Ultracap-Wissen
Graphen Supercaps - Revolution im Energiespeichermarkt
Ultracap-Wissen | Rainer Hake | Lesedauer: 4 Minuten
Graphen-Revolution im Markt für Energiespeicher
Graphen-dotierte Ultracap-Energiespeichersysteme werden in der Industrie als Revolution bezeichnet. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Alternative zur Aktivkohle bei Superkondensatoren sprechen eindeutig dafür.
Im Prinzip geht es bei der Verwendung der lediglich ein Molekül /Atom dicken Graphenschichten anstelle der üblichen Aktivkohle darum, die Haupteigenschaften von Ultracaps weiter zu optimieren: Große Energiemengen in kurzer Zeit speichern und wieder abgeben.
Die Meldungen aus der Materialforschung zu verbesserten Graphen-Derivaten haben die letzten Jahre viele Hoffnungen geweckt. Die außerordentlich hohe Mobilität der Elektronen und die extrem große Oberfläche im Verhältnis zum Volumen sind nicht die alleinigen Vorteile von Graphen. Hinzu kommen eine höhere thermische Leitfähigkeit als Aktivkohle, eine höhere chemische Stabilität und eine besondere mechanische Stärke. Alles Aspekte, die bei der Herstellung von Hochleistungs-Ultracaps in dünneren, leichteren Designs mit hoher Lebensdauer entscheidende Faktoren darstellen.
Die größte Einschränkung dieser Materialinnovation ist dessen Herstellung. Die Produktionskosten sind im Vergleich zu herkömmlichen Ultracaps, die Aktivkohle verwenden, deutlich höher. Verfahren wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und die Entwicklung hybrider Materialen (Graphen mit Nano-Materialien) sorgen allerdings für eine positive Entwicklung der Wirtschaftlichkeit. Fest steht, dass Graphen-Ultrakondensatoren und deren Einbettung in Engergiespeichersysteme eine sehr sinnvolle Ergänzung, bzw. eine Alternative zum aktuellen Ultracap-Technologiestandard sind. Aufgrund der momentanen Kostensituation vorranging dort, wo besonders hohe Lade- und Entladeleistungen, bzw. hohe Energiedichten benötigt werden.
Der in Dubai ansässige Supercap-Hersteller ENCAP entwickelt sich in diesem Markt für High-End Engergiespeicher zu einem wichtigen Player. Die CAPCOMP GmbH vertreibt ENCAP Energiespeicherlösungen in Kooperation mit der Schweizer Firma BIRR energy seit Januar 2024.
Spezifikation der ENCAP Energie-Speichersysteme mit Graphen
Gleichstromenergie und Gleichspannung
Das System bietet beachtliche 10kWh Gleichstrom-Energiespeicher mit einem Spannungsbereich zwischen 43,2 VDC und 60,8 VDC und einer Nennspannung von 48VDC. Der Innenwiderstand ist mit weniger als 4 mΩ beeindruckend niedrig. Man kann sich gut vorstellen was das für eine effiziente Energieübertragung bedeutet - der interne Energieverlust wird minimiert.
Neu: Gekapselte Zellen
Der Kern der Innovation von ENCAP liegt liegt in der Technologie gekapselter Zellen. Jede Zelle arbeitet mit einer Nennspannung zwischen 6,4~6,6 VDC.
Lade- und Entladeeigenschaften
- Aufladen: Das ENCAP-System erlaubt einen maximalen Ladestrom von 1C bei 25°C und nutzt die CC/CPNP-Lademethode für eine schnelle und effiziente Energieaufnahme.
- Entladen: In ähnlicher Weise kann das System mit einem maximalen kontinuierlichen Entladestrom von 1,5C bei 25°C betrieben werden, wobei die CC/CPNP-Methode für eine gleichmäßige und sichere Energieabgabe sorgt.
EN-CONNECT: Integrierte Software
Die zugehörige EN-CONNECT Software überwacht und verwaltet das Energiespeichersystem. Weitere Eigenschaften:
- Echtzeitdaten: Gesamtspannung, einzelne Zellspannungen, Strom, Temperatur,
Momentanleistung und mehr. - Sicherheitsfunktionen wie Schutzschalterstatus, SOC und verbrauchte Energie
Mechanische Spezifikationen
- Abmessungen des Geräts: 433 X 335 X 650 mm
- Gewicht: 120 kg
- Gehäuse: robustes Aluminiumoxid/GI-Pulver-Beschichtung; 300A-Klemmsäule
- OLED-Display
- Konnektivität: WIFI, CANBUS, BLUETOOTH
- Sicherheitsalarme: Buzzer-Alarmsystem für Über-/Unterspannung,
Überstrom und Übertemperatur. - Trockenkontakte: Sowohl Ausgangs- als auch Eingangskontakte bieten
zusätzlichen Hardwareschutz und Klemmenabschaltung für verbesserte
Sicherheit.