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egabriele
23-04-2012, 16:11
Non sono proprio batterie, ma possono essere un grosso supporto.
TAnto per informarvi, pare che la tecnologia dei supercondensatori sia arrivata agli Ultra condensatori.
La tensione della cella base e' sempre 2,7V, ma sono mettibili in serie fino a 370V.
Un esempio di dispositivo commerciale potrebbe essere un maxwell technologies BMOD0083P048V che alla modica cifra di 1500$ mette a disposizione 63 Farad alla tensione max di 48,6V. (BMOD0083P048 Maxwell Technologies Ultracapacitor - Richardson RFPD (http://www.richardsonrfpd.com/Pages/Product-Details.aspx?productId=836667))

Si caricano e scaricano molto piu rapidamente delle batterie ed hanno molti piu' cicli di carica/scarica garantiti.
Pero' le prestazioni (energia/peso energia/ingombro energia/costo) sono molto inferiori e la tensione in uscita non e' costante ma lineare (comunque sono condensatori).

La loro applicazione nel settore della potenza non e' di sostituzione alle batterie, ma di ausilio. Per esempio in una macchina l'energia base verrà sempre tenuta in una batteria, ma gli spunti e gli accumuli di frenata saranno gestiti da ultracondensatori.

In questo modo le batterie saranno meno sollecitate (dureranno di piu') e la ricerca tecnologica potra' trascurare le correnti di spunto per dedicarsi a migliorare le altre caratteristiche.

Non e' una tecnologia recentissima (negli anni 80/90 erano usate come batterie tampone per le autoradio per esempio), ma piuttosto recente (dopo il 2009) e' l'applicazione a sistemi di potenza.

livingreen
23-04-2012, 16:25
La loro applicazione nel settore della potenza non e' di sostituzione alle batterie, ma di ausilio. Per esempio in una macchina l'energia base verrà sempre tenuta in una batteria, ma gli spunti e gli accumuli di frenata saranno gestiti da ultracondensatori. Fa piacere che qualcuno ogni tanto usi il cervello, specie dopo che è passato di qui un fantomatico "esperto di supercondensatori" (che probabilmente ne aveva sentito parlare per la prima volta solo due minuti prima), che sosteneva l'esatto contrario... Le batterie le usava per gli spunti e l'energia base nei supercondensatori..

Sul resto, confermo... anche se poi nella pratica siamo ancora lontani dalle dichiarazioni pubblicitarie.
Uno dei tanti punti di forza starebbe nella capacità di caricare rapidamente grosse quantità di energia, evitando così che capiti come nelle batterie che si surriscaldano e ci rimettono in durata, se caricate in modo ultrarapido.
Nella realtà, in applicazioni su autobus è capitato proprio il contrario: quasi tre quarti dei bus hanno avuto il danneggiamento totale e conseguente sostituzione dell'intero pacco dei supercondensatori proprio a causa del surriscaldamento (non bisogna usare i supercaps oltre i 40°), mente le batterie hanno retto invece benissimo.

Da non sottovalutare che anche la ricerca sulle batterie avanza a passi da gigante... sono allo studio batterie con un limite teorico di 12 kWh per kg di peso...

Smilzo
24-04-2012, 15:43
... sono allo studio batterie con un limite teorico di 12 kWh per kg di peso...

Ti riferisci a quelle allo zolfo? A me sembra che l'innovazione stia nella struttura del carbonio... ne vedremo delle belle! :)

livingreen
24-04-2012, 15:51
No, io NON ho detto zolfo.... ma visto che *** Testo eliminato. Considerazioni polemiche fuori tema. nll ***

A me sembra che l'innovazione stia nella struttura del carbonioSì, qualcosa sul grafene sta uscendo... ma siamo lontanissimi da un utilizzo commerciale: siamo solo all'inizio della ricerca. Quanto ai supercondensatori, coi loro attuali 40 Wh per chilo, difficilmente daranno fastidio alle nuove batterie coi loro 12.000 Wh per chilo....

tecnonick
24-04-2012, 17:25
12.000 Wh per chilo???? e che è un mini reattore nucleare? ma quale batteria offrirebbe prestazioni simili?

livingreen
24-04-2012, 18:59
Esistono, esistono... La cosa più importante è che una batteria simile ha capacità energetica paragonabile alla benzina. Quindi...

tecnonick
24-04-2012, 20:07
e scusa, visto che sai che esistono dimmi quale coppia redox utilizzano!

livingreen
24-04-2012, 21:01
E' proprio quel che non voglio dire, se non si è ancora capito.

egabriele
24-04-2012, 22:07
Peccato. *** Testo eliminato. Considerazioni polemiche fuori tema. nll ***
Io mi sono riferito a prodotti commerciali, gia' usabili. Tu a quanto ho capito ti riferisci a qualcosa in fase di studio. QUanto fase di studio? Tra quanti anni prevedono la commercializzazione reale?
Chi ci sta lavorando (produttori di batterie o laboratori universitari)?

Per quanto riguarda gli ultracondensatori ho precisato che non possono competere con le batterie, ma coadiuvarle per aiutarle a superare alcuni limiti.

BesselKn
25-04-2012, 11:27
watt/ora
Che unità di misura è?

