Eaton ist ein Energiemanagement-Unternehmen und fokussiert auf energieeffiziente Lösungen, die Anwendern dabei helfen, elektrische, hydraulische und mechanische Energie zuverlässiger, effizienter, sicherer und nachhaltiger zu nutzen. In Ergänzung des grossen Eaton-Sortimentes im Distrelec-Programm haben nun auch die Superkondensatoren von Eaton Eingang ins Distrelec-Sortiment gefunden.
Dabei handelt es sich um einzigartige Geräte mit ultrahoher Kapazität, bei denen die Konstruktion eines elektrischen Doppelschichtkondensators (EDLC) mit neuen Hochleistungsmaterialien kombiniert wird. Diese Kombination fortschrittlicher Technologien ermöglicht es Eaton, eine Vielzahl von Kondensatorlösungen anzubieten, die auf spezifische Anwendungen zugeschnitten sind und von einigen Mikroampere für mehrere Tage bis zu Hunderten von Ampere für Sekunden reichen.
In diesem Artikel werden wir einen Blick auf einige der Superkondensatorlösungen werfen, die Eaton über Distrelec anbietet.
Inhaltsverzeichnis
HS-Serie
Die beliebteste Serie von Superkondensatoren sind die Eaton Hybrid Superkondensatoren (HS). Diese HS-Serie bietet eine neue Generation von Energiespeichern, die die Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) mit langer Lebensdauer und Zuverlässigkeit verbindet.
Die HS-Serie bietet eine bis zu zehnmal höhere Energiedichte, 500.000 Lade-/Entladezyklen (250 000 für die HSL-Serie) bei 20 °C und 10 Jahre Garantie. Die HS-Serie selbst bietet eine kompakte Lösung mit einem maximalen Durchmesser von 16,5 mm und einer Höhe von 27 mm für den HS1625. Die Superkondensatoren werden unter Verwendung von Eatons neuen proprietären Materialien hergestellt, die umweltfreundlich für grüne Energielösungen sind.
Jeder Superkondensator hat zwei Elektroden ähnlich einer Batterie und einer Standard-Superkondensatorelektrode. Daher ist die Energiedichte ähnlich hoch wie bei herkömmlichen Batterien und zehnmal höher als bei Standard-Superkondensatoren.
Die HS-Serie eignet sich für die folgenden industriellen Anwendungen:
- Industrielles Backup/Ride-Through
- Backup für Storage-Server
- Intelligente Wasser- und Gaszähler
- IoT-Stromversorgung
- Medizinische Notstromversorgung/Alarm
- Kommerzielle Lastwagen / Container Asset Tracking
HV-Serie
Die Superkondensatoren der HV-Serie von Eaton bieten einen extrem niedrigen Innenwiderstand für höchste Impulsleistung und Leistungsdichte. Die HV-Familie bietet Energiespeicherung für Lade- und Entladezyklen mit hoher Leistung, Energiepufferung in Spitzenzeiten und Backup-Anwendungen.
Diese Kombination fortschrittlicher Technologien ermöglicht es Eaton, eine breite Palette von Kondensatorlösungen anzubieten, die auf Anwendungen für Notstromversorgung, Impulsleistung und hybride Stromsysteme zugeschnitten sind. Sie können als alleiniger Energiespeicher oder in Kombination mit Batterien eingesetzt werden, um Kosten, Lebensdauer und Betriebszeit zu optimieren. Die Systemanforderungen können von einigen Mikrowatt bis zu Megawatt reichen. Alle Produkte zeichnen sich durch einen niedrigen ESR-Wert für eine hohe Leistungsdichte und umweltfreundliche Materialien für eine grüne Energielösung aus. Die Superkondensatoren von Eaton sind wartungsfrei und haben eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren* bei Betriebstemperaturen von bis zu -40 °C und bis zu +85 °C.
Die HV-Familie hat Kapazitäten von 1 F bis 100 F und ist RoHS-, UL- und IEC 60079-11-konform.
Die HV-Serie ist für folgende Anwendungen geeignet:
- Smarte Strom-, Gas- und Wasserzähler
- Steuerungen
- HF-Sender
- Solarerfassung
- Storage-Server
- Impulsleistung
- Backup-Stromversorgung
PHV-Serie
Eatons PHV-Familie integriert jeweils zwei HV-Superkondensatoren mit einem passiven Spannungsmanagement zu einer Einheit mit verdoppelter Spannung. Dadurch reduziert sich für den Endanwender das Schaltungsdesign und der Montageaufwand.
Die PHV-Serie ist für Notstrom- oder für Impulsstromanwendungen in der Automobilelektronik, in Industriesystemen und intelligenten Stromzählern vorgesehen:
- Impulsleistung
- Überbrückung oder Notstrom
TV-Serie
Eatons TV-Familie von Superkondensatoren arbeitet mit einer höheren Nennspannung, um die Anzahl der Zellen und die Größe in Hochspannungsdesigns zu reduzieren oder um aus einer vorgegebenen Anzahl von Zellen das Optimum an Energiespeicherung herauszuholen.
Sie bieten Energiespeicherung für Lade-/Entladezyklen mit hoher Leistung, Stromspitzenreduzierung und Notstromanwendungen. Sie liefern auch Energie, um Systeme sicher herunterzufahren und Datenverluste zu vermeiden, wenn die Hauptstromversorgung unterbrochen wird.
Eatons 3-Volt-TV-Superkondensatorzellen bieten Energiespeicherung für Notstromversorgung, Ride-Through, HF-Funkübertragungen und andere Impulsstromanforderungen.
