Základem superkapacitorů speciální
materiál elektrod s velkou plošnou husto-
tou (práškový uhlík nanesený hliníko-
vou fólii o ploše v poměru k hmotnosti asi
2 000 m2
·g–1
), čímž zajistí kapacita v řádu
tisíců faradů (viz obr. V sou-
časné době trhu několik typů superka-
pacitorů s kapacitami do
3 000 F s napětím článek
2,7 V (viz obr. Jejich použití rovněž předpokládá v os-
trovních fotovoltaických systémech, kde by
mohly časem konkurovat klasickým elektro-
chemickým akumulátorům. Superkapacitory vyznačují ma-
lým sériovým odporem, jsou tedy vhodné pro
rychlé dodávky i odběr energie.
Výhodou superkapacitorů poměrně vy-
soká účinnost akumulace (až %).
Díky dobré perspektivě vývoji superkapa-
citorů věnována značná pozornost i finanč-
ní prostředky pro výzkum a vývoj.)
Parametr Akumulátor
(olověný trakční)
Kondenzátor
(elektrolytický velkokapacitní)
Superkapacitor
(Maxwell HC)
hustota energie (W·h·kg–1
) 100 0,2 10
měrný výkon (kW·kg–1
) 500 10
doba nabíjení/vybíjení (s) 000 0,001 10
životnost (počet cyklů) 000 000 000 000 000
Akumulace energie v superkapacitorech
Akumulace energie v superkapacitorech
zažívá rozvoj teprve v posledních několika
letech. 1
je uvedeno porovnání parametrů konden-
zátoru, superkapacitoru a elektrochemické-
ho akumulátoru elektrické energie.
Tyto měniče mohou řídit rov-
něž vybíjení superkapacitoru
a plnit dodatkové funkce, jako
např.
Superkapacitory jeví vhodné pro po-
užití v oblasti fotovoltaiky, především jako
vyrovnávací akumulátory elektrické energie
pro menší systémy spojené sítí, kde mo-
hou kompenzovat krátkodobé výkyvy výko-
nu. Je-li jedna ná-
drž umístěna výše než druhá a jsou-li oba re-
zervoáry propojeny potrubím s reverzní turbí-
nou, možné v době přebytku energie čerpat
Obr. 6.
Akumulace energie v přečerpávacích
elektrárnách
Další možností akumulace energie prin-
cip přečerpávacích elektráren. Blokové schéma pomocného obvodu
superkapacitoru pro řízení nabíjecího proudu
a udržování napětí obr.
Schéma malé
přečerpávací
elektrárny
Obr. Porovnání parametrů elektrochemického akumulátoru elektrické energie, kondenzátoru
a superkapacitoru (zdroj: firemní dokumentace ECOM, o. Lze pro-
to očekávat další rozvoj tohoto způsobu aku-
mulace energie. Energie zde akumulována elek-
trického pole nabitého kondenzátoru.
Využití superkapacitorů nyní běžné pře-
devším v hybridních automobilech a elek-
tromobilech, kde jsou určeny k rychlé aku-
mulaci energie při rekuperaci během brzdění
a k rychlému dodání energie pro akceleraci. Modul superkapacitoru
Obr. 5. V tab. Nevýho-
dou závislost napětí uloženém náboji,
což lze minimalizovat použitím napěťových
měničů. Podle známého vztahu
pro energii nabitého kondenzátoru pojme ten-
to kondenzátor energii:
**VZOREC1**
2
442 SO2HSOH
**VZOREC2**
2ePbPb 2
**VZOREC3**
2ePbSOSOPb 4
2
4
**VZOREC4**
OHPbSO2eSOH2HPbO 24422
**VZOREC5**
424422 PbSOOH2PbSOPbSOH2PbO
**VZOREC6**
J345
2
1 2
CUW
**VZOREC7**
hmgWp
**VZOREC8**
2eOHOH 2
2
2
**VZOREC9**
2
2 O2eO
2
1
**VZOREC10**
O2HO2H 222
**VZOREC11**
2
2
1
JEk
**VZOREC12**
2
2
1
LIW
Tento vztah platí i pro superkapacitory. Schéma vnitřního uspořádání superkapacitoru
elektrolyt
Al2O3
elektrolyt
separátor
aktivovaný uhlík
síť
transformovna
reverzní turbína
dolní nádrž
horní nádrž
snímač proudu
řídicí část
blok superkapacitoru
rozhraní
kondenzátorpomocné obvody
+ –
. Špičkové vý-
kony při uvolnění energie superkapacito-
ru v poměru k jeho hmotnosti jsou v řádech
kilowattů kilogram (kW·kg–1
).
Při použití současných elektrolytů napětí
jednoho článku zhruba 2,5 V.
Blokové sché-
ma pomoc-
ného obvodu
superkapaci-
toru pro řízení
nabíjecího
proudu a udr-
žování napětí
Obr. funkci elektronické pojistky proti přetí-
žení přepětí, nebo měřit nabíjecí a vybíjecí
proud.7ELEKTRO 2/2011
Tab. 4). Pro akumulaci
energie pod vyšším napětím lze články řadit
sériově. 5. Rovněž cena zatím poměrně vy-
soká, ale s objemem zavedení v průmyslu
a s nárůstem sériovosti výroby lze předpo-
kládat její pokles. Napří-
klad v elektronických zařízeních k uchová-
ní paměti při výpadku napájení používají vel-
kokapacitní kondenzátory napětí U = V
s kapacitou C = 1,2 F s displejem udávajícím
okamžité napětí [2]. 3).
Vzhledem k malému vnitř-
nímu odporu tohoto zdroje,
který řádově v jednotkách
miliohmů, vhodné při jeho
nabíjení používat napěťové
měniče, které jsou schopny
omezit velký nabíjecí proud. Elektrody superka-
pacitoru jsou odděleny polypropylenovou fó-
lií a prostor vyplněn tekutým elektrolytem
