Supercaps: Energia spotyka się z wydajnością
W przemyśle, zwłaszcza w logistyce magazynowej, niezbędne jest stabilne zasilanie elektryczne, o czym świadczy jego znaczenie w zastosowaniach mobilnych, takich jak skanery ręczne. Superkondensatory (supercaps) zapewniają rozwiązania do magazynowania energii, które inteligentnie uzupełniają konwencjonalne koncepcje akumulatorów. Leuze wykorzystuje tę technologię w swoich innowacyjnych rozwiązaniach czujnikowych.
Wszystko zależy od zastosowania: Indywidualne skany lub praca ciągła
Skanery ręczne są używane w różnych scenariuszach, z których każdy stawia inne wymagania dotyczące zasilania elektrycznego urządzeń. W przypadku pojedynczych skanów, które są często wymagane w magazynach lub podczas inwentaryzacji, skaner ręczny wymaga wysokiej wydajności szczytowej tylko przez krótki czas. Urządzenia są często odkładane na stacje ładowania i po kilku sekundach muszą być ponownie w pełni sprawne. W tym przypadku szczególnie ważne jest, aby system magazynowania energii ładował się szybko, tak aby był natychmiast dostępny w razie potrzeby. Skaner ręczny, który ma być używany przez długi czas, ma różne wymagania.
W przypadku pracy zmianowej w magazynach lub środowiskach produkcyjnych, gdzie urządzenie pracuje nieprzerwanie przez kilka godzin, decydującym czynnikiem jest czas pracy. Skaner ręczny musi wystarczyć na cały dzień pracy na jednym ładowaniu bez konieczności regularnego ładowania. W tych scenariuszach gęstość energii systemu magazynowania energii odgrywa większą rolę, ponieważ wymagane jest stałe zasilanie elektryczne przez dłuższy czas.
Technologia magazynowania energii ma kluczowe znaczenie w obu przypadkach: Wpływa to nie tylko na wydajność urządzenia, ale także na jego czas pracy i energooszczędność. W zależności od zastosowania, najlepszym możliwym rozwiązaniem może być superkondensator lub bateria w postaci akumulatora.
Supercap a bateria – zalety i wady
Supercap to skrót od superkondensatora, czasami nazywanego również ultrakondensatorem. Supercap to urządzenie do magazynowania energii elektrycznej, które wyróżnia się szczególnie szybką zdolnością ładowania i rozładowywania. Magazynuje energię głównie elektrostatycznie, czyli poprzez rozdzielanie ładunków elektrycznych na granicy faz elektrody i elektrolitu. Natomiast akumulatory magazynują energię elektrochemicznie, tj. poprzez reakcje chemiczne w ogniwach. Główną zaletą superkondensatora jest to, że można go w pełni naładować w ciągu kilku sekund, aby zapewnić bardzo dużą moc w krótkim czasie. To sprawia, że technologia ta idealnie nadaje się do zastosowań o krótkoterminowym zapotrzebowaniu na energię lub do niwelowania przerw w dostawie prądu. Chociaż gęstość energii superkondensatora jest niższa niż w przypadku baterii, można go ładować ponad milion razy. Konwencjonalna bateria wystarcza tylko na około 2,000 cykli ładowania. Ponadto jego żywotność do 15 lat jest wielokrotnie dłuższa niż w przypadku akumulatora litowo-jonowego. W ten sposób Supercaps oferują niezawodne, łatwe w utrzymaniu i przyjazne dla środowiska rozwiązanie dla szerokiego zakresu wymagań przemysłowych, zwłaszcza tam, gdzie wymagana jest szybkość i dostępność.
