Supercaps: Energie ontmoet efficiëntie
In de industrie, vooral in de magazijnlogistiek, is een stabiele elektrische voeding essentieel, zoals blijkt uit het belang ervan in mobiele toepassingen zoals handscanners. Supercondensatoren (supercaps) bieden energieopslagoplossingen die conventionele accu concepten op intelligente wijze aanvullen. Leuze maakt gericht gebruik van de technologie in haar innovatieve sensoroplossingen.
Het hangt allemaal af van de toepassing: Individuele scans of continue werking
Handscanners worden gebruikt in verschillende scenario's, die elk andere eisen stellen aan de elektrische voeding van de apparaten. Voor individuele scans, die vaak nodig zijn in opslagruimtes of tijdens het inventariseren, vereist de handscanner slechts korte tijd hoge piekprestaties. De apparaten staan vaak geparkeerd in laadstations en moeten na enkele seconden weer volledig operationeel zijn. Hierbij is het bijzonder belangrijk dat het energieopslagsysteem snel oplaadt, zodat het direct beschikbaar is wanneer dat nodig is. Een handscanner die gedurende een lange periode moet worden gebruikt, stelt andere eisen.
In ploegendienst in magazijnen of productieomgevingen, waar het apparaat meerdere uren continu werkt, is de bedrijfstijd doorslaggevend. De draagbare scanner moet de hele werkdag meegaan op één enkele lading zonder regelmatig te moeten worden opgeladen. In deze scenario’s speelt de energiedichtheid van het energieopslagsysteem een grotere rol omdat een constante Elektrische voeding over langere periodes nodig is.
De energieopslagtechnologie is in beide gevallen cruciaal: Het heeft niet alleen invloed op de prestaties van het apparaat, maar ook op de gebruiksduur en energie-efficiëntie. Afhankelijk van de toepassing kan een supercap of een accu in de vorm van een oplaadbare accu de best mogelijke oplossing bieden.
Supercap vs. accu: voor- en nadelen
Supercap is een afkorting van supercapacitor, soms ook wel aangeduid als ultracapacitor. Een supercap is een opslagapparaat voor elektrische energie dat opvalt door zijn bijzonder snelle laad- en ontlaadcapaciteit. Het slaat energie voornamelijk elektrostatisch op, dat wil zeggen door elektrische ladingen te scheiden op het grensvlak tussen de elektrode en de elektrolyt. Daarentegen slaan batterijen energie elektrochemisch op, dus via chemische reacties in de cel. Het belangrijkste voordeel van een supercap is dat deze binnen enkele seconden volledig opgeladen kan worden om op korte termijn een zeer hoog vermogen te leveren. Dit maakt de technologie ideaal voor toepassingen met een kortdurende energiebehoefte of voor het overbruggen van stroomuitval. Hoewel de energiedichtheid van een supercap lager is dan die van batterijen, kan deze meer dan een miljoen keer worden opgeladen. Een conventionele accu gaat slechts tot ongeveer 2000 laadcycli mee. Bovendien is de levensduur tot 15 jaar vele malen langer dan die van een lithium-ion accu. Supercaps bieden dus een betrouwbare, onderhoudsarme en milieuvriendelijke oplossing voor een breed scala aan industriële vereisten, vooral waar snelheid en beschikbaarheid vereist zijn.
