie tylko superkondensatory są tu problemem, bo nawet jak już będą dostępne takie o wymaganych parametrach, to jeszcze trzeba to solidnie obudować, by działało jak trzeba.

    Dodano po 5 [minuty]:

    Ok, w międzyczasie pojawiły się wpisy o busikach itp., natomiast ja miałem na myśli podmianę obecnego ładowania samochodów z zasięgiem np. 500km na ładowaniu.. ;) Coś takiego naładować w 20s, hmm...
  • #6
    vodiczka
    Poziom 43  
    ghost666 napisał:
    To tylko okrągłe 90..180 kW podpięte przez te 20 sekund...
    Ten problem można rozwiązać na wyższym poziomie abstrakcji ;)
    Załóżmy że autobusy podjeżdżają na przystanek co 5 minut czyli ich ładowanie przebiega w cyklu 20s ładowania/280s przerwy.
    Jeżeli wyposażymy stację ładowania we własny superkondensator o pojemności wyższej niż pojemność superkondensatora autobusu, to można go ładować z sieci mocą przynajmniej dziesięciokrotnie mniejszą niż moc jaka byłaby potrzebna do bezpośredniego ładowania autobusu.
  • #8
    vodiczka
    Poziom 43  
    toffffik napisał:
    A mnie sie zdaje że wystarczyłaby jedna porządniejsza górka o nachyleniu 20°-25 ° i kondensator by się wyładował
    Wystarczy dodatkowy przystanek na trasie pod górkę ;)
    toffffik napisał:
    no chyba że autobus jeździłby na pusto... bez kierowcy
    Masa kierowcy to mniej niż 2% masy pasażerów w autobusie w pełni załadowanym a jeszcze mniej w stosunku do masy autobusu.
    Można ją pominąć.
  • #9
    Jacek Rutkowski
    Poziom 26  
    Jogesh napisał:
    "że miejskie sieci kolei lekkiej i autobusy ładują akumulatory w 20 sekund, " ja już sobie wyobrażam jakie to musiały być kable do ładowania... Chyba, że napięcia by były wiele tysięcy Volt.

    Tramwaje mają zasilanie 600-1500V a pociągi 3kV więc są to już opanowane napięcia :)
    Na kolei 3kV i 4MW to nic nadzwyczajnego, tego typu moce maja lokomotywy...
  • #10
    clubber84
    Poziom 22  
    krisRaba napisał:
    Dla możliwości szybkiego powtórzenia cyklu mogą dodatkowo puścić w tym jakieś chłodzenie przewodów

    W porządnych przemysłowych spawarkach przewody są chłodzone, więc możnaby tą technologię wykorzystać w przypadku stacji ładowania (oczywiście ze zmianami dostosowującymi).
  • #11
    Jogesh
    Poziom 28  
    W kolei stosowane są napięcia 25kV AC w niektórych krajach. Czyli w sumie można by stosować takiego rzędu napięcia. Co prawda inaczej będzie się zachowywać przy prądzie stałym. Chłodzenie przy ładowania, to chyba jednak duża strata energii na samych kablach i na chłodzeniu. Do tego jeżeli ma być ładowanie 20s to musi się autobus sam podpinać do ładowarki i odpinać. Ma to poprawnie działać w każdych warunkach, być bezpieczne itd.
    Co innego gdyby wymieniać w zajezdni super-kondensatory i aby miały taką pojemność aby starczyły na całą trasę. A ładowało by się po wymianie przez powiedzmy 20 minut. Zajezdnia wyposażona by była w stację zasilania o odpowiedniej mocy. Tylko czy nie lepsze i tańsze są tramwaje czy trolejbusy? Nie tańsze w utrzymaniu? Taki trolejbus z dodatkowym akumulatorem, czy super-kondensatorem na kilka miejsc gdzie nie dało się zrobić trakcji, to pojazd w sumie idealny.

