Ultracondensatore ad alta densità di potenza per auto elettriche e pannelli solari

Densità di potenza Ultracapacitor

La densità di potenza di un condensatore è la quantità di potenza che può produrre per un dato volume. Ad esempio, i condensatori hanno una densità di potenza maggiore rispetto alle batterie in quanto sono in grado di fornire energia molto più velocemente di quanto possano fare le batterie. Un piccolo condensatore può avere una densità di potenza molto più alta di una batteria di grandi dimensioni, anche se una batteria può avere una densità di energia più alta. In altre parole, la potenza è il tasso di utilizzo dell'energia. La densità di potenza di un condensatore è solitamente espressa come energia potenziale per grammo o per unità di volume.

L'energia immagazzinata nel condensatore: E=½ CV2 dove C è la capacità (F) e V è la tensione di carica.

Energia necessaria: 85 kWh
Tensione di carica V=600

Permesso relativo k=16 milioni (Questo è il valore più alto per la costante dielettrica riportato in letteratura aperta.

Area di un condensatore monostrato
A=20cm x 20 cm=400 cm2
Spessore del dielettrico
t=20 x10-6

Per un'unità di 85 kWh la capacità totale (detta capacità geometrica) è:

  • C= 2E/V2 = 2 x 85 000 x 3600/(600)2= 1.700 F
  • Capacità 1 strato: (=Ԑ0*kA/t): 0,2832 F/layer 
  • Densità energetica: 5.900 Wh/lit 
  • Energia specifica Densità: 1.734 Wh/kg 
  • Densità di potenza gravimetrica Ultracapacitor | la frequenza è 1: 7.780 W/kg 
  • Peso totale del dispositivo di accumulo dell'energia solo strati sovrapposti: 49 kg

Lo scarico dipende dal carico:

Ci sono molti vantaggi dei dispositivi a stato solido rispetto alle batterie agli ioni di litio (nessun inquinamento ambientale, milioni di cicli di carica e scarica e carica molto veloce per citarne alcuni) l'unico svantaggio del super condensatore è l'incapacità di mantenere la tensione costante durante il ciclo di scarica sotto carico.

La tensione nel super condensatore diminuirà costantemente e il tasso di diminuzione della tensione dipende dal carico.

Carichi più elevati causano una caduta di tensione più veloce. La soluzione a questo problema è la realizzazione di unità di potenza superiore ad alta densità di energia.

Dispositivo per l'accumulo di energia a strato singolo su base ceramica.

Innovativa ceramica/metallo con 16 milioni di costante dielettrica.

Con super condensatori ad alta densità di potenza (kWh/kg) così elevati, sarebbe possibile mettere a bordo diverse unità e scaricare una unità dopo l'altra fino a quando la tensione in ogni unità scende al di sotto di un certo valore.

In questo modo sarà possibile mantenere alta la tensione durante l'intera durata della batteria. Questo può essere fatto facilmente utilizzando l'elettronica moderna di oggi.

"Abbiamo già raggiunto una costante dielettrica di 16 milioni, che è il valore più alto mai riportato in letteratura aperta. Ora dobbiamo trovare un equilibrio tra la tensione di carica e lo spessore dello strato".

A causa della natura del materiale (la carica è immagazzinata sulla superficie del dielettrico/metallo) la carica del condensatore dipende dalla potenza da immagazzinare. Se la potenza è bassa (diversi kWh) la carica viene effettuata in pochi secondi.

Se l'energia è elevata, ad es. 50 o 80 kWh, la ricarica può richiedere diversi minuti, a condizione che la stazione di ricarica abbia tensione e corrente sufficienti. La carica di diversi strati, come già dimostrato nel nostro laboratorio, hanno mostrato una carica completa degli strati in meno di un secondo.

Batterie agli ioni di litio autoscaricanti:

L'autoscarica della batteria agli ioni di litio si scarica di circa il 5% nelle prime 24 ore e poi perde l'1-2% al mese; il circuito di protezione aggiunge un altro 3% al mese. In generale, l'autoscarica di tutte le sostanze chimiche delle batterie aumenta a temperature più elevate, e il tasso di autoscarica raddoppia tipicamente ogni 10°C (18°F).

Una notevole perdita di energia si verifica se una batteria viene lasciata in un veicolo caldo. L'elevato numero di cicli e l'invecchiamento aumentano anche l'autoscarica di tutti i sistemi.

Prevista autoscarica dell'ESD degli UltraCaps:

L'autoscarica del supercondensatore è simile alla batteria agli ioni di litio, tranne che l'effetto della temperatura è minore e il dispositivo dovrebbe essere in grado di mantenere la carica fino a 20-30 giorni. EEStor sostiene che la loro unità di essere in grado di conservare l'energia elettrica per 2 o 3 mesi.

UltraCap Energy Ltd.

UltraCap Energy Ltd è stata costituita con l'obiettivo di sviluppare dispositivi di accumulo di energia ecologica o "batterie". Ora, sviluppati al 60%, questi dispositivi rivoluzionerebbero il modo in cui l'energia elettrica viene immagazzinata e trasportata. Con soli 4 minuti di ricarica, un veicolo elettrico che utilizza la nostra batteria sarebbe in grado di guidare fino a 480 chilometri di distanza, superando l'attuale carica lenta delle batterie agli ioni di litio.

Sede

  • 160 Strada della città
  • Casa di canapa
  • Londra EC1V 2NX
  • Regno Unito

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