Plinio
25-04-2012, 19:42
Sono forse queste? IBM brevetta una batteria che respira | Chicche Informatiche (http://www.chiccheinformatiche.com/ibm-brevetta-una-batteria-che-respira/)

tecnonick
25-04-2012, 20:38
Sono ANCHE quelle, perchè se parliamo di BATTERIE è un conto, ma separliamo di CELLE A COMBUSTIBILE è un altro paio di maniche, perchè in tal caso (come in quello dell'ibm) avremmo a disposizione anche la cella aria-alluminio in grado di offerire potenze TEORICHE di 12kw/h per chilo, peccato che in tutti i casi in cui se ne è parlato promettono sviluppi dopo 20 anni, e con la tecnologia che abbiamo oggi a disposizione e considerata la struttura che hanno quelle celle 20 anni sai cosa sono? una presa per i fondelli.... Uno strato di carbone attivo in cui è fissato un catalizzatore, una membrana polimerica, un metallo in polvere misceltato con grani di grafite e immerso in un eletrolita gelificato fanno qulla fatidica cella da 12Kw. Nel caso di ibm abbiamo il litio, nell'laltro abbiamo l'alluminio, ma resta di fatto che a tuttoggi dopo oltre 70 anni di esperimenti non hanno ancora commercializzato nulla, e non perchè non sono risuciti a farle, infatti abbiamo brevetti su brevetti con tanto di prove e risultati eccellenti.

E riguardo la definizione di watt/ora in questo caso è plausibile visto che stiamo parlando di celle comprendenti non solo i metalli di reazione ma l'imballo, i supporti, l'elettrolita, e tutto ciò che serve a realizzarla, quindi alla fine sappiamo che un determinato peso in un determinato spazio ci potrà offrire TOT watt per tot ore.

egabriele
25-04-2012, 21:55
Che unità di misura è?

Potenza per il tempo che si riesce a fornire..... in pratica energia.
Da quando le batterie trovano applicazione su mezzi mobili, diventa sempre piu' importante lo spazio che occupano ed anche il loro peso.
Quindi parlare dire 1kWh per Kg significa che l'energia accumulabile da una cella di un Kg di quel tipo di batteria e' in grado di fornire 1 kw per 1 ora.
Cosi come si parla di energia per metro cubo.

PEr fare un confronto e capire QUANTO e' 12kwh Kg le diffuse batterie agli ioni di litio che usiamo abitualmente, hanno una densita' di circa 200 Wh per Kg.


ma resta di fatto che a tuttoggi dopo oltre 70 anni di esperimenti non hanno ancora commercializzato nulla, e non perchè non sono risuciti a farle, infatti abbiamo brevetti su brevetti con tanto di prove e risultati eccellenti.

Che intendi esattamente?

nll
25-04-2012, 22:14
tecnonik, non ti viene il dubbio che watt/ora non esiste? La potenza erogata dalla batteria (o, meglio, consumata) si esprime in Wh (wattora), ovvero quanti Watt per (=moltiplicato!) il tempo.

Considerando che la tensione è conosciuta, solitamente trovi indicato sulla batteria il valore espresso in Ah (Ampereora)

P.S.: egabriele, se "e' in grado di fornire 1 kw per 1 ora", significa che contiene (almeno) 1kWh, certamente non 1kW/h!

tecnonick
26-04-2012, 06:22
nl, e cosa credi che abbia detto nel mio post se non wh? ci vuole forse un maestro per farlo capire? a casa mia 1kw per ora significa che quella batteria eroga 1kw per un ora, non so a casa tua cosa significa.

Watt/ora per chilo è un unità che esiste eccome ed è l'unità per far meglio comprendere alle persone comuni la potenza che hanno a disposizione, e serve a quantificare quanta energia possono offrire le batterie FINITE non i Joule derivanti dalla reazione chimica, poi è ovvio che se una batteria dichiarata 12V 50A la sfrutto al massimo della sua potenza potrei tirare fuori 5kW per un tempo inferiore, ma questo sappiamo bene che non è un dato che non ci serve a niente vista la resistenza della cella e altri problemi che deriverebbero dal sfruttare al massimo una batteria. Morale della favola: I comuni mortali che non hanno una conoscenza sufficiente della materia credo che capiscano meglio quando gli dici che questa batteria ti può tenere accesa una lampada da 1000 Watt per un ora, o avete qualcosa in contrario? ci sarà pure un motivo se al pubblico viene indicata questa misura no? o sono tutti imbecilli quelli che descrivono certi accumulatori nei loro siti produttori? cosa mi cambia se dico che una batteria mi offre 12V 50A per un ora o 600 Watt per un ora?

BesselKn
26-04-2012, 06:46
ci vuole forse un maestro per farlo capire?
Be', la mia maestra d'aritmetica non sarebbe tanto contenta se vedesse che confondo la divisione con la moltiplicazione...
Perché W/h è ben diverso da Wh = W*h.

tecnonick
26-04-2012, 06:51
aaaaaaaaaaa manco lo avevo capito che il riferimento era alla "/", adesso ti posso dare ragione, però quella solitamente è una forma di abbreviazione che viene comunemente usata e la comprandono tutti, perchè tutti sanno che non esiste watt fratto ora :)

un pò troppo puntiglioso, non sapevo di essere a sQuola qui :)

Anzi, visto che vogliamo fare i puntigliosi, non va bene nemmeno il titolo della discussione, infatti Ultra (Super) condensatori (http://www.energeticambiente.it/pile-e-batterie/14747869-ultra-super-condensatori.html) va modificato in Ultra E Super condensatori (http://www.energeticambiente.it/pile-e-batterie/14747869-ultra-super-condensatori.html), perchè ultra e super sono due tipologie di condensatori molto differenti l'una dall'altra! scritto in questo modo alle elementari significa che Utra sta per Super, quindi uguali!

egabriele
26-04-2012, 07:39
Ringrazio BesselKn per la precisazioni.

HAMMURABY
03-05-2012, 20:21
Si potrebbe pure accennare sia ai supercap "drogati", ovvero anodo in carbonio composto con atomi metallici;
Sono chiamati pseudocapacitori,e....portano piu di 40Wh/kg; portano gia piu del gel-piombo.

Il dimensionamento IDEALE resta comunque quello strettamente necessaria a recuperare la frenata.…
rendendola disponibile subito dopo per l accelerata successiva

Comunque lo scopo dei Capacitori (che comprende flywheel e hydrostatic)
e' SOLO ed esclusivamente quella di gestire questi picchi di potenza AUTOGENERATI
come un alimentazione secondaria e bidirezionale
(con i capacitori usati come Puffer/polmone devono avere la precedenza di carico-scarico!)

