Сучасні тенденції розвитку та застосування конденсаторів
Електрохімічні конденсатори багато років застосовуються у багатьох країнах на вантажних автомобілях та автобусах для запуска двигунів внутрішнього згоряння. З появою гібридних автомобілів, застосовуються у якості швидкого накопичувача та віддачі енергії. Дозволяють ефективно використовувати енергію гальмування. Так біля 400 автобусов компанії GILIG і 200 автобусів компанії NEW FLYER обладнані конденсаторами для стартерного запуску двигуна і експлуатуються в Денвері (штат Колорадо) і Бостоні (штат Массачусетс). Планується випускати “Е” мобіль з електромеханічною трансмісією та з використанням конденсаторів у Росії.
Проходять успішні випробовування конденсатори на автобусах без двигунів внутрішнього згоряння сумісного китайсько-американського виробництва.
До переваг конденсаторів відноситься
Велика потужність, довговічність, швидкий заряд та розряд, простота обслуговування, низький рівень саморозряду та безпечність експлуатації, можливість роботи у широкому діапазоні високих та низьких температур.
У електрохімічних конденсаторах використовується активований пористий вуглець. Імпульсні конденсатори мають велику енергоємність.
Для отримання необхідної напруги та великої потужності конденсатори з’єднуються у батареї або модулі.
Рис. 20. Розташування двох лужних плоских конденсаторних батарей ємністю 4,8 Ф у “Е” мобілі
Рис.21 . Конденсаторний модуль 20ЭК501-29
Характеристика конденсаторного модуля 20ЭК501-29 Таблиця № 1.
Параметри |
20ЭК501-29 |
Робоча напруга, В, не більше при плюс 50°С при плюс 25°С при мінус 50° С |
27,5 29,0 32,0 |
Мінімальна напруга при відсутності струму та при збереженні при температурі від -50°С до + 50°С, В, не меньше |
8 |
Ємність (С), Ф, не меньше при плюс 50°C при плюс 25°С при мінус 50°С |
300 300 250 |
Віддаваєма енергія (Ер) при плюс (25±10)°С і розряду на навантаження 0,1 Ом в діапазоні напруг26-13 В, кДж *, не меньше |
48 |
Струм розряду при 25 В і температурі плюс 25±10°С, мА, не більше |
6 |
Час зниження напруги при відсутності струму при температурі от -50 до +50°C, не меньше Від напруги 27,5В до 22В Від напруги 22В до 18В Від напруги18 до 8В |
24 годин 6 місяців 3 роки |
Габаритні розміри (довжина x ширина x висота), мм, не більше пластмасовый корпус металевий корпус |
350x195x194 330x173x190 |
Маса, кг, не більше |
18,0 |
Робочий інтервал температур, °С |
Від -50 до +50 |
Температура зберігання °С |
Від -55 до+ 60 |
Діапазон напруг при роботі паралельно з акумуляторною батареєю
Режими зарядки і розрядки 20ЭК501-29 Таблиця № 2.
Тип модуля |
Режим зарядки |
Пауза |
Режим розрядки |
||
Струм, А |
Напруга (U0), В |
Час, С |
Опір навантаження, мОм |
Кінцева напруга, В |
|
20ЭК501-29 |
5 |
26,0 |
5 |
100 |
13,0 |
Рис. 22. Конденсаторний модуль 30ЭК404-45
Характеристика конденсаторного модуля 30ЭК404-45 Таблиця № 3.
Параметри |
30ЭК404-45 |
Робоча напруга, В, не більше |
45 |
Максимальна робоча напруга, В |
48 |
Мінімальна робоча напруга, В |
22,5 |
Напруга в буферному режимі при плюс (20±5)°С, В |
43,5 |
Мінімальна напруга при відсутності струму і при збереженні при температурі від -50°С до +60°С, В, не меньше |
27 |
Ємність (С), Ф, не меньше при плюс 50°C при плюс 25°С при мінус 25° при мінус 50°С |
400 400 360 300 |
Віддаваєма електроенергія (Ер) при плюс (25±10)°С і розряду на навантаження 0,15 Ом в діапазоні напруг45-22,5 В, кДж, не меньше |
227 |
Час зниження напруги при відсутності струму при температурі от -50°С до +50°С, не меньше: Від напруги 45 до 33 В Від напруги 33 до 27 В |
24 години 3 місяці |
Габаритні розміри (довжина x ширина x высота), мм, не більше |
560 x 219 x 245 |
Маса, кг, не більше |
37 |
Робочий інтервал температур, °С |
от -50 до 65 |
Температура зберігання, °С |
от -50 до + 70 |
Режими зарядки і розрядки 30ЭК404-45 Таблиця № 4.
Тип модуля |
Режим зарядки |
Пауза |
Режим розрядки |
||
Струм, А |
Напруга (U0), В |
Час, с |
Опір навантаження, мОм |
Кінцева напруга, В |
|
30ЭК404-45 |
5 |
45,0 |
5 |
150 |
22,5 |
Рис. 23. Конденсаторна установка "Тарзан" для стартерного запуску двигунів потужністю до 750 кВт в умовах низьких температур
Конденсаторна установка "Тарзан”для запуску двигунів Таблиця № 5.
Параметри |
Значення параметра |
Робоча напруга, В |
29-9 |
Максимальна робоча напруга, В, не більше |
32,0 |
Мінімальна робоча напруга, В |
8,0 |
Запас енергії у діапазоні робочих напруг, кДж |
194 |
Запас енергії в діапазоні напруг 26-13В, кДж |
127 |
Внутрішній опір, Мом, не більше при температурах: (25±2)°С -(30±2)°С |
6 8 |
Максимальна потужність при робочій напрузі, кВт |
35 |
Саморазряд (зниження напруги, заряженного до 26В устройства запуску за 24 години при відсутності струму), В, не більше |
2 |
Габаритні розміри, мм |
554x209x417 |
Маса, кг |
43 |
Діапазон робочих температур, °С |
-50…+50 |
Термін зберігання устройчства запуску, років, не меньше |
5 |
Амортизаційний ресурс, років, не меньше |
15 |
Мінімальне напрацювання в границях амортизаційного ресурсу, циклів |
300 000 |
Рис. 24. 11-містні мікро-автобуси Sinautec Automobile Technologies на суперконденсаторах та з зарядкою від 5-кіловатних фотоелектричних генераторів, з запасом ходу 16 кілометрів, при витратах енергії 0,16 кВт-г на кілометр (фотографії Sinautec Automobile Technologies)
Сучасні тенденції розвитку та використання сонячних батарей
Зменшення запасів нафти та газу та збільшення цін на енергоресурси, примусило шукати інші альтернативні дешеві джерела енергії.
Окрім використання енергії води, вітру все більше застосування отримують сонячні батареї в транспортних засобах. Енергія сонячних батарей дає можливість приводити в рух транспорні засоби з невеликою масою.
Рис. 25.Загальний вигляд транспортного засобу з сонячними батареями