Supercaps : L'énergie rencontre le Rendement
Dans l'industrie, en particulier dans la logistique des entrepôts, une alimentation électrique stable est essentielle, comme le montre son importance dans les applications mobiles telles que les scanners portatifs. Les supercondensateurs (supercaps) offrent des solutions de stockage d'énergie qui complètent intelligemment les concepts d'accumulateurs conventionnels. Leuze utilise cette technologie de manière ciblée dans ses solutions innovantes en matière de capteurs.
Tout dépend de l'application : Balayages individuels ou fonctionnement continu
Les scanners portatifs sont utilisés dans différents scénarios, qui imposent chacun des exigences différentes à l'alimentation électrique des appareils. Pour les scanners individuels, qui sont souvent nécessaires dans les zones de stockage ou lors de l'inventaire, le scanner portatif n'a besoin d'une performance de pointe élevée que pendant une brève période. Les appareils sont souvent garés dans des stations de rechargement et doivent être à nouveau pleinement opérationnels au bout de quelques secondes. Dans ce cas, il est particulièrement important que le système de stockage d'énergie se charge rapidement afin d'être immédiatement disponible en cas de besoin. Un scanner portatif qui doit être utilisé pendant une longue période impose des exigences différentes.
En cas de travail posté dans des entrepôts ou des environnements de production, où l'appareil fonctionne en continu pendant plusieurs heures, le temps de fonctionnement est le facteur décisif. Le Scanner portatif doit pouvoir tenir toute une journée de travail avec une seule charge sans avoir besoin d'être rechargé régulièrement. Dans ces scénarios, la densité énergétique du système de stockage d'énergie joue un rôle plus important car une alimentation électrique constante est nécessaire sur des périodes plus longues.
La technologie de stockage de l'énergie est cruciale dans les deux cas : Elle a un impact non seulement sur les performances de l'appareil, mais aussi sur sa durée de fonctionnement et son efficacité énergétique. Selon l'application, une supercap ou une batterie sous forme d'accumulateur peut offrir la meilleure solution possible.
Supercap vs. Accumulateur - avantages et inconvénients
Supercap est l'abréviation de supercondensateur, parfois également appelé ultracondensateur. Une supercap est un dispositif de stockage d'énergie électrique qui se distingue par sa capacité de charge et de décharge particulièrement rapide. Elle stocke l'énergie principalement de manière électrostatique, c'est-à-dire en séparant les charges électriques à l'interface entre l'électrode et l'électrolyte. En revanche, les accumulateurs stockent l'énergie par voie électrochimique, c'est-à-dire par le biais de réactions chimiques dans la chimie de la cellule. Le principal avantage d'une supercap est qu'elle peut être entièrement rechargée en quelques secondes pour fournir une puissance très élevée dans un délai très court. Cette technologie est donc idéale pour les applications ayant des besoins énergétiques à court terme ou pour pallier les coupures de courant. Bien que la densité énergétique d'une supercap soit inférieure à celle des accumulateurs, elle peut être rechargée plus d'un million de fois. Un accumulateur classique ne dure que jusqu'à environ 2 000 cycles de charge. De plus, sa durée de vie, qui peut atteindre 15 ans, est plusieurs fois supérieure à celle d'un accumulateur lithium-ion. Les supercaps offrent ainsi une solution fiable, nécessitant peu d'entretien et respectueuse de l'environnement pour un large éventail de besoins industriels, en particulier lorsque la rapidité et la disponibilité sont requises.