Poi, l alimentazione primaria E'UN ALTRA FUNZIONE,e potra' essere anche monodirezionale...
E potra essere bioICE, metano, redox (monodirezionale ed equalizzata e quindi anche piombo-gel), o celle a combustible

lucusta
17-11-2012, 19:53
Sono ANCHE quelle, perchè se parliamo di BATTERIE è un conto, ma separliamo di CELLE A COMBUSTIBILE è un altro paio di maniche, perchè in tal caso (come in quello dell'ibm) avremmo a disposizione anche la cella aria-alluminio in grado di offerire potenze TEORICHE di 12kw/h per chilo

il teorico sull'alluminio e' 8,7KWh/Kg... solo il litio e il boro sono, con il teorico e spurio (contando solo l'elemento e non altri reagenti, prodotti e invettive meccaniche) a 12 e 16,4 KWh/Kg.
ergo, se si vuole una cella chimica a 12KWh/Kg ci si deve proprio impegnare, visto che gia' solo il prodotto di combustione spurio dei due atomi piu' leggeri della tavola periodica sta' su questo limite (il berillio farebbe 18.8, ma purtroppo e' leggermente troppo tossico solo per pensare di usarlo in ambito civile)... per "l'oltre ogni limite" ci si deve dedicare solo alle reazioni nucleari, la chimica finisce praticamente li'.

pero' mi hai incuriosito, tecnonick ;)

zegalvis
14-02-2013, 22:09
Da qualche tempo mi sto interessando all'accumulazione di energia per via cinetica attraverso l'uso di accumulatori a volano sottovuoto a levitazione magnetica.
Un singolo volano garantirebbe potenze specifiche di certo non trascurabili, con una concomitanza di molte virtù che superano di gran lunga le capacità delle migliori tecnologie di accumulazione elettrochimica.
Il cruccio di questi sistemi è racchiuso nel più che problematico ed inevitabile effetto giroscopico che ne precluderebbe l'uso nel campo degli autotrasporti, a meno di non posizionare 2 volani in rotazione antisenso reciproca oppure assicurando una totale libertà di movimento dell'asse di rotazione del volano rispetto al veicolo.

In ambito domestico non si presenta il problema dell'effetto giroscopico quindi, sarebbe un'ottima alternativa agli accumulatori elettrochimici che vengono usati per stoccare l'elettricità prodotta attraverso impianti di normale micro-produzione casalinga.

Qualcuno è al corrente sullo stato di messa a punto di questi sistemi?
Googlando non ho trovato granché, solo post vecchi in più forum oltre l'ormai consunta voce wikipediana, già numerose volte interpellata.

lucusta
15-02-2013, 14:48
molto ha studiato la GM, con un suo prototipo di auto da corsa.
era una ibrida particolare:
motori elettrici, turbina a gas come generatore, una particolare dinamo della siemens per "succhiare" energia dalla turbina, ed un sistema di accumulo dato da un motore siemens con una elevatissima efficienza callettato ad un volano doppio in composito (controrotante) sottovuoto.
le ricerche furono bruscamente interrotte quando un prototipo del volano esplose; nell'incidente ci rimise la vita un tecnico.
conservare l'energia cinetica e' molto piu' difficile che farlo in modo capacitativo o chimico...

zegalvis
16-02-2013, 11:11
So però che alla possibilità di esplosione del volano si è posto rimedio inserendo nel contenitore esterno un'armatura di carbon-kevlar o altro simile materiale composito e che per ovviare alla possibilità di incidentali guasti meccanici si potrebbe optare per volani che immagazzinano e rilasciano energia attraverso l'induzione elettromagnetica sfruttando poi l'elettricità estratta attraverso normali motori elettrici, mentre la ricarica potrebbe essere affidata ad apposite strutture, magari affogate nel piano stradale o nelle aree di sosta oppure ancora attraverso un normale cavo elettrico di adeguato diametro.
Il problema maggiore starebbe nel costo dei volani che viste le elevatissime velocità di rotazione necessiteranno di una precisione di non poco conto nel processo di costruzione.
Un'imperfezione micrometrica può portare a conseguenze distruttive per un volano che ruota a 50-60'000 giri al minuto.

lucusta
16-02-2013, 16:40
il prototipo che ti descrivevo era appunto con queste caratteristiche, ma immagazzinare centinaia di Kw in energia inerziale e' comunque difficile e pericoloso.
per portarti un semplice esempio calcolai che l'energia stivata in una stilo alcalina AA e' sufficente a far alzare 100Kg di oltre 1 metro, se espressa istantaneamente... sono 3W; pensa ad un'energia di qualche centinaio di KW racchiusa in un componente meccanico che se ha un minimo problema puo' andare in 1000 pezzi esplodendo!
il volano di quel prototipo girava a 100.000 rpm (il motore siemens attaccato aveva un rendimento del 99%);
e' difficile trovare appunti su questo prototipo per il web... era degli anni '90.

mariomaggi
16-02-2013, 17:12
zegalvis,
molti anni fa avevo scritto quest'articolo sui supervolani (http://www.mmmm.it/doc/A2.pdf), dopo averli venduti ed affrontato molte discussioni tecniche in merito.
Da allora la situazione non e' molto cambiata, ci sono grandi progetti ma solo poche migliaia di applicazioni attive in tutto il mondo.
Ciao
Mario

lucusta
16-02-2013, 19:37
ci ho messo un po' a ricordare:
non era GMC ma Chrysler, ed il prototipo si chiamava Patriot ed era del 1992.
uno studio di auto da corsa a propulsione ibrida: una turbodinamo a gas a regime costante; le variazioni di potenza, in piu' oi in meno, venivano servite da un generatore ad inerzia (il sudetto volano della SatCon Corporation con motore siemens); la trazione era elettrica.
qualche dettaglio:
Chrysler Patriot hybrid-electric racing car (http://www.allpar.com/model/patriot.html)

maxtecnico
19-12-2013, 17:19
Ho appena acquistato supercondensatori 400F 2,7 volt,
integrero' la mia batteria impianto solare 24V 200A,
intanto faccio esperimenti a 12volt per avviamento auto etc,
(costo attuale circa 9,50 euro x condensatore)
avete esperienze da condividere?

