슈퍼캡. 에너지가 효율성과 만나다
산업 분야나 특히 창고 물류 분야에서 안전정인 전원 공급 장치가 필수적이며, 이는 휴대용 스캐너와 같은 모바일 어플리케이션에서 그 중요성이 입증됩니다. 슈퍼커패시터(슈퍼캡)에서는 기존의 배터리 개념을 지능적으로 보완해 드리는 에너지 저장 솔루션을 제공해 드립니다. Leuze에서는 혁신적인 센서 솔루션에 해당 기술을 맞춤형으로 이용합니다.
이는 모든 어플리케이션에 달려 있습니다. 개별 스캔 또는 계속되는 작업
휴대용 스캐너는 여러 가지의시나리오에서 사용되는 것이며 각각의 시나리오마다 기기의 전원 공급 장치에 대한 요구 사항은 다릅니다. 저장소에서나 재고 파악을 진행하던 도중에 개별 스캔이 필요한 경우 휴대용 스캐너는 짧은 시간 동안 높은 최고 성능을 요구합니다. 기기는 종종 충전 스테이션에 저장되어 있으며 몇 초 후에 다시 완전하게 작동되어야 하는 것입니다. 여기서 특히 중요한 것은 저장 시스템은 필요할 때 즉각적으로 사용할 수 있게 하기 위해서 빠르게 충전하는 것입니다. 장시간 사용해야 하는 휴대용 스캐너는 다른 요구 사항들을 가지고 있습니다.
물류창고나 생산 환경에서 교대 근무를 하게되는 경우에 기기가 몇 시간 동안 지속해서 작동되기 때문에 작동 시간이 결정적인 요소입니다. 정기적으로 휴대용 스캐너는 재충전을 하지 않고 한 번 충전으로 하루 종일 작동되어야 합니다. 이러한 시나리오에서는 장시간 동안 지속적으로 전원 공급 장치가 필요하기 때문에 에너지 저장 시스에 대한 에너지 밀도가 더 중요한 역할을 하는 것입니다.
에너지 저장 기술은 두 가지 경우 모두에 매우 중요합니다. 그것은 기기의 성능뿐만 아니라 작동 시간 및 에너지 효율성에도 영향을 끼치는 것입니다. 어플리케이션에 따라서 슈퍼캡 또는 충전식 배터리 형태의 배터리가 최상의 솔루션을 제공해 드릴 수 있는 것입니다.
슈퍼캡 vs 배터리 – 장점 및 단점
슈퍼캡은 슈퍼커패시터의 줄임말로, 때때로 울트라커패시터라고도 부릅니다. 특히 빠른 충전 및 방전 용량이 돋보이는 슈퍼캡은 전기 에너지 저장 장치입니다. 주로 전극과 전해질 사이의 인터페이스에서 전하를 분리하여 에너지를 저장하는 것입니다. 그에 반해서 배터리는 전기화학적으로, 즉 세포 화학 반응에 의해 에너지를 저장합니다. 슈퍼캡의 주요 장점은 몇 초 이내에 완전하게 충전할 수 있기 때문에 단시간에 매우 높은 전력을 공급해 드릴 수 있다는 점입니다. 이러한 특성으로 말미암아 해당 기술은 단기 에너지가 필요한 어플리케이션이나 정전을 대처하는 일에 이상적인 것입니다. 슈퍼캡의 에너지 밀도는 배터리보다 낮기는 하지만, 백만 번 이상 충전하실 수 있습니다. 최대 약 2,000번의 충전 사이클만이 기존의 배터리에서는 지속됩니다. 더욱이 최대 15년의 수명은 리튬 이온 배터리보다도 훨씬 더 깁니다. 따라서 슈퍼캡은 특히 신속성과 가용성을 필요로 하는 곳에서 특히나 광범위한 산업 요구사항을 위해 안정적이고 유지보수가 적으면서 환경 친화적인 솔루션을 제공해 드리는 것입니다.
| 슈퍼캡 | 리튬 이온 전지 | |
| 충전 시간 | 초 | 몇 분에서 몇 시간 |
| 사이클 수 | 약 1,000,000사이클 | 약 500 – 2,000사이클 |
| 전력 밀도 | 매우 높음 | 보통 |
| 에너지 밀도 | 낮음 | 높음 |
| 충전 온도 | 약 -55°C ~ +90°C | 약 0°C~45°C |
| 수명 | 최대 15년 | 3~7년 |
| 유지 보수 비용 | 낮음 | 중간에서 높음 |
슈퍼캡에 대한 유형
슈퍼캡은 저장 방법과 사용되는 재료 및 기술적 특성 측면에서 여러 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 산업용 어플리케이션, 특히나 휴대용 스캐너와 같은 모바일 기기에서는 소위 EDLC 유형이(전기화학 이중층 커패시터) 우위를 차지합니다. 특별히 높은 사이클 안정성, 짧은 충전 시간, 강력 디자인이 결합한 것입니다. 슈도커패시터는 덜 일반적입니다.
