{{{sourceTextContent.title}}}

Supercondensatore (ultracondensatore) che immagazzina energia elettrica tramite la separazione delle cariche elettrostatiche

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Supercondensatore

{{{sourceTextContent.description}}}

Un supercondensatore (chiamato anche ultracondensatore o condensatore a doppio strato elettrico, EDLC) è un dispositivo avanzato di accumulo di energia che immagazzina energia elettrica attraverso la separazione di cariche elettrostatiche, anziché tramite le reazioni chimiche utilizzate nelle batterie convenzionali.

I supercondensatori offrono una densità di potenza molto elevata, una capacità di carica/scarica estremamente rapida e una durata di ciclo molto lunga, il che li rende adatti ad applicazioni che richiedono uno scambio rapido di energia, alimentazione di riserva di breve durata e supporto di potenza di picco.

Funzioni principali
I supercondensatori vengono utilizzati per:
·Accumulo di energia a breve termine
·Miglioramento della qualità dell’energia
·Stabilizzazione della tensione
·Livellamento dei picchi di potenza
·Supporto di alimentazione durante i picchi
·Recupero di energia rigenerativa
·Prolungamento della durata delle batterie
·Alimentazione di riserva per sistemi critici

Principio di funzionamento
A differenza delle batterie, che immagazzinano energia tramite reazioni chimiche, i supercondensatori immagazzinano energia in un campo elettrico tra gli elettrodi.
Durante la carica:
·Gli ioni si accumulano sulle superfici degli elettrodi.
·Si forma un doppio strato elettrico.
·L’energia viene immagazzinata elettrostaticamente.
Durante la scarica:
·Gli ioni immagazzinati tornano indietro attraverso l’elettrolita.
·L’energia elettrica viene rilasciata immediatamente.

Componenti principali
1.) Elettrodi
Materiali:
·Carbone attivo
·Nanotubi di carbonio
·Materiali a base di grafene
·Compositi di carbonio
Funzione:
·Forniscono un’ampia superficie per l’accumulo di carica
2.) Elettrolita
Tipi:
·Elettrolita organico
·Elettrolita acquoso
·Elettrolita a liquido ionico
Funzione:
·Consente il movimento degli ioni tra gli elettrodi
3.) Separatore
Funzione:
·Previene i cortocircuiti elettrici
·Consente il movimento degli ioni
4.) Collettori di corrente
Materiali:
·Alluminio
·Rame
Funzione:
·Trasferiscono la corrente elettrica dagli elettrodi
5.) Alloggiamento del modulo
Fornisce:
·Protezione meccanica
·Gestione termica
·Isolamento di sicurezza

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione della cella: 2,7–3,0 V
·Tensione del modulo: 12 V–1000 V+
·Densità energetica: 5–20 Wh/kg
·Densità di potenza: 1–10 kW/kg
·Efficienza: 95–99%
·Ciclo di vita: 100.000–1.000.000 di cicli
·Tempo di ricarica: da pochi secondi a pochi minuti
·Temperatura di esercizio: da -40 °C a +65 °C
·Manutenzione: minima

Vantaggi
·Ricarica estremamente rapida
·Ricarica in pochi secondi
·Gestisce correnti di carica elevate
Durata molto lunga
·Possibilità di milioni di cicli di carica/scarica
·Degradazione minima
Elevata potenza in uscita
·Fornisce rapidi picchi di energia
·Adatto a supportare i picchi di domanda
Elevata efficienza
·Perdita di energia molto bassa
·Efficienza di andata e ritorno fino al 95–99%
Ampio intervallo di temperature di funzionamento
·Funziona bene in ambienti difficili

Applicazioni tipiche
Sistemi di alimentazione
·Supporto di backup in corrente continua per sottostazioni
·Sistemi UPS di mantenimento dell’alimentazione
·Stabilizzazione della rete elettrica
·Compensazione delle cadute di tensione
Energia rinnovabile
·Livellamento dell’energia solare
·Controllo delle fluttuazioni dell’energia eolica
·Sistemi ibridi di accumulo di energia
Trasporti
·Autobus elettrici
·Frenata rigenerativa ferroviaria
·Veicoli ibridi
·Sistemi metropolitani
Applicazioni industriali
·Gru
·Ascensori
·Apparecchiature di saldatura
·Macchinari pesanti
·Sistemi di automazione industriale
Data center
·Alimentazione ponte per UPS
·Backup di breve durata
·Supporto per la sostituzione delle batterie

Norme applicabili
·IEC 62391 – Condensatori elettrici a doppio strato fissi
·IEC 62576 – Condensatori elettrici a doppio strato per veicoli elettrici ibridi
·IEC 61881 – Apparecchiature elettroniche ferroviarie
·UL 810A – Sicurezza dei condensatori elettrochimici
·Norme IEEE per l’accumulo di energia e i sistemi di alimentazione (a seconda dell’applicazione)

Riepilogo delle caratteristiche tecniche tipiche
·Tecnologia: EDLC / Supercondensatore ibrido
·Tensione della cella: 2,7–3,0 V
·Tensione del modulo: 12 V–1000 V+
·Densità di potenza: elevata
·Densità di energia: 5–20 Wh/kg
·Efficienza: 95–99%
·Durata di vita: 100.000–1.000.000 di cicli
·Tempo di ricarica: da pochi secondi a pochi minuti
·Applicazioni: supporto di alimentazione, backup, rigenerazione

Un supercondensatore è una tecnologia di accumulo di energia ad alte prestazioni che colma il divario tra i condensatori tradizionali e le batterie. La sua eccezionale densità di potenza, la risposta rapida e la durata di ciclo estremamente lunga lo rendono ideale per applicazioni che richiedono un rapido apporto di energia, la stabilizzazione della potenza e frequenti operazioni di carica-scarica.