uforobot
19-12-2013, 18:10
Perché usare supercondensatori ?
Ci sono già i normalissimi accumulatori delle automobili che sono già supercondensatori !

maxtecnico
19-12-2013, 22:53
rapida capacita' di accumulo carica e scarica illimitata, risposta rapida a richieste alte di energia (es: il picco di avvio di motori condizionatore\frigo con risparmio della capacita' chimica della batteria...... penso.....
il mio banco condensatori e' simile a questo, (per capire le caratteristiche, ma a 24volt dimezza capacita', ovviamente comprati singoli e montatti cosi'.)
http://www.mouser.com/catalog/specsheets/bus-elx-ds-10105-xvm-module-9.pdf

HAMMURABY
23-12-2013, 17:45
mah... non sottovaluterei i Lic specialmente nella ricarica veloce...
http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/20362

jumpjack
28-12-2013, 09:48
avete esperienze da condividere?

Sì: me ne hanno regalati 20 qualche mese fa... e non so cosa farci :-( , perchè non riesco a trovare un DC/DC convert buck/boost per lo scooter e i circuiti per mantenere bilanciati i condensatori, che sono molto più delicati delle batterie, e se li carichi troppi si rompono irrimediabilmente.

Però non capisco l'utilità nel campo fotovoltaico, non ci sono questi gran picchi di corrente, nè in carica nè in scarica.

Furio57
29-12-2013, 20:50
Ciao a tutti!

Non sono proprio batterie, ma possono essere...
Ciao Gabriele esiste anche il "BatCap" della Xstatic sembrerebbe un misto fra un super consensatore ed una batteria che però si carica in tempi brevissimi il BatCap 300 può fornire quando carico 300 Ampere per 5 secondi! Non male!
Ecco il link della Xstatic

Ecco un link in inglese dei Supercondensatori vs Batcap e più precisamente che cosa è Capacitor vs. BATCAP (http://www.aveoforum.com/forum/f84/capacitor-vs-batcap-7263/)

Che ne pensate?
Salutoni
Furio57

riccardo urciuoli
03-01-2014, 12:44
Aireccomi! Come al solito spengo (o meglio cerco di spegnere) i facili entusiasmi...

Ho letto velocemente un po' di documenti linkati e fatto due conti; vista la relativa fretta magari controllateli...

I super/ultra cap sembra possano arrivare a 10/30 Wh/kg, ma se ho ben capito questo è il imite della 'chimica', non comprende involucro, connettori ecc ecc. Un po' come parlare di 150Wh/kg per il litio...

Io invece ho fatto due conti su prodotti disponibili sul mercato, eccovi quindi il confronto tra ultra cap Maxwell presi dal link in post precedente e le celle LiFeYPO4 Winston/GWL da me comprate per la mia auto elettrica.

.........................Ultracond vs celle litio......Pacco ultracond 165F vs monoblocco litio 60Ah
E [Wh/kg]................ 6!..........83..........................4!!!...... .....................67
E [Wh/l] .................7.6!.......135................... .....3,65!!!.........................95

Quindi stiamo parlando di densità di energia dalle 14 (per celle/cond singoli, in Wh/kg) alle 26 (per i pacchi, in Wh/l)volte superiori con il litio!

Ho calcolato la densità riferita sia al volume che al peso perchè, ovviamente, sono entrambi parametri vincolanti nell'automotive. Notare lo svantaggio dei pacchi Maxwell, dovuto forse alla forma cilindrica dei supercap singoli.

Che dire? Io dico che per ora me ne infischio dei super cap, visto che nello stesso spazio potrei mettere celle talmente sovradimensionate da dimenticare anche qualsiasi ipotetico problema di carica/scarica veloce (spunti, frenata rigenerativa ecc)

Aaahhh quasi dimenticavo! Parliamo di costo?

Il prezzo del pacco grande Maxwell non è dato, ma quello da 83F (27Wh) costa 1500$ (circa 1100€), quindi circa 40€/Wh.
Dal sito GWL se invece prendo il costo di celle o monoblocchi singoli (se ne compro un po' il prezzo unitario cala) è di circa 0,3-0,34€/Wh.

Vi faccio l'ultimo confronto: il prezzo/Wh degli ultra cap è 120 volte maggiore del litio!

Ma di cosa stiamo parlando? Spero qualcuno trovi al più presto dove ho sbagliato a fare i conti...

PS: per le monoblocco Winston ho considerato il peso reale da me misurato di 11,5kg; il dichiarato è di 13kg.

HAMMURABY
08-01-2014, 08:04
beh in effetti se lo scopo e' accumulare, di certo hai ragione...

ma l'utilizzo dei condensatori ha delle sue applicazioni particolari; di certo ridimensionate dalle Lib (litio battery).
Tuttavia lo scopo dei condensatori e' quello di fornire-assorbire picchi di potenza;
quindi gli utilizzi dipendono anche da scelte "industriali" tenendo conto di tre caratteristiche
(la prima "relativamente" poco interessante)

1) la possibilita' di fornire picchi di potenza a vari gradi sottozero

2) la possibilita di cedere ed assorbire il 90% dell energia necessaria ai mezzi pesanti ad alta densita di Stop&Go su fonte primaria ICE (a bordo) o fastfill-fastcharge da rete smart
(ideale per bus urbani, raccolta rifiuti e consegne ultimo miglio IN CITTA)

3) l'altissima durabilita in cicli a picchi pesanti come "buffer" (polmone) a protezione/efficientamento della fonte energetica primaria che potrà essere essere ad esempio da batterie
Ni-NaCl (II°tipo) o Zinco-aria (I°tipo, maricaricabili in stazione di servizio).......
Le quali hanno un ottima capacita energetica, ma un erogazioni lineare....

http://www.intechopen.com/download/g.../pdfs/id/20362

q (http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/20362)uindi il paragone dovrebbe essere tra
LITIO Vs. Condensatori+ zinco-aria (o celle I°tipo one way)

riccardo urciuoli
08-01-2014, 18:58
Ok, mi hai fatto venire in mente un altro aspetto importante che avevo dimenticato...

