Графеновые суперконденсаторы поднимают эффективность грузовых автоперевозок на 25 процентов

Грузовой прицепВ рамках Грузового автосалона (Commercial Vehicle Show), который проходит в Бирмингеме, Великобритания, с 26 по 28 апреля 2016 года, французская компания Adgero представила грузовой прицеп, оснащенный рекуперационной тормозной системой с суперконденсаторами на основе графена. За счет повторного использования собранной кинетической энергии система UltraBoost ST KERS (Kinetic Energy Recovery System) позволяет сэкономить порядка 25 процентов топлива, сократив на такую же величину количество вредных выбросов в окружающую среду.


Система UltraBoost ST является первой коммерческой системой в своем роде, предназначенной для использования на грузовом автотранспорте. Подобные системы уже достаточно широко используются в электрических и гибридных автомобилях, в гоночных автомобилях класса GT и Formula-1.

Генератор системы UltraBoost ST установлен на одной из осей грузового прицепа. Когда грузовой автомобиль начинает торможение, его кинетическая энергия, которая обычно превращается в тепло, выделяющееся на тормозных колодках и дисках, при помощи генератора преобразуется в электричество, которым заряжается батарея из пяти суперконденсаторов. А когда автомобиль начинает разгон, энергия из суперконденсаторов приводит в действие электродвигатель, который оказывает посильную помощь двигателю автомобиля-тягача. Всем циклом преобразования энергии управляетинтеллектуальная система, которая обеспечивает оптимальные режимы работы всех узлов и максимальную эффективность работы в целом.

Специалисты компании Adgero сделали выбор в пользу суперконденсаторов в основном из-за достаточно короткого времени, в течение которого должна храниться рекуперированная энергия. В некоторых гибридных и электрических автомобилях в качестве буферных элементов уже используют суперконденсаторы, но в большинстве таких автомобилей рекуперированная энергия попадает в аккумуляторные батареи напрямую, что снижает эффективность работы KERS-системы. KERS-система с суперконденсаторами способна быстро сохранить большое количество энергии и отдать ее назад в течение короткого промежутка времени с минимальными потерями.

В системе UltraBoost ST использованы суперконденсаторы SkelMod 50F 160V производства компании Skeleton Technologie. А первые опытные образцы таких систем установлены на 13.6-метровых трейлерах британской транспортной компании Eddie Stobart, которая займется проведением испытаний системы в реальных условиях.

В настоящее время автобусы с питанием от суперконденсаторах уже выпускаются фирмами Hyundai Motor и «Тролза».

Автобусы на ионисторах от Hyundai Motor представляют собой обыкновенные автобусы с электроприводом, питаемым от бортовых ионисторов. По задумке конструкторов из Hyundai Motor, такой автобус будет заряжаться на каждой второй или каждой третьей остановке, причём длительности остановки достаточно для подзарядки автобусных ионисторов. Hyundai Motor позиционирует свой автобус на ионисторах как экономичную альтернативу троллейбусу (нет необходимости прокладывать контактную сеть) или дизельному (и даже водородному) автобусу (электроэнергия пока дешевле дизельного или водородного топлива).

Автобусы на ионисторах от «Тролзы» технически представляют собой «бесштанговые троллейбусы». То есть конструктивно это троллейбус, но без штанг питания от контактной сети и, соответственно, с питанием электропривода от ионисторов.

Но особенно перспективны ионисторы в качестве средства реализации системы автономного хода для обычных троллейбусов. Троллейбус, оборудованный ионисторами, по маневренности приближается к автобусу. В частности, такой троллейбус может:

  • проходить отдельные короткие участки маршрута, не оборудованные контактной сетью (в том числе при необходимости двигаться в объезд, когда на каком-то участке маршрута движение по штатной трассе маршрута невозможно);
  • проходить места обрыва линии контактной сети;
  • возможность объезжать препятствия даже тогда, когда длина токоприёмных штанг не позволяет это сделать (водитель оборудованного ионисторами троллейбуса в этом случае просто опустит токоприёмные штанги и объедет препятствие, после чего вновь поднимет токоприёмные штанги и продолжит движение в штатном режиме);
  • отпадает надобность в развитии контактной сети в депо и на разворотных кольцах на конечных остановках — в депо и на разворотных кольцах оборудованные ионисторами троллейбусы маневрируют с опущенными токоприёмными штангами.

Таким образом, троллейбусная система, эксплуатируя оборудованные ионисторами троллейбусы, по гибкости приближается к обычной автобусной.

Ё-мобиль — проект автомобиля, разрабатывавшийся в Российской Федерации, использовал суперконденсатор как основное средство для накопления электрической энергии. Сами эти суперконденсаторы пока не выпускаются серийно и разрабатывались параллельно с автомобилем.

Существуют проекты, объединяющие суперконденсатор и химический аккумулятор в едином блоке, что взаимно компенсирует недостатки тех и других. В результате получается накопитель с большим сроком службы, меньшей стоимостью и большим запасом энергии, чем при использовании обычных аккумуляторов.

Система KERS, применяющаяся в «Формуле-1», использует именно ионисторы.

Применяются для основного и резервного питания в фотовспышках, фонарях, карманных плеерах и автоматических коммунальных счётчиках — везде, где требуется быстро зарядить устройство. Лазерный детектор рака молочной железы на ионисторах заряжается за 2,5 минуты и работает 1 минуту.

В 2007 году выпустили шуруповёрт, в котором ионисторы общей ёмкостью 55 фарад заряжаются 1,5 минуты. Заряда хватает на 22 шурупа.

В магазинах автоаксессуаров продаются ионисторы ёмкостью порядка 1Ф, предназначенные для питания автомагнитол (и аппаратуры, питаемой от разъёма прикуривателя) при выключенном зажигании и в период старта двигателя (на многих автомобилях на время работы стартёра отключаются все остальные потребители), а также для сглаживания скачков напряжения при пиковых нагрузках, например, работы мощных динамиков.

Согласно заявлениям сотрудников MIT 2006 года, ионисторы могут в скором времени заменить обычные аккумуляторы. Кроме того, в 2009 году были проведены испытания аккумулятора на основе ионистора, в котором в пористый материал были введены наночастицы железа. Полученный двойной электрический слой пропускал электроны в два раза быстрее за счет создания туннельного эффекта. Группа учёных из Техасского университета в Остине разработала новый материал, представляющий собой пористый объемный углерод. Полученный таким образом углерод обладал свойствами суперконденсатора. Обработка вышеописанного материала гидроксидом калия привела к созданию в углероде большого количества крохотных пор, которые в сочетании с электролитом смогли хранить в себе колоссальный электрический заряд.

В настоящее время создана одна из необходимых частей конденсатора — твердый нанокомпозиционный электролит с проводимостью по ионам лития. Ведётся разработка электродов для конденсатора. Одна из задач — уменьшить размеры ионистора за счет внутренней структуры

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *