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Energiespeicherung der Zukunft

Die stille Kraft der Superkondensatoren


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Arbeit in aller Stille

Superkondensatoren werden fast überall eingesetzt. Es ist kaum möglich, eine vollständige Liste der Anwendungen zu erstellen. Vom Shanghai-Bus-Experiment, einer Flotte von Bussen, die nur von Superkondensatoren angetrieben werden, bis hin zu intelligenten Zählern und der Energiegewinnung, sind alle Applikationen denkbar.

Sicherlich ist es ihre Fähigkeit, hohe Lade- und Entladezyklen aufrechtzuerhalten, die Superkondensatoren ideal für private und öffentliche Elektrofahrzeuge und Maschinen zur Speicherung und Wiederverwendung von Energie macht. Darüber hinaus sind sie immer dann in Anwendungen vertreten, wenn Leistungsspitzen abgedeckt werden müssen. So könnte der Audioverstärker von HiFi-Liebhabern eine Superkondensatorbank enthalten, die in der Lage ist, Kilowatt-Spitzenleistung an den Basslautsprecher abzugeben – beispielsweise wenn Ferruccio Furlanetto die tiefen Töne in Don Quichotte intoniert. Ein Smart Meter hingegen enthält höchstwahrscheinlich einen Superkondensator, der bei der Übertragung gespeicherter Daten über das GPRS-Modul Spitzenleistungen liefern kann. Und wenn Sie als Technik-Freak das Lamborghini-Projekt »Terzo Millennio« verfolgen, werden Sie bemerkt haben, was für eine wichtige Rolle Superkondensatoren bei der Motorisierung dieses ganz besonderen, elektrisch angetriebenen Sportwagens spielen.

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 Eine Superkondensatorbank des Herstellers Powerbox
Bild 3. Eine Superkondensatorbank des Herstellers Powerbox.
© Powerbox

Sicherheit ist ein weiterer Vorteil von Superkondensatoren. Das ist der Grund, aus dem sie die erste Wahl sind, wenn Back-up- oder Spitzenleistung in einer begrenzten Umgebung benötigt wird. Kritische Anwendungen, die in unwirtlichen oder engen Umgebungen betrieben werden, sind streng reguliert in Bezug auf chemische oder andere gefährliche Risiken und reduzieren bzw. verbieten sogar bestimmte Arten von Speichern, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus. Aus Sicherheitsgründen müssen solche Anwendungen über ein Power Back-up verfügen, dessen Speicherzeit lang genug ist, um Alarme und Sicherheitsabschaltprozesse auszuführen. Unter diesen schwierigen Bedingungen werden herkömmliche Akkus durch Superkondensatorbänke ersetzt, deren Werte für allgemeine Anwendungen zwischen einigen Farad und 200 F liegen können (Bild 3).

Was bringt die Zukunft?

Wie beschrieben, schreitet die Superkondensatortechnik sehr schnell voran. Die Herausforderungen, die sich aus der Frage nach Energiespeicherung ergeben, sind höchstwahrscheinlich der Bereich, in dem die unmittelbareren Vorteile der Nanotechnologien bei der Umsetzung in Superkondensatoren am schnellsten zu sehen sein werden.

Abschließend sei noch auf die interessanten Forschungstätigkeiten der University of Central Florida zur Kombination von Verteilerkabeln mit der Kapazität von Superkondensatoren hingewiesen. Assistant Professor Jayan Thomas vom NanoScience Technology Center hat einen Weg gefunden, einen normalen Kupferdraht zu verbessern, um ihn in ein Superkondensatorkabel zu verwandeln. Basierend auf der Nanowhisker-Technik kann er den Standard-Kupferdraht in einen Superkondensator verwandeln, der große Mengen an Energie speichern und liefern kann.

So werden Superkondensatoren still und leise zu einer der vielversprechendsten Komponenten für die Zukunft. Viele Power Designer implementieren bereits heute Energielösungen auf Basis von Superkondensatoren. Doch angesichts dessen, wie schnell die Forschung voranschreitet und vor welch großen Herausforderungen die Menschheit aufgrund des Klimawandels steht, ist es durchaus denkbar, dass Superkondensatoren in nicht allzu ferner Zukunft das Herzstück moderner Energielösungen sein werden.

 

Literatur:

Howard I. Becker: »Low voltage electrolytic capacitor«, US Patent US2800616A, https://patents.google.com/patent/US2800616A/en
Robert A. Rightmire: »Electrical energy storage apparatus«, US Patent US3288641A, https://patents.google.com/patent/US3288641A/en?oq=US3288641A
Elon Musk speech at Cleantech 2011 in San Francisco, https://youtu.be/hTBZGWEzR_E

 

Der Autor

 

Patrick-LeFevre von Powerbox
Patrick-LeFevre von Powerbox.
© Powerbox

Patrick Le Fèvre

ist in Frankreich geboren und aufgewachsen. Er studierte Elektrotechnik, Mikroelektronik sowie industrielles Marketing und erhielt 1982 sein Di¬plom. Seitdem ist er im Bereich Stromversorgungen tätig. Nachdem er seine Laufbahn bei Micro-Gisco – heute Convergie – begann, zog es ihn 1996 zu Ericsson nach Schweden. 2015 wechselte er zu Powerbox in Gnesta, Schweden, wo er heute als Chief Marketing and Communications Officer arbeitet.

patrick.le-fevre@prbx.com

 


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