Le batterie dichiarano una certa capacità per tensioni comprese tra un min e un max 'vicini'.
I super/ultra cap dichiarano la capacità teorica (1/2 C Vquadro)!

Quindi la capacità utilizzabile è molto minore, sia se usati (molto ipoteticamente) da soli, visto che non si può portare V a 0V, ancora più se usati in parallelo a batterie: della C teorica si userebbe una piccola frazione!

Quindi ripeto: di cosa stiamo parlando? Se metto in parallelo alle batterie una C molto minore assorbiranno solo picchi molto veloci, che possono essere 'smorzati' anche in altro modo... invece quello che ci preoccupa, cioè correnti elevate o molto elevate ma che possono durare qualche secondo (spunto, regen) andrebbe a finire ancora nelle batterie...

A meno di spendere un cifrone in supercap, ma allora visto che non sono nè più leggeri nè più piccoli nè più economici delle batterie... perchè non dovrei aumentare la capacità delle batterie direttamente, spendendo meno e ottenendo ugualmente una maggior robustezza ai picchi?

Insomma, credo ci sia molto da aspettare ancora, per lo meno a livello 'privato'... e comunque per come la vedo io se restano limiti sulle tensioni di utilizzo (sia max che min!) e restano una certa durata sia in cicli (enorme) che in anni (mica tanto) a me sembrano poco più che batterie costosissime...

L'unica differenza concettuale, se ho capito bene, dovrebbe essere che non ci sono reazioni chimiche nell'elettrolita?

jumpjack
08-01-2014, 20:28
Ok, mi hai fatto venire in mente un altro aspetto importante che avevo dimenticato...

Le batterie dichiarano una certa capacità per tensioni comprese tra un min e un max 'vicini'.
I super/ultra cap dichiarano la capacità teorica (1/2 C Vquadro)!

Quindi la capacità utilizzabile è molto minore, sia se usati (molto ipoteticamente) da soli, visto che non si può
portare V a 0V, ancora più se usati in parallelo a batterie: della C teorica si userebbe una piccola frazione!.

E' per questo che serve un DC/DC buck and boost: un SC non ha problemi, a differenza di una batteria, ad arrivare a 0V, ma per metterlo in parallelo a una batteria da 60V servono 20-30 SC in serie; ma una batteria oscilla di soli 5-10V tra completamente scarica e carica, quindi in un SC a 60V resterebbero inutilizzati 50 costosissimi Volt!
Se invece usi uno o piu' SC da 2,7V e 1000F, puoi sfruttare per intero il range di tensione, perchè il DC/DC tira fuori 60V costanti partendo dai 0-2,7V, almeno idealmente;magari almeno due SC in serie però servono, così il DC/DC non deve lavorare fino a 0 volt.

riccardo urciuoli
09-01-2014, 08:37
quindi che facciamo, aggiungiamo al pacco trazione costosi, ingombranti e 'perdenti' (nel senso che hanno rendimenti comunque <1) DC-DC? A parte che non credo ne esistano che partano da quasi 0V... comunque hanno un range di variazioni di Vin limitato... inoltre se leggi il data sheet NON è vero che gli SC, almeno quelli linkati, possono andare a 0V, o per lo meno il numero esagerato di cicli garantito è tra Vnom e Vnom/2, cioè usando solo il 75% della capacità teorica

jumpjack
09-01-2014, 10:38
quindi che facciamo, aggiungiamo al pacco trazione costosi, ingombranti e 'perdenti' (nel senso che hanno rendimenti comunque <1) DC-DC?
Che vuoi da me? I sistemi a SC funzionano così.
Pero hanno poco senso su mezzi piccoli ed economici, ne hanno di più su autobus e auto da corsa.

riccardo urciuoli
09-01-2014, 16:47
no appunto a livello di ricerca possono permettersi gli SC, in impieghi pratici direi ancora no. Comunque un DC-DC che alzi la tensione di decine di volte e con correnti elevate... credo proprio non esistano!

lucusta
11-01-2014, 14:51
esistono, e con rendimenti (sempre spostati nella situazione di massima fornitura d'energia) accettabili... circa 98%; il loro problema e' che a valori di reogazione inferiori il rendimento cala inesorabilmente... insomma, puoi erogare potenze nell'ordine dei 10-15KW con rendimenti di trasformazizone/inalzamento del 98%, ma se prendi uno di quelli da 15KW e gli vuoi far fornire 1KW solamente, lo fara', ma con un rendimento che supera di poco il 50%, quindi un'altro KW se ne va' in calore.

costo assurdo, comunque.

era la mia idea di utilizzare una monocella LSP da 35Kg (7KWh) ed un DC-DC step-up per ottenere una 70ina di V e 5KW (circa 5Kg); con 40Kg si otteneva un accumulatore da 5.5KWh (reali, ossia da carico a DOD 80%), senza BMS e senza neppure un CB ulteriore.. ma sarebbe costato quanto un pacco LiFePO4 da 200Kg, e con una richiesta intermedia di energia avrebbe sviluppato la meta' dell'energia utile, visto che lo step-up si sarebbe mangiato il resto in rendimento....

pero'... con uno step-up a supercondensatori con una frequenza realmente elevata (arrivando ai ghz... ma esistono mosfet a 1ghz?)...

si vedra' con il progresso tecnologico.