| Supercap | Accumulateur au lithium-ion | |
| Temps de charge | Secondes | Entre quelques minutes et quelques heures |
| Nombre de cycles | Approx. 1 000 000 cycles | Approx. 500 - 2 000 cycles |
| Densité de puissance | Très élevée | Moyenne |
| Densité énergétique | Faibles | Élevée |
| Température de charge | Environ -55 °C à +90 °C | Approx. 0 °C à 45 °C |
| Durée de vie | Jusqu'à 15 ans | 3 - 7 années |
| Coûts de maintenance | Faibles | Moyens à élevés |
Types de supercaps
Les supercaps peuvent être divisés en différents types en fonction des méthodes de stockage, des matériaux utilisés et de leurs propriétés techniques. Dans les applications industrielles - en particulier dans les appareils mobiles tels que les scanners portatifs - le type EDLC (condensateur électrochimique à double couche) domine. Il combine une stabilité de cycle particulièrement élevée, des temps de charge courts et une conception robuste. Le pseudocondensateur est moins courant :
EDLC (condensateur électrochimique à double couche)
- Il stocke l'énergie de manière purement électrostatique, sans réaction chimique.
- Utilise des électrodes en charbon actif
- Très grande stabilité des cycles (>1 million de cycles)
- Longue durée de vie, temps de charge bref, robuste et durable
- Type d'appareil standard dans les appareils industriels et mobiles
Pseudocondensateur
- En plus de la double couche : Réactions d'oxydoréduction à l'électrode
- Densité énergétique plus élevée, mais stabilité du cycle plus faible
- Électrodes en oxydes métalliques ou en polymères conducteurs, par exemple
- Plus cher et plus sensible
- Principalement utilisé dans des applications spéciales ou de recherche
Solution légère, chargée en un clin d'œil
Les scanners portatifs polyvalents pour la détection de codes à barres sont conçus pour des applications brèves mais exigeantes en termes de performances. La technologie Supercap fournit aux scanners une énergie suffisante pour quelques secondes à quelques minutes. Les appareils se rechargent très rapidement. Les scanners portatifs dotés de la technologie supercap sont donc particulièrement adaptés aux applications nécessitant des scanners individuels réguliers. Leuze tire le meilleur parti de cette technologie avec ses supercaps sans fil de la série IT 1960. Puisqu’aucun accumulateur n'est nécessaire, les appareils sont très légers : Par exemple, un scanner portatif supercap de la série IT 1960 ne pèse que 220 grammes. C’est un avantage ergonomique notable qui facilite la manipulation au quotidien. Si, en revanche, de nombreux scans sont nécessaires en peu de temps, des appareils dotés d'une batterie ou d'un câble sont recommandés. Avec la série IT 1960, Leuze propose également des modèles adaptés.
Nettement plus robuste que les accumulateurs
Les supercaps ne marquent pas seulement des points par leur capacité de charge rapide : Ils sont également particulièrement résistants aux influences environnementales. Les supercaps typiques fonctionnent de manière fiable même à des températures inférieures à zéro à deux chiffres, sans baisse notable des performances. Les accumulateurs au lithium-ion, en revanche, sont beaucoup plus sensibles au froid. De plus, en tant que condensateurs électriques, les supercaps ne sont pas concernés par le nouveau règlement européen sur les accumulateurs (2023/1542). Elle définit des exigences claires pour la commercialisation, l'utilisation et le recyclage des accumulateurs dans l'UE. Alors que les accumulateurs doivent souvent être entretenus ou remplacés, puis éliminés de manière appropriée, les supercaps peuvent généralement rester dans l'appareil de manière permanente. C'est le cas même pour des durées d'utilisation allant jusqu'à 15 ans. Il y a une autre raison pour laquelle les supercaps sont intéressantes pour les entreprises dont les stratégies d'approvisionnement sont axées sur le développement durable : Ils ne contiennent pas de matières premières essentielles telles que le lithium ou le cobalt.
Récapitulatif
En général, la technologie des supercaps ne remplace pas les accumulateurs. Cependant, il s'agit d'une alternative plus efficace pour certaines applications : C'est pourquoi Leuze utilise cette technologie de manière ciblée pour des solutions telles que des Scanner portatifs polyvalents. Une charge extrêmement rapide en quelques secondes, un nombre de cycles de charge nettement plus élevé et un poids réduit facilitent la manipulation. Enfin, les opérateurs de systèmes bénéficient d'une réduction des coûts par rapport aux appareils alimentés par batterie.
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