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Ultra-Caps ersetzen 12-V-Batterien

Innovation und Wachstum

22. Juli 2019, 11:59 Uhr | Engelbert Hopf

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Automotive im Fokus

Im Rahmen der für die Studie angestrengten Vergleiche schlägt Skeleton Technologies den inzwischen zur Tesla-Gruppe gehörenden Ultrakondensatoren-Hersteller Maxwell Technologies sowie den ebenfalls in den USA ansässigen Wettbewerber Ioxus und belegt den ersten Platz im Testergebnis. Das Office of Naval Research hatte die Studie über die Eigenschaften von Ultrakondensatoren und Lithium-Ionen-Kondensatoren im Bereich der transienten Lastanwendungen in Auftrag gegeben.

Mit mehr als 10 kW/kg erwies sich dabei die Leistungsdichte der Ultrakondensatoren von Skeleton als höher als die der anderen Zellen im Test. Auch war die Wärmeentwicklung deutlich geringer, was sich positiv auf die Lebensdauer des Ultrakondensators auswirkt. »Die überlegenen Ergebnisse von Skeleton sind höchstwahrscheinlich auf die Verwendung von „Curved Graphene“ anstelle der Aktivkohle zurückzuführen, welche von den anderen Herstellern verwendet wird«, erklärten die Autoren der Studie.

Leistungsdaten, die sich auch beim Energieverbrauch von Aufzügen nutzen lassen. Anfang Juni dieses Jahres ist Skeleton eine strategische Partnerschaft mit dem spanischen Unternehmen Epic Power eingegangen. Ziel ist es, den Stromverbrauch von Aufzügen um bis zu 50 Prozent zu senken. Üblicherweise setzt sich das zu berechnende Gegengewicht im Aufzugbau aus der Lehrmasse der Aufzugkabine plus der halben Nutzlast zusammen. Das bedeutet, dass der Aufzug sowohl bei Abfahrt mit Last als auch bei Auffahrt der leeren Aufzugkabine über den Aufzugmotor Energie rückgewinnen kann.

Beim Einsatz von Bremssystemen wird diese Energie nicht genutzt. Eine regenerative Rückführung der Energie in das Netz ist nur über einen Frequenzrichter möglich. Als regenerative Lösung bietet sich hier die Rückführung und Speicherung der Energie durch das KERS (Kinetic Energy Recovery System) von Skeleton an. Bei einer erneuten Auffahrt mit Last ist die gespeicherte Energie aus dem Ultrakondensatormodul dann wieder abrufbar.

»Rund 640.000 installierte Aufzüge zur Personenbeförderung und 110.000 Lastenaufzüge waren in Deutschland 2017 in Betrieb, jährlich kommen etwa 20.000 Anlagen dazu«, erläutert Madiberk. »Selbst bei vorsichtiger Schätzung kommt man so auf mehrere Millionen Aufzugfahrten pro Tag – ein enormer Energiebedarf, der mit modernen Speichersystemen unterstützt werden sollte.«

Das KERS lässt sich sowohl bei neuen Anlagen als auch bei bereits bestehenden Aufzugsystemen installieren. In der Regel reichen die Anlagen bis zu einer Leistung von 15 kW aus. Wohnhäuser kommen mit einer Leistungsaufnahme von 500 W aus und benötigen deshalb keine Dreiphasenanlagen und keine USV für den Notfall. Sollte es zu einem Stromausfall kommen, so reichen die Batterien für 100 Fahrten aus.

»Ultrakondensatoren bieten eine hohe Leistungsdichte und eine erstaunliche Haltbarkeit. Mit optimierter Dimensionierung, Plug&Play-Funktionalitäten und dem bestmöglichen Wirkungsgrad durch SiC-basierte DC/DC-Wandler ist die Energierückgewinnung in Bremsanwendungen sehr sinnvoll« begründet Pilar Molina, CEO von Epic Power, die strategische Partnerschaft mit Skeleton.

Ein entscheidender Grund für den Aufbau einer Fertigung in Deutschland war für Madiberk von Beginn an die starke deutsche Automobilindustrie. Applikationen in diesem Bereich spielten für das estnische Unternehmen schon von Beginn an eine wichtige Rolle. Zuletzt hatte sich Skeleton vor allem neuen Lösungen im LKW-Bereich zugewandt. Noch in diesem Jahr wird wohl das erste Auto auf den Markt kommen, das Skeleton-Ultrakondensatoren einsetzt.

Auf dem diesjährigen Anwenderforum „Passive für Profis“ kündigte Madiberk Anfang Juli in seiner Keynote zudem an, dass Skeleton in Zukunft die 12-V-Batterie im Auto ins Visier nimmt und durch Ultrakondensatoren ersetzen will. Dazu soll bereits 2020 ein Konsortium entstehen, das namhafte OEMs zu einer Allianz zusammenschließt. Auf Nachfrage schloss Madiberk in diesem Zusammenhang auch eine Lizenzierungsmodell nicht aus, dürften die eigenen Fertigungskapazitäten in diesem Fall doch wahrscheinlich kaum ausreichen, um den Bedarf einer solchen Massenapplikation zu bedienen.