Die TV-Serie kann 20% mehr Energie speichern aufgrund der Erhöhung der Betriebsspannung. Die nutzbare Energie kann um bis zu 70 % steigen.
Diese neue Technologie ermöglicht leistungsstärkere Server, eine längere Betriebsdauer und kostengünstigere Designs für viele Industrieelektronik.
TV-Zellen sind RoHS-konform, UL-anerkannt und enthalten keine Schwermetalle.
Die TV-Serie kann in den folgenden Anwendungen eingesetzt werden:
- Intelligente Strom-, Gas- und Wasserzähler
- HF-Sender
- Storage-Server
- Industrielles Backup / Ride-Through
- Impuls-Leistung
- Solarerfassung
XV-Serie
Eatons XV-Familie von Superkondensatorzellen bietet eine sehr hohe Kapazität für Spitzenleistungen, zyklische Lade-/Entladevorgänge und Notstromanwendungen im Bereich von Hunderten von Watt bis hin zu Systemen mit einer Leistung von wenigen Kilowatt. Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, u. a. im Automobilbau, in der Medizintechnik, in der Luft- und Raumfahrt und in der industriellen Stromversorgung.
Die 300 F- und 400 F-Versionen der XV-Familie bieten eine langfristige Stromversorgungssicherheit und eine hohe Spitzenstromfähigkeit. Die langsamere Alterung ermöglicht eine längere Lebensdauer, den Betrieb bei höheren Temperaturen oder eine geringere Anfangskapazität als bei der Konkurrenz.
Der extrem niedrige ESR-Wert (6 mΩ bei der XV-Familie) erhöht die an die Last abgegebene Leistung und gewährleistet einen minimalen Spannungsabfall bei Spitzenstrombedarf. Im Vergleich zur Konkurrenz ist der altersbedingte Widerstandsanstieg stark reduziert.
Der weite Betriebstemperaturbereich der XV-Familie von -40 °C bis +65 °C (+85 °C mit Spannungsderating) ist ideal für raue Industrieumgebungen und feldbasierte Telekommunikationsanwendungen. Mit einer erreichbaren Betriebsdauer von 20 Jahren ermöglichen die Superkondensatoren der XV-Familie von Eaton eine längere Lebensdauer der Endgeräte und müssen nicht ausgetauscht werden.
Die XV-Serie ist für die folgenden Anwendungen geeignet:
- Hybride Batterie- oder Brennstoffzellensysteme
- Anwendungen mit hohem Impulsstrom
- USV / Notstrom
KR & KW Serie
Die Superkondensatoren der KR-Familie von Eaton ersetzen Knopfzellenbatterien (und den Batteriehalter) für Echtzeit-Uhr-Backup-Strom und liefern eine Überbrückungs-Versorgung für batteriebetriebene Geräte, um Zeit für einen Batteriewechsel zu gewinnen. Die KR haben eine ausgezeichnete Lebensdauer in typischen 3,6-V-Systemen. Die Familie ist RoHS-konform.
5,5-V-Knopfzellen-Superkondensatoren mit hoher Kapazität in Industriestandardgehäusen. Die hohe Kapazität von 0,1 F bis 1,5 F ermöglicht es, kritische Funktionen bei Batteriewechsel oder Netzausfall in Systemen bis 5,5 V kontrolliert fortzusetzen oder abzuschließen.
Die Eaton KR-Familie ist in drei mechanischen Gehäusen nach Industriestandard erhältlich, in zylindrischer, horizontaler und vertikaler Bauform, jeweils mit sechs Kapazitätswerten von 0,1 F bis 1,5 F.
Die KW-Familie ist in zylindrischer Ausführung mit fünf Kapazitätswerten von 0,1 F bis 1,0 F erhältlich. Die KW-Familie ist für Temperaturen bis 85 °C ausgelegt.
Die hohe Energiedichte ermöglicht die Verwendung von kleinen Gehäusen mit 11,5 bis 21,5 mm Durchmesser und einer Dicke von 5 bis 8,5 mm.
Die extrem niedrigen Leckströme machen die Eaton-Knopfzellen ideal für batteriebetriebene Geräte, bei denen die Belastung minimiert werden muss, um die Betriebsdauer zu verlängern.
Alle Superkondensatoren der KR-Familie sind RoHS-konform, bleifrei und stellen am Ende ihrer Lebensdauer keine Entsorgungsprobleme dar.
Die KR- und KW-Serie eignet sich für die folgenden Anwendungen:
- Elektrizitätszähler
- Motorsteuerungen
- Solar-Wechselrichter
- Echtzeituhr (RTC) Backup
- programmierbare Steuerungen (PLCs)
- Bewässerungssteuerungen
Zusammenfassung
Superkondensatoren haben im Vergleich zu Akkus zwar eine geringere Energiedichte. In den meisten Anwendungen haben Akkus jedoch mehr Energie als benötigt wird und mehrere Nachteile, darunter:
- Sie brauchen zu lange zum Aufladen.
- Sie mögen es nicht, tiefentladen zu werden.
- Verschlechterung bei geringer Entladung – Memory-Effekt.
- Akkus müssen gewartet oder ausgetauscht werden.
Der Memory-Effekt ist den Benutzern von Mobiltelefonen nur allzu vertraut. Bei 365 Lade-/Entladezyklen pro Jahr müssen Akkus häufig ausgetauscht werden, was nicht nur die Lebenszykluskosten erhöht, sondern auch Umweltprobleme verursacht.
Superkondensatoren werden schnell als ideale Hauptstromquelle für Spielzeug, Fernüberwachungssysteme, Sender, Beleuchtung und Solarverkehrsschilder eingesetzt.