    W Indiach obecnie politycy też wymyślają głupoty z pojazdami elektrycznymi. W kraju, gdzie większość kraju ma notoryczne przerwy w dostawie energii elektrycznej, bo jej po prostu brakuje, chcą wprowadzać wszędzie pojazdy elektryczne. Ale cóż, ideologia robi swoje.
  • #12
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Myślę, że jeszcze długo poczekamy na szersze wejście superkondensatorów pod "energoelektroniczne strzechy". Ceny superkondensatorów są bardzo duże. Przykładowo, na znanym portalu aukcyjnym za baterię superkondensatorów zdolną zgromadzić ok. 3 Wh energii elektrycznej trzeba zapłacić 1200 zł, przy czym napięcie pracy może sięgać 16V. Tymczasem akumulator ołowiowy 100Ah 12V, który stał się jakimś symbolem zła wszelkiego i zacofania, zdolny pomieścić 1200Wh kosztuje ok. 500 zł. Posiada przy tym gęstość energii około 30 Wh/kg. Superkondensatory wykazują dużą przewagę nad akumulatorem, jeśli chodzi o szybkość ładowania.

    Praktycznie rzecz biorąc, przy obecnie osiąganych gęstościach energii superkondensatorów nie może być mowy o ładowaniu pojazdów poprzez wymianę całej baterii na końcu trasy- byłoby to mało wygodne. Jedyne, co mogłoby mieć sens to hybryda superkondensator- akumulator. To bowiem mogłoby zapewnić ładowanie "od przystanku do przystanku". Superkondensator mógłby szybko pobrać porcję energii, stopniowo oddając ją w czasie jazdy do kolejnego przystanku. Akumulator zaś stanowiłby bezpieczny magazyn większej porcji energii. Nikt bowiem nie może zagwarantować, że instalacja ładowania na przystanku nie może ulec awarii. Energii nie może być dokładnie "na styk", powinien być jej zapas pozwalający na dłuższą jazdę. Ktoś wyżej oszacował potrzebną ilość energii na 0,5- 1 kWh na 1 km. Przyjmując bliżej 1 kWh oznaczałoby to koszt samej baterii około 300.000 zł. Nawet, jeśli ceny hurtowe byłyby niższe, koszt baterii superkondensatorów stanowiłby obecnie znaczną część kosztów pojazdu.
  • #13
    vodiczka
    Poziom 43  
    Jogesh napisał:
    Co innego gdyby wymieniać w zajezdni super-kondensatory i aby miały taką pojemność aby starczyły na całą trasę. A ładowało by się po wymianie przez powiedzmy 20 minut
    Raczej wymieniać na końcowym przystanku, zamiast po każdym kursie zjeżdżać do zajezdni ale nie wierzę by kiedykolwiek powstała mobilna bateria kondensatorów, pozwalająca na przejechanie kilkunastu kilometrów pojazdem o masie całkowitej ok. 15 ton.
  • #14
    pikarel
    Poziom 33  
    Żeby pomysł funcjonował - nalezy utworzyć infrastrukturę zasilającą do ładowania superkondensatorów w pojazdach komunikacji miejskiej.
    Tu rodzi się pytanie: po co to wszystko, jeśli sieć może wprost zasilać silniki w tych pojazdach?
    Wystarczy skupić się na praktycznym rozwiązaniu takiej sieci i sposobu zasilania pojazdów.

    Tam, gdzie torowiska szynowe są problemem w utrzymaniu - z powodzeniem funkcjonują trolejbusy,
    czyli pojazdy z długim, ruchowym wysięgnikiem (pantograf), dostosowującym się do toru jazdy trolejbusu.

