{"id":11853,"date":"2022-02-02T09:50:16","date_gmt":"2022-02-02T09:50:16","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/?p=11853"},"modified":"2022-02-02T09:50:17","modified_gmt":"2022-02-02T09:50:17","slug":"ultrakondensatorer-for-fleksibel-stromforsyning-i-krevende-transportapplikasjoner","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/no\/transport-no\/ultrakondensatorer-for-fleksibel-stromforsyning-i-krevende-transportapplikasjoner\/","title":{"rendered":"Ultrakondensatorer for fleksibel str\u00f8mforsyning i krevende transportapplikasjoner"},"content":{"rendered":"\n

Str\u00f8mforsyning for transportapplikasjoner skaper mange teknologiske utfordringer. Batterier har lenge v\u00e6rt den eneste energikilden for motorstart. Blybatterier lenge har v\u00e6rt det eneste tilgjengelige alternativet, men vi ser n\u00e5 nye variasjoner av ulike kjemiske kombinasjoner og produksjonsmetoder som har forbedret energitettheten og redusert vekten p\u00e5 disse. <\/p>\n\n\n\n

Som en f\u00f8lge av \u00f8kende ombordsinformasjon og Wi-Fi-tilkoblinger har moderne trikker og tog v\u00e6rt med p\u00e5 \u00e5 \u00f8ke kravene til str\u00f8mkapasitet p\u00e5 disse batteriene. Ettersom flere tog blir hel-elektriske har dette behovet fortsatt og \u00f8kt. Driftsmilj\u00f8et byr ogs\u00e5 p\u00e5 sine egne utfordringer, og disse er ofte knyttet til motoroppstart ved lave temperaturforhold – en utfordring for de fleste batteriteknologier.<\/p>\n\n\n\n

I denne artikkelen ser vi n\u00e6rmere p\u00e5 hvordan ultrakondensatorer kan v\u00e6re en b\u00e6rekraftig og komplement\u00e6r energikilde for ulike bruksomr\u00e5der innen transport.<\/p>\n\n\n\n

UIike massetransportsystemer<\/h2>\n\n\n\n

I dag er vi mer og mer klar over v\u00e5r energibruk og hvordan vi kommer oss fra A til B. Store investeringer blir pumpet inn i i nye lettbaner for jernbanestransport, busser og offentlig transportsystemer, samt i eksisterende jernebanestruktur, fordi kunder vil ha alternativer til trafikkaoset p\u00e5 veiene.<\/p>\n\n\n\n

De fleste tettsteder har enten implementert eller planlagt nye offentlig transportsystem for \u00e5 redusere trafikkaos i byene og for \u00e5 redusere forurensing.<\/p>\n\n\n\n

Design av slanke, raske, energibesparende transportkj\u00f8ret\u00f8y bestemmer trekkraften, totalvekt og b\u00e6reevne til energilagringskomponentene.<\/p>\n\n\n\n

Str\u00f8mforsyningenes utfordringer<\/h2>\n\n\n\n

Batterier er en ideell kilde til energimobilitet, men de kan ikke alltid tilfredstille kravene som settes av krevende og moderne transportapplikasjoner. For \u00e5 kunne passe toppstr\u00f8mbelastninger kreves det ofte flere batterier enn normale belastningsforhold, noe som legger til mer vekt og \u00f8ker ladetiden. Batteristr\u00f8mbanker er ofte store og trenger betydelig lenger ladetid, noe som igjen p\u00e5virker den operasjonelle tilgjengeligheten. Batteriene er ogs\u00e5 begrenset av omgivelsestemperatur, spesielt ved lave og h\u00f8ye temperaturer.<\/p>\n\n\n\n

Som en f\u00f8lge av batterienes interne ekvivalente serieresistans (ESR) kan noen av batteriene sakte selv-utlades. ESR er ogs\u00e5 med p\u00e5 \u00e5 begrense maksimumsniv\u00e5et en str\u00f8m kan levere, noe som resulterer i at batteriet varmes opp.<\/p>\n\n\n\n

En annen ting \u00e5 tenke p\u00e5 n\u00e5r det kommer til batteri er deres livssyklus. Sjekk og rutinevedlikehold er n\u00f8dvendig. Typisk har de begrenset driftslivstid, og egenskapene for \u00e5 lagre en fullstendig ladning og levere en full belastning blir etterhvert betydelig redusert.<\/p>\n\n\n\n

Et annet viktig aspekt er begrensningene de har i lave temperaturomr\u00e5der. De mister kapasiteten sin n\u00e5r temperaturen synker og de kan ikke brukes i ekstrem kulde.<\/p>\n\n\n\n

For elektriske busser og trikker vil batterikapasiteten bestemme operasjonsrekkevidden. Rekkevidden kan utvides med regenerative bremsekonsepter som henter energi fra drivemotorer n\u00e5r kj\u00f8ret\u00f8yet bremser. En betydelig mengde energi produsereres over en relativt kort periode. For \u00e5 kunne dra nytte av denne metoden trenger man en prosess som raskt lagrer energien som produseres.<\/p>\n\n\n\n

Figur 1 viser ytelsen av blybatteri og litium ion-batterier sammenlignet med en ultrakondensator.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Figur 1 – sammenligning av to popul\u00e6re batteriteknologier for transport og en ultrakondensator (Kilde: Supreme Power Solutions)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Nyere innovasjoner i kondensatorteknologi har f\u00f8rt til design av relativt kompakte kondensatorer med h\u00f8y kapistansverdi, s\u00e5kalte superkondensatorer eller ultrakondensatorer. Disse kondensatorene har eksepsjonelle energi-til-vekt-karakteristikker (se figur 1) og de har blitt et alternativ for energilagringssapplikasjoner innen transport. Med deres h\u00f8ye str\u00f8mtetthet, rask ladning og h\u00f8y str\u00f8mutladningsegenskaper, kan ultrakondensatorer tilfredsstille behovet for motorstart, toppbelastningfunksjoner og regenerativ energiladning.<\/p>\n\n\n\n

Ultrakondensatorer er godt egnet for transportystemer<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ultrakondensatorer er h\u00f8yfunksjonskondensatorer med kapistanseverdier i flere titalls og hundretalls farad. En ultrakondensators kapistanserekkevidde er p\u00e5 flere tusen farad. De oppf\u00f8rer seg som vanlige elektrolyttkondensatorer, som har muligheten til \u00e5 raskt lade og utlade. Men, med en lav intern resistans og energiladningsfunksjon kan de minne om et ladbart batteri. Dette er grunnen til at ultrakondensatorer raskt har utviklet seg til p\u00e5 bli et levedyktig enerilagrinsmedium som i noen tilfeller har potensiale til \u00e5 erstatte tradisjonelle batterier.<\/p>\n\n\n\n

Ultrakondensatorer, fra spesialistleverand\u00f8ren Supreme Power Solutions (SPSCAP), har en aktivert karbonbekledning og en organiske elektrolytter.<\/p>\n\n\n\n

Denne tiln\u00e6rmingen gir en kondensator med h\u00f8y ytelse, lav inter resistans, lav lekkasje og p\u00e5litelige karakteristikker. En por\u00f8s, aktivert karbonelektrolytts h\u00f8ye overflateomr\u00e5de og ladeoperasjon ved et tynt lag elektrolytter lager et elektrisk dobbeltlag for kondensatoren.<\/p>\n\n\n\n

Ultrakondensatorens ulike bruksomr\u00e5der innen transport er:<\/p>\n\n\n\n