PS: nelle competizioni invece avrebbe senso; in quelle situazioni si starebbe sempre a massima erogazione di potenza, e poche volte in situazioni in cui il rendimento e' scarso, ma la robbustezza e' sicuramente superiore.

jumpjack
11-01-2014, 17:00
Comunque un DC-DC che alzi la tensione di decine di volte e con correnti elevate... credo proprio non esistano!
Non ho mai trovato niente oltre i 600W, perlopiù si trovano da 100-150W.
Mi chiedo se sia possibile metterne semplicemente 10 in parallelo, semplicemente separanoli tramite diodi. E spendendo un migliaio di euro... :-(

riccardo urciuoli
11-01-2014, 18:51
ma l'approccio non può essere questo... complicare così tanto solo il pacco trazione...

comunque mi riferivo anche al range di Vin, non solo alla potenza in uscita.

serbat
26-07-2014, 05:34
Ciao
Ma cosa ne pensate di questo sistema invece da interporre fra un pacco batterie per accumulo da fotovoltaico e la rete elettrica per gestire il passaggio da rete a batterie e vice versa, non potrebbe eliminare le micro interruzioni da passaggio fra un sistema e l'altro che tipicamente si aggira sui 10-15ms
Che ne dite?

riccardo urciuoli
26-07-2014, 09:47
a parte il costo, da come la descrivi (non sono esperto) sembra si tratti dell'interruzione dovuta all'intervento di circuiti diversi... quindi non cambierebbe.

jumpjack
26-07-2014, 17:52
Perchè scomodare un SUPERcondensatore? 15 ms a 3000 W sono 0,0125 Wh, o 45 joule;

serbat
27-07-2014, 17:35
Si ok, stavo cercando di capire se si poteva trovare un sistema per eliminare quelle micro interruzzioni che si creano da un passaggio da un sistema all'altro, tutti piu/o meno dicono che con quel tempo( 10 - 15 ms ) le apparecchiature non si accorgono di niente, per me invece a lungo andare qualcosa prima o poi capita.

Magari è solo sufficiente interporre un stabilizzatore di corrente, voi che ne pensate?

riccardo urciuoli
27-07-2014, 22:17
io non credo sia per niente facile un sistema che eviti quelle microinterruzioni. Si chiamano gruppi di continuità e non c'entrano molto coi supercap.

serbat
28-07-2014, 09:49
Si i gruppi di continuità sono ovvi, ma siccome ho già un pacco batteria da 20Kw come storage non verrei avere ulteriori batterie solo per un passaggio di pochi millisecondi vorrei capire se uno stabilizzatore sopperisce a questo problema, visto che nella documentazione solitamente lo consigliano anche per le micro interruzioni, allora cercavo conferme patriche

egabriele
28-07-2014, 10:53
La rete e' a 50Hz cioe' fa cicli sinusoidali di 20 ms, quindi un buco di 15 ms non e' neanche un ciclo completo.
Ti assicuro che tutti i componenti elettronici CE tollerano tranquillamente buchi del genere senza nessun malfunzionamento, ne peggiorando l'affidabilità (devono superare prove apposite in tal senso).
Quindi non mi preoccuperei.

riccardo urciuoli
01-02-2015, 22:23
link recente da altro 3d:
http://www.maxwell.com/images/documents/K2_285V_DS_3000619EN_2.pdf

BesselKn
01-02-2015, 23:35
gruppi di continuità e non c'entrano molto coi supercap. Si può sostituire il banco elettrolitico (ovvero le batterie) di un tipico UPS a doppia conversione (AC/DC-DC/AC) con un banco a supercap, con la differenza più evidente - non da poco - che per sostituire il singolo condensatore, per dire da 4700 μF 450 V, servono almeno 160 supercap da 2,85 V in serie (in quanto devono sopportare la tensione del banco DC). Poi segue tutta una serie di vantaggi/svantaggi...

Riccardo Giuliani
04-06-2015, 17:02
---

Mi inserisco nell'uso di supercondensatori abbastanza "leggeri".
Ad esempio con i diodi led: faretti per bicicletta a led. Carica veloce e buon mantenimento della luminosità per qualche ora.
.
Scusate la banalità, ma... che ne dite?
Se non altro meglio che cambiar pile o buttare ricaricabili dopo un po... :closedeyes:

...

riccardo urciuoli
04-06-2015, 17:39
direi proprio di no, è un impiego tranquillo a corrente costante e bassa. Io ho NiMh in uso da 4-5 anni e più senza peggioramenti sostanziali per impieghi non gravosi

gugli
17-01-2016, 19:35
ciao a tutti , casualmente girando su you tube mi sono imbattuto su questi video, e, dato che qualche tempo fa avevo cercato di informami sui super-cap,
e avevo capito che erano comunque molto cari.
ammetto che non ho letto questo 3d, ,ma cercavo solo il posto dove postare questi 2 link , che mi sono sembrati oltre che interessanti e degni di nota ,
anche sintomo che il costo potrebbe scendere.

https://www.youtube.com/watch?v=Ar3C5JgzhgE

https://www.youtube.com/watch?v=gTt_YBzJ_Dk

cosa ne pensate? (magari dopo cena leggo con calma tutto quello che avete gia scritto , e scusate se magari ne avete gia parlato).

egabriele
17-01-2016, 22:02
cosi' su due piedi penserei alla bufala. l grafene e' un "cristallo" di carbonio alto una molecola. Non credo sia assimilabile a carbone tritato fine.