    W TV jest cykliczny program pn. "Cuda inżynierii", w którym każdy opisywany "cud" jest zawsze oparty na wynalazku z przeszłości, czasem sprzed dwóch wieków.
    Moim zdaniem superkondensatory w pojazdach to "płaszczyk" nowoczesności, nie może być oderwany od realiów (bez planów i wyliczeń), nie może być napędzany jedynie marzeniem o krociowych zyskach jednej firmy.
    Tu musi być opracowany rachunek ekonomiczny dla całego świata (trucie odpadami produkcyjnymi), lecz nie tak, jak "goli" się Europę za azjatycki CO2, przez kilku "wielkich" tego świata.
  • #15
    pawelr98
    Poziom 38  
    AlekZ napisał:
    Jedyne, co mogłoby mieć sens to hybryda superkondensator- akumulator. To bowiem mogłoby zapewnić ładowanie "od przystanku do przystanku". Superkondensator mógłby szybko pobrać porcję energii, stopniowo oddając ją w czasie jazdy do kolejnego przystanku. Akumulator zaś stanowiłby bezpieczny magazyn większej porcji energii. Nikt bowiem nie może zagwarantować, że instalacja ładowania na przystanku nie może ulec awarii. Energii nie może być dokładnie "na styk", powinien być jej zapas pozwalający na dłuższą jazdę. Ktoś wyżej oszacował potrzebną ilość energii na 0,5- 1 kWh na 1 km. Przyjmując bliżej 1 kWh oznaczałoby to koszt samej baterii około 300.000 zł. Nawet, jeśli ceny hurtowe byłyby niższe, koszt baterii superkondensatorów stanowiłby obecnie znaczną część kosztów pojazdu.


    Albo wprowadzić silnik spalinowy (może być i LPG/CNG) jako awaryjne ładowanie.
    40-50KM co obecnie bez problemu osiągnie się niedużym silnikiem chyba starczy do podładowywania w razie problemów.

    Trolejbusy to bardzo fajna sprawa. W budapeszcie widziałem jeszcze stareńkie Ikarusy (te co u nas śmigały w latach 80/90/2000) w takiej wersji. Nadal dzielnie pokonywały kolejne kilometry.

    Jogesh napisał:

    W Indiach obecnie politycy też wymyślają głupoty z pojazdami elektrycznymi. W kraju, gdzie większość kraju ma notoryczne przerwy w dostawie energii elektrycznej, bo jej po prostu brakuje, chcą wprowadzać wszędzie pojazdy elektryczne. Ale cóż, ideologia robi swoje.

    Oni tym jeździć nie będą.

    A zresztą slogany ważniejsze, większość ludzi i tak nie rozumie tak naprawdę o czym mowa. W tym większość decydentów.
    Do polityki najczęściej idą humaniści.
  • #16
    vodiczka
    Poziom 43  
    pikarel napisał:
    Żeby pomysł funcjonował - nalezy utworzyć infrastrukturę zasilającą do ładowania superkondensatorów w pojazdach komunikacji miejskiej.
    Kolega już o infrastrukturze a ja nadal wątpię w superkondensatory czemu dałem wyraz w swoim poprzednim poście.
    vodiczka napisał:
    ...nie wierzę by kiedykolwiek powstała mobilna bateria kondensatorów, pozwalająca na przejechanie kilkunastu kilometrów pojazdem o masie całkowitej ok. 15 ton.
    Przez mobilną, rozumiem zainstalowaną w autobusie (bez zmniejszenia powierzchni dla pasażerów) a nie ciągniętą na przyczepce za autobusem.
  • #18
    vodiczka
    Poziom 43  
    pikarel napisał:
    Tu chyba nie chodzi o samą wiarę w postęp, a o to, co ktoś przeforsuje.
    Nie da się przeforsować rozwiązania, które jest znacząco nieekonomiczne i niekonkurencyjne z innym, nawet pod pretekstem ekologii.

    Był na elektrodzie temat o łączeniu w samochodach akumulatorów rozruchowych z superkondensatorami. Miało to pozwolić na znaczące zmniejszenie pojemności akumulatorów przy jednoczesnym wydłużeniu ich okresu eksploatacji bo ładunek potrzebny do rozruchu silnika, szedłby prawie w całości z superkondensatora. Czy to rozwiązanie jest już stosowane przez wielu producentów?
    Jeżeli nie to czy nie z powodu o którym napisano w tym temacie?
    AlekZ napisał:
    Przykładowo, na znanym portalu aukcyjnym za baterię superkondensatorów zdolną zgromadzić ok. 3 Wh energii elektrycznej trzeba zapłacić 1200 zł, przy czym napięcie pracy może sięgać 16V. Tymczasem akumulator ołowiowy 100Ah 12V, który stał się jakimś symbolem zła wszelkiego i zacofania, zdolny pomieścić 1200Wh kosztuje ok. 500 zł