Hace poco leí un artículo... que parecía indicar que los "supercondensadores" empiezan a acercarse a las densidades energéticas de las baterías para algunas aplicaciones.
Es posible que existan nichos de aplicación en los que esto sea cierto (aunque no se me ocurre ninguno tras una rápida reflexión), pero incluso para las baterías "de uso cotidiano" aún les queda mucho camino por recorrer en lo que respecta a la densidad de masa o de energía.
PERO Como se puede ver a continuación, tienen unas especificaciones absolutamente fantabulosas que las baterías no pueden igualar. Por ejemplo, 1.000.000 de ciclos de vida, 1000A+ de corriente de descarga máxima, 100A de corriente de prueba...
Las modernas baterías de NimH de gama alta tienen densidades de energía casi iguales a las de las típicas células de LiIon. Utilizaré una pila NimH AA típica para la comparación, pero los resultados serían similares para las pilas Lion o LiPo. LiFePO4 tiene quizás la mitad de densidad energética que LiIon, pero incluso LiFePO4 es mucho más densa energéticamente que las buenas supercaps.
Por ejemplo, una pila AA (14500) NimH pesa unos 33 g y proporciona unos 2500 mAh a 1,1 V de media. Eso es conservador. Energía = 2,5 Ah x 3600 s/hr x 1,1V = 9900 Joule.
Digamos 10.000 julios.
Un condensador descargado de Vmax a Vmax/4 entrega 15/16 de su energía (ya que E= 0,5 x C x V^2).
Así, la descarga de un condensador de, digamos, 2,7 V a unos 0,675 V utiliza la mayor parte de la energía almacenada y sigue siendo una tensión lo suficientemente alta como para hacer funcionar un convertidor elevador. Un convertidor elevador a unos 0,6 V tiene una eficiencia menor que a >= 1 V, pero la eficiencia puede ser aceptable si acceder a los julios almacenados es más importante que maximizar la eficiencia.
E = 0,5 x C x V^2 x 15/16 = 9900 entonces
C = E x 2 x 16/15 /V^2 = 2897 F
Digamos ~= 2500 a 3000 F a 2.7V.
Los Digikey más baratos de esa gama son Serie Maxell K2
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2000 uF = 61mm dia x 102 mm largo 360 g $55/1, $ 44/250
3000 uiF = 61mm dia x 138 mm largo 510 g $60/1
AA Nimh = 14mm dia x 50mm largo 33 g $3/1 ?
Ciclo de vida
Cap - 1.000.000
NimH - 500
Corriente de cortocircuito - Amp (también abs máx para tapones)
2000 F 1500 A
3000 F 1900 A
Nimh ... 10 A
Toperate C max/min
Cap +65 / -40
NimH -45 / 0
Vidas:
Se indica una vida útil de 1.000.000 de ciclos, pero la vida útil modificada por la temperatura puede ser el factor limitante. Las hojas de datos de varias marcas declaran una vida útil de 10 años a 25 C, con el efecto habitual de la ecuación de Arrhenius de reducir a la mitad la vida útil por cada 10 grados C de aumento de la temperatura de funcionamiento. Si no se toman las debidas precauciones, hay muchos lugares en los que podría alcanzarse fácilmente una temperatura de funcionamiento de 35 ºC, con la consiguiente vida útil típica de 5 años. Habrá aplicaciones en las que la refrigeración por aire forzado e incluso el disipador térmico pueden ser útiles.
Este es el despiece de un boya de pesca con interfaz por satélite - Mikes cosas eléctricas agosto 2014.
En este punto: https://youtu.be/mY2X-ZQpnvY?t=475
Ves esto. Obviamente, el coste es irrelevante dadas las circunstancias y las ventajas superan el hecho de que tiene aproximadamente la misma capacidad de almacenamiento que una buena pila AA Nimh. Hay espacio para una segunda, pero sólo hay una instalada.
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