| Supercap | lithium-ion accu | |
| Oplaadtijd | Seconden | Minuten tot uren |
| Aantal cycli | ca. 1.000.000 cycli | ca. 500 tot 2000 cycli |
| Vermogensdichtheid | Zeer hoog | Medium |
| Energiedichtheid | Laag | Hoog |
| Oplaadtemperatuur | Ongeveer -55°C tot +90°C | ca. 0°C tot +45°C |
| Levensduur | Tot 15 jaar | 3 tot 7 jaar |
| Onderhoudskosten | Laag | Medium tot hoog |
Soorten supercaps
Supercaps kunnen worden onderverdeeld in verschillende soorten wat betreft opslagmethoden, gebruikte materialen en hun technische eigenschappen. In industriële toepassingen, vooral in mobiele apparaten zoals handscanners, domineert het zogenaamde EDLC-type (elektrochemische dubbellaags condensator). Hij combineert een bijzonder hoge cyclusstabiliteit, korte laadtijden en een robuuste Bouwvorm. De pseudocondensator komt minder vaak voor:
EDLC (elektrochemische dubbellaags condensator)
- Slaat energie puur elektrostatisch op, zonder chemische reacties
- Gebruikt actieve koolelektroden
- Zeer hoge cyclusstabiliteit (>1 miljoen cycli)
- Korte oplaadtijd, robuust en duurzaam
- Standaard type in industriële en mobiele apparaten
Pseudocondensator
- Naast de dubbele laag: Redox reacties aan de elektrode
- Hogere energiedichtheid, maar lagere cyclusstabiliteit
- Elektroden van metaaloxiden of geleidende polymeren, bijvoorbeeld
- Duurder en gevoeliger
- Meestal gebruikt in speciale of onderzoekstoepassingen
Lichtgewicht oplossing, opgeladen in een handomdraai
Multifunctionele Handscanners voor barcodedetectie zijn ontworpen voor korte maar prestatie-intensieve toepassingen. Supercap technologie voorziet de scanners van voldoende energie voor enkele seconden tot enkele minuten. De apparaten worden zeer snel opgeladen. Handscanners met supercap-technologie zijn daarom bijzonder geschikt voor toepassingen die regelmatige individuele scans vereisen. Leuze haalt het meeste uit de technologie met de draadloze supercap-apparaten uit de IT 1960-serie. Omdat er geen accu nodig is, zijn de apparaten zeer licht: Zo weegt een supercap handscanner uit de IT 1960-serie slechts 220 gram. Dit is een merkbaar ergonomisch voordeel en maakt de hantering gemakkelijker in het dagelijks gebruik. Als daarentegen veel scans in korte tijd nodig zijn, worden apparaten met een accu of kabel aanbevolen. Ook hiervoor heeft Leuze met de IT 1960 serie passende modellen in haar portfolio.
Aanzienlijk robuuster dan batterijen
Supercaps scoren niet alleen punten voor hun snelle laadvermogen: Ze zijn ook bijzonder goed bestand tegen omgevingsinvloeden. Typische supercaps werken betrouwbaar, zelfs bij temperaturen onder nul met dubbele cijfers zonder merkbare prestatievermindering. Lithium-ion batterijen zijn daarentegen veel gevoeliger voor koude. Bovendien worden supercaps als elektrische condensatoren niet beïnvloed door de nieuwe EU accu Verordening (2023/1542). Hierin worden duidelijke eisen gesteld aan het op de markt brengen, het gebruik en de recycling van batterijen in de EU. Terwijl batterijen vaak moeten worden onderhouden of vervangen en vervolgens op de juiste manier moeten worden verwijderd, kunnen supercaps meestal permanent in het apparaat blijven. Dit is zelfs het geval bij bedrijfstijden tot 15 jaar. Er is nog een reden waarom supercaps aantrekkelijk zijn voor bedrijven met een duurzaamheidsgerichte inkoopstrategie: Ze bevatten geen kritische grondstoffen zoals lithium of kobalt.
Samenvatting
Over het algemeen is supercap technologie geen vervanging voor batterijen. Het is echter een efficiënter alternatief voor bepaalde toepassingen: Leuze maakt daarom gericht gebruik van deze technologie voor oplossingen zoals multifunctionele handscanners. Extreem snel opladen in slechts enkele seconden, een aanzienlijk hoger aantal laadcycli en een laag gewicht maken de bediening eenvoudiger. bovendien profiteren systeembeheerders van kostenbesparingen in vergelijking met accu's.
Multifunctionele handheld scanners bekijken Ga direct naar artikelselectie
