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Ultracondensadores: una fuente superior de energía

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Artículo escrito por Jürgen Geier, Ingeniero de Aplicaciones de Condensadores en Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH.

Ultracondensadores: una fuente superior de energíaEl objetivo de realizar vehículos ferroviarios más eficientes ha impulsado el mercado de almacenamiento de energía. Aunque tecnológicamente se ha avanzado mucho en cuanto al motor de combustión, en lo referente a los modelos híbridos y eléctricos la investigación continúa avanzando con el objetivo de encontrar soluciones ideales que permitan combinar una larga vida, solidez y alta eficiencia junto con tamaños reducidos. Los condensadores eléctricos de doble capa (EDLC) son actualmente la mejor respuesta a estas demandas, y por eso se continúan viendo cada vez más en tranvías, trenes, autobuses y otros tipos de vehículos.

Estos condensadores de doble capa representan una fuente de energía independiente e inmediata, con una densidad energética varias miles de veces superior a la de los condensadores convencionales, y alcanzan generalmente una eficiencia del 95%. A lo largo de su larga vida que puede durar hasta diez años, ofrecen una excepcional estabilidad cíclica, con la posibilidad de millones de cargas y descargas. Al mismo tiempo, son prácticamente insensibles a las sobrecargas y, sobretodo, a las descargas profundas. Otra fortaleza importante es su capacidad de almacenar y suministrar energía de manera muy eficiente en tan sólo unos segundos. Pueden funcionar en un amplio rango de temperatura que va de los -40 °C a los +85 °C y son muy robustos, lo que prácticamente elimina cualquier necesidad de mantenimiento. Los diferentes fabricantes les dan diferentes nombres, entre ellos: ultracondensadores, supercondensadores o greencaps.

Breve explicación de los ultracondensadores

Ultracondensadores: una fuente superior de energíaLos ultracondensadores se basan en el principio de Helmholtz, según el cual los electrodos con carbón activado ofrecen una superficie extremadamente eficaz con hasta unos 3000 m²/g. La energía eléctrica queda almacenada en el campo eléctrico. Un solo condensador puede alcanzar valores de hasta 3000 F con una tensión nominal de 2.7 V. Con un ESR de tan sólo 0.25 mOhm, estos condensadores ofrecen una eficiencia máxima y pueden soportar picos de corriente de varios miles de Amperios. Con un diámetro de 60 mm, una longitud de 140 mm y un peso de unos 500 g, son mucho más ligeros y pequeños que las baterías o pilas con una capacidad similar, y son también muy robustos.

Los altos voltajes que por lo general se suelen requerir en la práctica se consiguen realizando una conexión en serie. Varios fabricantes ofrecen una gran variedad de módulos listos para ser usados que sólo necesitan conectarse. También desaparece la necesidad de desarrollar soluciones propias para el equilibrado, la monitorización de la tensión y la temperatura, y la refrigeración, ya que el fabricante puede integrar todos estos desarrollos en el propio módulo, bajo demanda.

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