Supercaps: a energia combinada com a eficiência
Uma alimentação estável é essencial no setor, especialmente na logística de armazéns, como demonstrado por sua importância em aplicações móveis, como leitores de código manuais. Os supercapacitores (supercaps) oferecem soluções de armazenamento de energia que complementam de forma inteligente os conceitos convencionais de bateria. A Leuze usa essa tecnologia de forma direcionada em suas soluções inovadoras de sensores.
Tudo depende da aplicação: varreduras individuais ou operação contínua
Os leitores de código manuais são usados em diversos cenários e cada um deles possui requisitos de alimentação diferentes. Para varreduras individuais, que geralmente são necessárias em áreas de armazenamento ou durante o inventário, o leitor de código manual requer apenas um alto desempenho de pico por um curto período. Os dispositivos geralmente ficam estacionados em estações de carregamento e precisam estar totalmente operacionais novamente após alguns segundos. Nesse caso, é particularmente importante que o sistema de armazenamento de energia seja carregado rapidamente para que esteja imediatamente disponível quando necessário. Um leitor de código manual que deve ser operado por um longo período de tempo tem requisitos diferentes.
Em operações por turnos em armazéns ou ambientes de produção, onde o dispositivo é usado continuamente por várias horas, o tempo de operação é o fator decisivo. O leitor de código manual deve funcionar o dia inteiro de trabalho com uma única carga, sem precisar ser recarregado regularmente. Nesses cenários, a densidade de energia do sistema de armazenamento de energia desempenha um papel mais importante, pois é necessária uma alimentação constante por períodos mais longos.
A tecnologia de armazenamento de energia é crucial em ambos os casos: isso afeta não apenas o desempenho do dispositivo, mas também o tempo de operação e a eficiência energética. Dependendo da aplicação, um supercap ou uma bateria recarregável pode ser a melhor solução possível.
Supercap vs. bateria – vantagens e desvantagens
Supercap é a abreviação de supercapacitor, às vezes também chamado de ultracapacitor. Um supercap é um dispositivo de armazenamento de energia elétrica que se destaca por sua capacidade de carga e descarga particularmente rápida. Ele armazena energia principalmente de forma eletrostática, ou seja, separando cargas elétricas na interface entre o eletrodo e o eletrólito. Em contrapartida, as baterias armazenam energia de forma eletroquímica, ou seja, por meio de reações químicas na química da célula. A principal vantagem de um supercap é que ele pode ser totalmente carregado em segundos para fornecer uma potência muito alta em um curto espaço de tempo. Isso torna a tecnologia ideal para aplicações com requisitos de energia de curto prazo ou para suprir interrupções de energia. Embora a densidade de energia de um supercap seja menor do que a das baterias, ele pode ser carregado mais de um milhão de vezes. Uma bateria convencional dura apenas até cerca de 2.000 ciclos de carga. Além disso, sua vida útil de até 15 anos é muitas vezes maior do que a de uma bateria de íons de lítio. Dessa forma, os supercaps são uma solução confiável, de baixa manutenção e ecologicamente correta para uma ampla gama de requisitos industriais, especialmente quando a rapidez e a disponibilidade são necessárias.
| Supercap | Bateria de íons de lítio | |
| Tempo de carregamento | Segundos | Minutos a horas |
| Número de ciclos | Aprox. 1.000.000 ciclos | Aprox. 500 – 2.000 ciclos |
| Densidade de potência | Muito alta | Média |
| Densidade de energia | Baixa | Alta |
| Temperatura de carregamento | Aprox. -55 °C a +90 °C | Aprox. 0 °C a 45 °C |
| Vida útil | Até 15 anos | 3 – 7 anos |
| Custos de manutenção | Baixa | Médios a altos |
Tipos de supercaps
Em relação aos métodos de armazenamento, os materiais usados e suas propriedades técnicas, os supercaps podem ser de diferentes tipos. Em aplicações industriais, especialmente em dispositivos móveis, como leitores de código manuais, predomina o tipo EDLC (capacitor eletroquímico de camada dupla). Ele combina uma estabilidade de ciclo particularmente alta, tempos de carregamento curtos e um design robusto. O pseudocapacitor é menos comum:
EDLC (capacitor eletroquímico de camada dupla)
- Armazena energia de forma puramente eletrostática, sem reações químicas
- Usa eletrodos de carvão ativado
- Estabilidade de ciclo muito alta (>1 milhão de ciclos)
- Tempo de carregamento curto, robusto e duradouro
- Tipo padrão em dispositivos industriais e móveis
Pseudocapacitor
- Além da camada dupla: Reações de oxirredução no eletrodo
- Maior densidade de energia, mas menor estabilidade de ciclo
- Eletrodos feitos de óxidos metálicos ou polímeros condutores, por exemplo
- Mais caro e mais sensível
- Usado principalmente em aplicações especiais ou de pesquisa
Solução leve, carregada em um instante
Os leitores de código manuais multiuso para detecção de código de barras foram projetados para aplicações curtas, mas com alto desempenho. A tecnologia supercap fornece aos scanners energia suficiente para vários segundos a alguns minutos. Os dispositivos são recarregados muito rapidamente. Portanto, os leitores de código manuais com tecnologia supercap são particularmente adequados para aplicações que exigem varreduras individuais regulares. A Leuze usa essa tecnologia ao máximo em seus dispositivos supercap sem fio da série IT 1960. Como não é necessária uma bateria, os dispositivos são muito leves: por exemplo, um leitor de código manual supercap da série IT 1960 pesa apenas 220 gramas. Essa é uma vantagem ergonômica notável e facilita o manuseio no uso diário. Se, por outro lado, forem necessárias muitas varreduras em um curto espaço de tempo, recomenda-se o uso de dispositivos com bateria ou cabo. O portfólio da Leuze inclui a série IT 1960 com modelos adequados para essa finalidade.
Significativamente mais robusto do que as baterias
Os supercaps são excelentes não apenas por sua capacidade de carregamento rápido: eles também são particularmente resistentes a influências ambientais. Os supercaps típicos funcionam de forma confiável mesmo em temperaturas de dois dígitos abaixo de zero, sem nenhuma redução perceptível no desempenho. As baterias de íons de lítio, por outro lado, são muito mais sensíveis ao frio. Além disso, como capacitores elétricos, os supercaps não são afetados pela nova Regulamentação de Baterias da UE (2023/1542). Ela estabelece requisitos claros para a comercialização, o uso e a reciclagem de baterias na UE. Enquanto as baterias geralmente precisam ser reparadas ou substituídas e depois descartadas adequadamente, os supercaps podem permanecer de forma permanente no dispositivo. Isso é aplicável mesmo com tempos de operação de até 15 anos. Os supercaps são úteis para empresas com estratégias de aquisição voltadas para a sustentabilidade por um motivo adicional: eles não contêm nenhuma matéria-prima essencial, como lítio ou cobalto.
Resumo
Em geral, a tecnologia de supercaps não substitui as baterias. No entanto, é uma alternativa mais eficiente para determinadas aplicações: por isso, a Leuze usa essa tecnologia de forma direcionada para soluções como leitores de código manuais multiuso. O carregamento extremamente rápido em apenas alguns segundos, um número significativamente maior de ciclos de carregamento e o baixo peso facilitam o manuseio. Por último, mas não menos importante, os operadores de sistema se beneficiam da economia de custos em comparação com os dispositivos alimentados por bateria.
Veja os scanners portáteis multiuso Vá diretamente para a seleção de artigos
