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Ultrakondensatoren

Besonders robuste Energiespeicher

26. Oktober 2016, 15:34 Uhr | Von Wolf-Dieter Roth

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Zellen und Kondensatorbatterien (Module)

Maxwell hat viele Bauformen kreiert, die sich in der Industrie durchgesetzt haben und von anderen Herstellern ebenfalls übernommen wurden – von den klassischen zylindrischen Rundzellen der K2-Serie mit bis zu 3400 F Kapazität und max. 3 V Betriebsspannung bis hin zu zahllosen Modulbauformen mit 16, 48, 56, 64, 75, 125 oder 160 V Nennspannung. Darüber hinaus ist jede andere Nennspannung möglich.

Prädestinierte Anwendungen sind oft dezentrale Spannungsversorgungen mit starker Impulsbelastung. So finden Ultrakondensatoren Anwendung bei Starthilfen für Dieselmotoren – ob in Lkw, Baumaschinen oder Notstromaggregaten. Ein weiterer Einsatzfall sind Notstromversorgungen, die verzögerungsfrei bei Netzausfall übernehmen können und auch nach Jahrzehnten sicher ohne Batteriewechsel funktionieren. Dies ist selbst für vermeintlich einfache Applikationen wie die Beleuchtung von Notausgängen eminent wichtig. Bislang werden solche Einrichtungen oft von zentralen Batterieanlagen im Keller des Gebäudes versorgt, die nach einigen Jahren im Notfall versagen, wenn sie nicht ständig kontrolliert und ggf. erneuert werden.

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Andere Anwendungen sind das Abfangen von Spitzenströmen sowie die Energierückgewinnung in Aufzügen, Hybridfahrzeugen und sogar Straßenbahnen und Elektrobussen (Bild 5). Letztere können von einer Haltestelle zur nächsten fahren, um dort in der kurzen Haltezeit wieder vollständig aufgeladen zu werden.

In Containerhäfen und Lagern können Ultrakondensatoren Hafenkräne, Gabelstapler und andere Fahrzeuge versorgen. Hier sind sie den gängigen Akkumulatoren weit überlegen, da ihre Ladezeiten nicht in Stunden, sondern in Sekunden und Minuten gemessen werden. Zudem liefern sie hohe Impulsströme bis zu Tausenden von Ampere. Tatsächlich begrenzt nur die Erwärmung der Ultrakondensatoren eine mögliche repetitive Impulsbelastung. Ein Kurzschluss kann für die angeschlossenen Geräte und die Verbindungskabel kritisch werden, doch nicht für die Kondensatoren selbst. Außerdem ist ein Brand wie bei Lithium-Akkus weder durch Hitze, Überlast noch mechanische Beschädigung zu befürchten.

Ebenso innovativ sind Einheiten, die Windräder bei Böen schnell aus dem Wind drehen können oder beim Öffnen und Schließen der Türen in Flugzeugen helfen: Die hierfür kurzfristig notwendigen hohen Ströme würden bei konventioneller Verdrahtung ohne Zwischenspeicher unnötig Gewicht und Kosten verursachen. Mit Ultrakondensatoren indes wird die Energieversorgung wesentlich einfacher. Zudem kann die Tür so auch im Notfall ohne Bordnetz geöffnet werden. Im Automobil können sie ebenso Fensterheber, Türverriegelungen, Servolenkung, Gurtstraffer und andere elektromotorisch betriebene Aggregate unterstützen.

Literatur:

[1] Helmholtz-Doppelschicht: Wikipedia, de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Doppelschicht
[2] Superkondensatoren von Maxwell: www.hy-line.de/maxwell

Der Autor:

Dipl.-Ing. (FH) Wolf-Dieter Roth
studierte Nachrichtentechnik an der FH München und ist seit vielen Jahren als Fachjournalist, Buchautor und Ingenieur in der Industrie und in Fachverlagen tätig. Er ist technischer Redakteur bei Hy-Line Power Components.

power@hy-line.de