lucusta
18-01-2016, 15:39
http://www.wired.it/tv/produrre-grafene-basta-un-frullatore/ Produrre grafene? Basta un frullatore - Wired
https://www.youtube.com/watch?v=KbsEaKOSSXg

prendi grafite pirolitica (grafite pura, non addizionata ad argille, la vendono anche in gessetti, chiamata mica);
la trituri grossolanamente;
la metti in un frullatore con acqua e sapone;
prendi il surnatante (la parte superiore, che galleggia, che sara' di colore grigiastro);
a questo punto si deve pulire e raccogliere (servirebbe una centrifuga ed acqua bidistillata);

dovresti ottenere grafite nell'ordine di 100-1000 strati, che non e' grafene, ma si avvicina molto a questo.
la grafite, come il carbone, ha densita' di 1,8kg/l, ma quando e' compattata; quando esfoliata, ossia in pochi strati, un sacco da 50 litri pesera' si e no 1kg.
ecco, quando avrai un sacco di polvere di grafite che ti pesa cosi', ci potresti fare degli ultracapacitatori allo pseudo grafene.

per fare un buon condensatore sono necessarie una enorme superficie elettroconduttiva e un ottimo isolante, il dielettrico, ma i supercondensatori utilizzano polvere di carbone attivo (microporoso) ed elettrolita, come mostrato nei video.
questo perche' l'isolazione avviene inglobando il sale nei pori attivi (il principale utilizzo del carbone attivo e' proprio la purificazione); pori e sale vengono isolati dall'acqua per solvatasi, e l'acqua di per se e' isolante.... certo non conviene agitarlo.

la stessa cosa non puo' avvenire con la grafite (o grafene), in quanto non ha pori attivi; il grafene ha solo in vantaggio di aumentare esponenzialmente la superficie, molto piu' del carbone attivo (viene venduto proprio in base a questa, rapportandola al peso; un buon carbone attivo ha 2000m2/g), ma a quel punto devi utilizzare un dielettrico, e di solito si usano sali terziari di litio, in quanto il litio ha la modesta proprieta' d'infilarsi tra' uno strato e l'altro di alcuni reticoli lamellari come appunto e' la grafite ed il fosforo nero (che ultimamente sta' diventando molto piu' studiato del grafene per il suo piu' alto gap d'isolazione naturale).
fatti cosi' si hanno gli ultracondensatori ibridi al litio.
http://www.ilsole24ore.com/art/tecnologie/2013-06-14/batteria-super-energetica-211400.shtml?uuid=AbsXQ74H
questi dovrebbero essere costruiti secondo la ricetta indicata.

gugli
18-01-2016, 17:10
Grazie delle risposte , anche se per le mie conoscenze in materia sono già un po' troppo complesse (o magari sono semplicemente io che mi perdo)
ma una cosa non ho capito:
quei video, che alla fine in modi diversi fanno la stessa cosa,

sono dei fake completi, nel senso che non funziona, o se lo fa, è con rese ridicole?

o

funzionano nei termini in cui fanno vedere, ma non sono dei super cap, ma sono semplicemente degli accumulatori?

o

andrebbero fatti in altro modo, simile ma non quello?

lucusta
18-01-2016, 17:27
sono dei supercap, anche se credo che difficilmente riusciresti ad ottenere una costanza nella produzione...
i supercap al carbone attivo non devono essere caricati a piu' di 1-1.5v, in quanto, se ci fosse un punto caldo, un corto, potrebbero produrre incandescenza con la conseguenza di generare vapore, facendoli scoppiare e non credo che farsi scoppiare una cosa in faccia a 100°C del vapore, contenente soda concentrata e tizzoni incandescendi sia piacevole.

e' un giochetto pericoloso, a mio avviso.

di per se i supercap non hanno una enorme capacita' energetica, non piu' di una pila alcalina AA da 1,5V, ma pesandone come minimo 10 volte di piu'; sono pericolosi perche' hanno una elevata potenza specifica.
come ogni condensatore rilasciano grandi quantita' di carica se cortocircuitati.
fatti in casa non puoi avere uno standard di produzione, e non ci sarebbero molte applicazioni per affari del genere custom e senza uniformita'...
quelli commerciali non costano tantissimo.... il ragazzo del vidieo fa' vedere il costo di un ultracap (80$), che pero' ha anche un voltaggio di cella di 2.5V e 50A 0.27Wh:
http://www.wima.cn/EN/supercap_r_1.htm
non credo che con il suo esercizio di stile sia riuscito a raggiungere effettivamente quelle caratteristiche, e comunque non andrei a prendere quelli....

se avesse guardato gli ultracap maxwell si sarebbe chiesto se ne valeva la pena:
http://www.ebay.com/bhp/maxwell-capacitor (http://rover.ebay.com/rover/1/711-53200-19255-0/1?ff3=4&pub=5574866635&toolid=10001&campid=5337187574&customid=&mpre=http://www.ebay.com/bhp/maxwell-capacitor)

uno da 350F lo vendono a 7$...

ricercando materiale mi e' arrivato sottomano la roba fatta da riccarco signirelli (quello che "pettinava" i nanotubi di carbonio al MIT).
la sua tecnologia non supera le altre in capacita', ma in operativita':
capacitatori (da laboratorio) fatti con la sua tecnologia possono accumulare 15Wh/kg, superiori ai migliori supercap (fermia 5wh/kg) ma lungamente inferiori agli ultracap ibridi al litio (100wh/kg, anche se questi non sono ancora sl mercato, e non lo saranno per anni, se mai diverranno commerciali); la differenza e' nei cicli operativi:
superiore al milione di cicli, contro i 500.000 dei supercondensatori e i 10.000 degli ultracap.
a vederla cosi' non sarebbe una grande novita', visto che 100x10.000 e' piu' o meno uguale a 15x1.000.000;
le prestazioni migliori pero' le offrono nella potenza massima disponibile:
100kW/kg dei fastcap contro 0.7kW/Kg (presunti) degli ultracap al litio.
in situazioni in cui c'e' necessita' di compensare picchi di alta potenza non e' male.
in pratica sarebbero molto molto molto piu' robusti (e capaci di operare a 150°C fino a massimo 200°C).


