Суперконденсаторы - интересная альтернатива аккумуляторам и потенциальное будущее электромобилей
Ни для кого не секрет - электромобили жутко ограничены аккумуляторами. Аккумуляторы, по сравнению с бензином, достаточно хуёвый источник энергии. Заряжаются долго, стоят много, вес огромный, взрывоопасность куда выше. Да, зарядка электроэнергией дешевле, чем бензином, но даже у таксиста это окупается за 5 лет! Что уж говорить об обычных людях.
А самое главное - в аккумуляторах стагнация. Ничего нового за последнее время нет. Но сначала простенькая теория.
В бензине содержится 34 мега джоуля энергии на один литр. КПД двигателя 25 процентов, так что реально выходит 8 у.е. на литр энергии. А в батарее содержится максимум 2 у.е. на литр. Бензин заправляют 10 минут, а теслу заправят в лучшем случае за час или даже два, а если в гараже - так всю ночь.
Далее, аккумулятор физически представляет из себя такую конструкцию - подал ток, пошёл химический процесс внутри, что-то там с электролитом произошло, энергия накопилась. Потом подключил нагрузку - всё наоборот, опять химический процесс с электролитом пошёл, энергия выделилась. 500 раз туда сюда - и всё, пиздец наступил наполовину - от ёмкости осталось 50 процентов. И химический процесс идёт очень медленно.
Что ж за такая хуйня - суперконденсатор, он же ионистор. Физически это значит вот что - мы подаём ток на него, и тут же сам ток, то есть электрический заряд, без всяческих преобразований запрыгивает в этот суперконденсатор. Быстро и очень плотно. А потом, когда назад этот заряд нужен - он может с огромнейшей мощностью отдаться назад в сеть.
Например - тормозит машина - всю энергию запасли в этот суперконденсатор. Надо теперь разогнаться - взяли и очень быстро её потратили. То есть прямо сейчас в некоторых автомобилях эту штуку уже используют, если нужно часто то тормозить, то разгоняться. Причём количество циклов зарядки разрядки составляет сотни тысяч и даже миллионов, и заряжать и разряжать можно просто огромными токами.
Но, само собой, не всё идеально - общая ёмкость суперконденсаторов меньше чем у аккумуляторов, ток разряда неравномерный, ну и другая всякая хуйня, тем не менее, есть просто резкий прогресс в этой технологии за последние пару лет. И именно она позволит таки сделать электромобиль реальностью, а не игрушкой
В чём плюсы суперконденсатора в сравнении с аккумулятором?
• Мгновенно. Ионистор отлично справляется с пиковым пусковым током, накапливая и отдавая энергию практически мгновенно.
• Быстро. Заряжается не за час-другой, а за считанные секунды (поэтому, например, NASA применяет суперконденсаторы в космосе).
• Безопасно. Накапливает заряд на твёрдых телах, когда как литиевые батареи — в процессе химических реакций (обычно жидкостных).
• Надёжно. Коммерческие суперконденсаторы гарантируют 1 миллион циклов заряда, когда как обычные аккумуляторы — в среднем 800-1200 циклов.
• КПД. Суперконденсаторы отдают энергию с эффективностью порядка 98%.
• Выносливость. Устойчивость к экстремальным температурам и физическим повреждениям.
В чём минусы конденсатора в сравнении с аккумулятором?
• Низкая ёмкость. Самый большой коммерческий суперконденсатор в фарадах (F) накапливает лишь 20% от электрической энергии в сравнимой батарее.
• Не держит. Аккумуляторы предлагают намного больше плотности энергии на единицу массы, обеспечивая долгую автономность без внешнего питания.
• Саморазряд. Степень саморазряда существенно превышает таковую у самого слабого аккумулятора.
• Малоприменим. В итоге даже самый мощный суперконденсатор (обеспечивающий лучшую величину энергии) не сможет дольше минуты питать «аварийку» у заглушенного автомобиля и подсветку экрана у работающего телефона.
Теперь посмотрим что ж реально придумано в автотранспорте
http://autoexpert.com.ua/uploads/posts/2012-01/thumbs/132583...
Вот эта штука содержит суперконденсатор как батарея на 6 киловатт часов. На каждой остановке за пару минут она заряжается. Потом на одной зарядке можно ехать аж целых 8 километров.
За три с лишним года работы в Шанхае ни у одного Ultracap Bus не случилось ни одного отказа.
Запас хода 11-местных мини-автобусов на суперконденсаторах составляет 16 километров, главным образом за счет низкого расхода энергии - 0,16 кВт-ч на километр.
Удастся ли суперконденсаторам вырваться вперёд за ближайшие пару лет - никто не знает, но очень интересно понаблюдать, насколько это выгодная альтернатива батарейкам.