| Supercap | Akumulator litowo-jonowy | |
| Czas ładowania | Sekundy | Minuty do kilku godzin |
| Liczba cykli | Ok. 1 000 000 cykli | Ok. 500 – 2 000 cykli |
| Gęstość mocy | Bardzo wysoka | Średnia |
| Gęstość energii | Niskie | Wysoka |
| Temperatura ładowania | Ok. -55°C do +90°C | Ok. Od 0°C do 45°C |
| Żywotność | Do 15 lat | 3–7 lat |
| Koszty utrzymania | Niskie | Średnie do wysokich |
Rodzaje supercapów
Supercapy można podzielić na różne rodzaje pod względem metod przechowywania, użytych materiałów i ich właściwości technicznych. W zastosowaniach przemysłowych – zwłaszcza w urządzeniach mobilnych, takich jak skanery ręczne – dominuje tzw. typ EDLC (elektrochemiczny kondensator dwuwarstwowy). Łączy w sobie szczególnie wysoką stabilność cyklu, krótki czas ładowania i solidną konstrukcję. Pseudokondensator jest mniej powszechny:
EDLC (elektrochemiczny kondensator dwuwarstwowy)
- Magazynuje energię wyłącznie elektrostatycznie, bez reakcji chemicznych
- Wykorzystuje elektrody z węglem aktywnym
- Bardzo wysoka stabilność cyklu (>1 miliona cykli)
- Krótki czas ładowania, solidny i trwały
- Typ standardowy w urządzeniach przemysłowych i mobilnych
Pseudokondensator
- Oprócz podwójnej warstwy: Reakcje redoks na elektrodzie
- Wyższa gęstość energii, ale niższa stabilność cyklu
- Elektrody wykonane na przykład z tlenków metali lub polimerów przewodzących
- Droższy i bardziej wrażliwy
- Najczęściej używany w zastosowaniach specjalnych lub badawczych
Lekkie rozwiązanie, ładowane w mgnieniu oka
Wielofunkcyjne skanery ręczne do wykrywania kodów kreskowych są przeznaczone do krótkich, ale wymagających dużej wydajności zastosowań. Technologia Supercap zapewnia skanerom wystarczającą energię na kilka sekund do kilku minut. Urządzenia ładują się bardzo szybko. Skanery ręczne z technologią supercap nadają się zatem szczególnie do zastosowań wymagających regularnych, indywidualnych skanów. Leuze w pełni wykorzystuje tę technologię dzięki bezprzewodowym urządzeniom supercap z serii IT 1960. Ponieważ nie jest wymagana bateria, urządzenia są bardzo lekkie: Na przykład ręczny skaner typu supercap z serii IT 1960 waży zaledwie 220 gramów. Jest to zauważalna zaleta ergonomiczna i ułatwia obsługę w codziennym użytkowaniu. Jeśli natomiast w krótkim czasie wymaganych jest wiele skanów, zalecane są urządzenia z baterią lub kablem. Leuze ma w swoim portfolio również odpowiednie modele do tego celu z serią IT 1960.
Znacznie bardziej wytrzymały niż baterie
Supercaps zdobywają punkty nie tylko za możliwość szybkiego ładowania: Są również szczególnie odporne na wpływy środowiska. Typowe superkondensatory działają niezawodnie nawet przy dwucyfrowych temperaturach poniżej zera bez zauważalnego spadku wydajności. Z drugiej strony akumulatory litowo-jonowe są znacznie bardziej wrażliwe na zimno. Co więcej, podobnie jak kondensatory elektryczne, nowe rozporządzenie UE w sprawie akumulatorów (2023/1542) nie ma wpływu na superkondensatory. Określono w nim jasne wymogi dotyczące wprowadzania do obrotu, użytkowania i recyklingu baterii w UE. Podczas gdy baterie często muszą być serwisowane lub wymieniane, a następnie odpowiednio zutylizowane, superkondensatory zwykle mogą pozostać w urządzeniu na stałe. Dzieje się tak nawet przy czasie pracy do 15 lat. Jest jeszcze jeden powód, dla którego supercap są atrakcyjne dla firm o strategiach zakupowych zorientowanych na zrównoważony rozwój: Nie zawierają żadnych surowców krytycznych, takich jak lit czy kobalt.
Podsumowanie
Ogólnie rzecz biorąc, technologia supercap nie zastępuje baterii. Jest to jednak bardziej wydajna alternatywa dla niektórych zastosowań: Dlatego Leuze wykorzystuje tę technologię w rozwiązaniach takich jak wielofunkcyjne skanery ręczne. Niezwykle szybkie ładowanie w zaledwie kilka sekund, znacznie większa liczba cykli ładowania i niska waga ułatwiają obsługę. Wreszcie, co nie mniej ważne, operatorzy systemów korzystają z oszczędności kosztów w porównaniu z urządzeniami zasilanymi bateryjnie.
Zobacz wielofunkcyjne skanery ręczne Przejdź bezpośrednio do wyboru artykułów