EDLC(전기이중층 커패시터)
- 화학 반응 없이 순수하게 정전기로 에너지를 저장합니다
- 활성탄 전극 사용
- 매우 높은 사이클 안정성(> 100만 사이클)
- 짧은 충전 시간, 강력하고 내구성을 갖춘 제품
- 산업용 및 모바일 기기에서의 표준 유형
슈도커패시터
- 이중층 이외에도, 전극에서의 산화 환원 반응
- 에너지 밀도는 더 높겠지만, 사이클 안정성은 낮습니다
- 예를 들면, 금속 산화물 또는 전도성 고분자로 만든 전극은
- 더 비싸고 더 민감합니다
- 이는 주로 특수 또는 연구 어플리케이션에사 사용되는 것입니다
순식간에 충전되는 경량화 솔루션
바코드를 감지하기 위해서 다목적 휴대용 스캐너는 짧지만 성능 집약적인 어플리케이션용으로 디자인된 것입니다. 슈퍼캡 기술은 스캐너에 몇 초에서 몇 분 동안에 충분한 에너지를 공급해 드립니다. 본 기기는 아주 빨리 충전됩니다. 따라서 슈퍼캡 기술이 적용된 휴대용 스캐너에서는 정기적인 개별 스캔이 필요한 어플리케이션에 특히 적합한 것입니다. Leuze에서는 IT 1960 시리즈의 무선 슈퍼캡 장치를 통하여 해당 기술을 최대한 활용합니다. 해당 기기는 배터리가 필요하지 않기 때문에 매우 가볍습니다. 예를 들면, IT 1960 시리즈의 슈퍼캡 휴대용 스캐너는 무게는 220g에 불과합니다. 이는 주목할만한 인체공학적 장점으로 일상적으로 사용할 때에 더욱 손쉽게 다뤄보실 수 있습니다. 반면, 짧은 시간안에 많은 스캔을 하셔야만 하는 경우라면 배터리 또는 케이블을 갖춘 기기를 사용하시는 것을 권장해 드립니다. 또한 Leuze에서는 IT 1960 시리즈를 통하여 해당 분야에 적합한 모델을 포트폴리오에 보유한 상태입니다.
배터리보다 훨씬 더 강력합니다
슈퍼캡이 급속 충전 기능만이 장점은 아닙니다. 또한 환경의 영향에 특별히 강합니다. 일반적인 슈퍼캡에서는 영하 수십 도의 온도에서도 뚜렷한 성능 저하 없이 안정적으로 작동합니다. 반면에 리튬 이온 배터리는 추위에 훨씬 더 민감합니다. 더구나 전기 커패시터인 슈퍼캡은 새로운 EU 배터리 규정(2023/1542)의 영향을 받지 않습니다. 이것은 EU 내 배터리 마케팅, 사용 및 재활용에 대한 명확한 요구 사항을 제시해 드리는 것입니다. 배터리는 때때로 서비스를 받으시거나 배터리를 교체하신 이후에 적절하게 폐기해 주셔야 하는 것이지만, 일반적으로 수퍼캡에서는 기기에 영구적으로 남아있을 수 있는 것입니다. 이것은 최대 15년의 작동 시간에도 해당됩니다. 지속 가능한 조달 전략을 갖춘 기업에게 슈퍼캡이 매력적인 또 다른 이유가 있습니다. 리튬이나 코발트와 같은 중요한 원재료에는 포함되지 않습니다.
요약
대게 슈퍼캡 기술은 배터리를 대체할 수 없는 것입니다. 그러나 특정 어플리케이션에서는 더욱 효율적인 대안인 것입니다. 따라서 Leuze에서는 다목적 휴대용 스캐너와 같은 솔루션에 해당 기술을맞춤형으로 활용합니다. 단 몇 초 만에 이뤄지는 급속 충전, 훨씬 더 많은 충전 사이클 횟수 및 경량의 무게는 더욱 손쉽게 다룰 수 있게 만들어 주는 것입니다. 마지막으로, 시스템 운영자는 배터리 구동 장치와 비교하여 비용 절감의 이점을 누려보실 수 있는 것입니다.