ma non sono prodotti commercializzati.

egabriele
18-01-2016, 21:28
A parte i link a wired e youtube (generalmente fonti non affidabilissime da un punto di vista scientifico...) mi sembri molto preparato : li usi per lavoro i super cap?
In pratica dici che l'interfaccia conduttore isolante sono i sali e l'acqua nei pori del carbone attivo, e avendo questo una superficie equivalente enorme, porta ad una grossa capacita'.
Pero' non mi torna : e' vero che l'acqua pura e' praticamente isolante.... ma l'adsorbimento dei pori del carbone ce la fa a lasciare solo acqua pura? e se si, se il condensatore non e' completamente sigillato, avra' una vita veramente bassa.

lucusta
18-01-2016, 22:48
no, ma giocando con la chimica ho usato quasi tutti i giorni il carbone attivo per le purificazioni dei prodotti...

non mi sono spiegato bene sulla solvatazione:
https://it.wikipedia.org/wiki/Sfera_di_solvatazione
come avviene per la dissoluzione dei sali ionici in acqua si forma un guscio di molecole d'acqua (molecole polari) attorno ai singoli ioni e su questo altri gusci (a pelle di cipolla);
intevengono forze deboli.
nei supercapacitori gli ioni penetrano nei pori, attratti dalla polarizzazione dell'elettrodo, e poi le cariche vengono isolate con lo stesso principio; dopo diverse "pelli" le forze ioniche sono troppo deboli per innescare una migrazione dello ione (attratto dalla controparte sull'altro elettrodo);
per i miei usi l'agitazione, l'intima mescolanza (o il passaggio multiplo fino ad esaurimento dell'attivita' del carbone), e' la migliore situazione (conta che si effettuano studi sulla migliore tipologia di carbone da adottare, e di solito si ricircola su una cartuccia gia' confezionata); per questo uso credo che pero' l'agitazione provocherebbe la desolvatazione dello ione, permettendone la migrazione e quindi otterresti una elevata autoscarica che innescherebbe un riscaldamento.
probabilmente i supercap commerciali utilizzano interfacce gel o molto viscose per evitare una mescolanza dovuta all'agitazione od alle vibrazioni.

la porosita' del carbone non ti garantisce acqua pura (intesa come assente da quasi tutti i sali, come la bidistillata passata in osmosi...magari), ti garantisce solo una elevata captazione di ioni, quindi cariche opposte sulle sue piastre, mentre l'isolamento ti e' garantito dalla piccola "pelle" di acqua (pura) che si forma sull'interfaccia carbone/elettrolita/carbone.
e' per questo che hanno, tra' l'altro, elevata potenza:
appena chiudi il circuito l'equilibrio viene rotto, lo ione viene respinto e torna nell'elettrolita; di conseguenza l'elettrolita rilascia uno ione dall'altra parte per inteccettare lo ione opposto.
il passaggio e' immediato, come il pendolo con le biglie (il pendolo di newton) e lo potresti fare con tutti gli ioni sche sono a contatto con l'interfaccia, quindi tutti gli ioni disposti vicino alla superfice del poro del carbone.
per i supercap cosi' fatti non esistono dati sulla resistenza alle vibrazioni...
un supercap e' piu' vicino ad una pila chimica che ad un condensatore elettrostatico, ma fatta al rovescio:
la membrana di separazione e' il piccolo strato lambente di acqua che solvata gli ioni intrappolati;
gli elettrodi sono le piastre che sorreggono il carbone;
il carbone e' l'inibitore di movimento delle cariche (che sulla pila e' il feltro inumidito di acido solforico);
il mezzo di trasporto delle cariche e' comunque l'elettrolita.

come per una cella al piombo acido, senza acido non funziona, come non funziona bene se non ha la giusta concentrazione iniziale di ioni...

ho usato quei link per semplicita' estrema ;)

egabriele
19-01-2016, 22:16
HO un acquario e conosco il carbone attivo in quel senso.
E anche a me il processo descritto nei video mi ricorda le pile alluminio-aria, anche se li il carbone e' appunto in aria e non in acqua.

Beh, non credo che l'autocostruzione sia particolarmente utile per risparmiare o per ottenere chissa' che prestazioni. Ma e' una esperienza sicuramente interessante. Grazie per il tuo intervento chiarificatore.

P.S. altra domanda: ma invece di una soluzione acida o alcalina, non sarebbe possibile utilizzare qualcosa tipo cloruro di sodio come elettrolita?

lucusta
20-01-2016, 19:16
dipende dalla grandezza dello ione; piu' e' grande meno sara' elevata la sua mobilita';
con NaOH, KOH o H2SO4 diluiti hai ioni decisamente piccoli, ma anche NaCL non e' male, solo che questo ha anche una costante di dissociazione salina; non so', puo' essere che non puoi andare oltre una certa concentrazione (o sotto una certa temperatura) per problemi di cristallizzazione....
comunque sarebbe tutto da testare, per trovare la migliore coppia ionica e soprattutto la sua concentrazione...

egabriele
20-01-2016, 21:25
comunque sarebbe tutto da testare, per trovare la migliore coppia ionica e soprattutto la sua concentrazione...

Piu' che cercare la migliore, pensavo a qualcosa che non comporti attenzioni particolari di sicurezza...

lucusta
21-01-2016, 19:33
purtoppo elevata reattivita' (a T ambiente) e sinonimo di elevata pericolosita' (corrosivo, irritante o tossico o esplosivo).
diversamente si sarebbe usato l'acido fluoridrico in tante circostanze, cosa che non e' mai opportuno fare.
si dovrebbero usare molecole ben piu' grandi e di dubbia mobilita', ma il bello dell'ingegneria dei materiali e' che su due piedi non puoi dare nulla per scontato.