Super kapasitor sebagai aki mobil [ditutup]

Saya telah melihat video YouTube superkapasitor menggantikan baterai mobil. Apakah ini praktis? Dan jika demikian, mengapa mereka tidak ditawarkan di pasar otomotif?

https://www.youtube.com/watch?v=GPJao1xLe7w

tipe superkapasitor yang ia gunakan memiliki lembar data berikut:

http://www.nooelec.com/files/2600f.pdf

Perhatikan bahwa itu berisi 8.125 Joule dari Stored Energy.

Kemudian jika Anda pergi ke http://www.rapidtables.com/calc/electric/Joule_to_Watt_Calculator.htm dan masukkan 8125 di dalam kotak dan katakanlah 5 detik awal (harus mulai dalam 1 detik dalam kenyataannya). Anda kemudian mendapatkan 1.625 Watt. Ingat 1 HP = 750 Watt, jadi Anda memiliki daya awal lebih dari 2 HP. Ingat dia menggunakan enam dari mereka. 6 x 8125 = 48.750 J. @ 16.2V.
(untuk 2 detik, nyalakan daya instan lebih dari 24.000 Watt (32 HP)) Cukup mudah untuk menyalakan mobil Anda. Tanpa baterai juga.

Aki mobil yang bagus akan memiliki 700 CCA. @ 14V = 9800 Watt (13 HP). Cukup berbeda. (Rata-rata starter adalah 1,9 hingga 2 HP)

Di sini, seiring berjalannya waktu, saya akan memposting lebih banyak video untuk mendukung klaim saya:

https://www.youtube.com/watch?v=EoWMF3VkI6U

http://www.extremetech.com/computing/183839-new-supercapacitor-technology-could-store-conduct-power-on-the-same-copper-wires

http://scitechdaily.com/graphene-based-supercapacitors-may-signific-boost-power-electric-vehicles/

http://phys.org/news/2015-09-micro-supercapacitor-unmatched-energy-storage.html

https://www.tecategroup.com/ultracapacitors-supercapacitors/industry_news.php

http://www.skeletontech.com/news/skeleton-technologies-launches-markets-highest-energy-density-ultracapacitor/

https://www.youtube.com/watch?v=ZgozrScGN8U

Intinya adalah, jika Anda memiliki Farad yang cukup, Anda memiliki kepadatan energi.

Dan ini benar-benar menyelesaikan masalah ini untuk selamanya ...

https://www.youtube.com/watch?v=JAT_8H23iGI

Itu tidak praktis. Saya tidak tahu mengapa orang melakukan ini, tidak ada manfaat sama sekali. Itu sama saja dengan penyalahgunaan sesuatu yang bermanfaat. Sederhananya, video-video itu adalah oleh orang-orang yang tidak tahu apa yang mereka lakukan dan menyalahgunakan super kapasitor untuk aplikasi aneh dan tidak masuk akal yang tidak cocok untuk mereka atau bahkan praktis. Dan mereka ditawarkan di pasar otomotif, tidak hanya sebagai pengganti baterai, karena alasan yang sama lampu ditawarkan di pasar otomotif, hanya saja tidak sebagai pengganti stereo mobil. Karena itu tidak masuk akal.

Satu-satunya alasan ada superkapasitor adalah kepadatan daya. Mereka memiliki kepadatan energi yang mengerikan, dan bahwa kepadatan energi yang mengerikan datang berkali-kali lipat biayanya. Seluruh titik baterai adalah penyimpanan energi massal. Menggunakan super kapasitor untuk melakukan hal yang paling buruk daripada sesuatu yang murah, tersedia, dan terbukti selama lebih dari 100 tahun adalah ... kata yang paling baik tetapi terlalu lemah yang dapat saya gunakan untuk menggambarkan bahwa itu "konyol."

Video-video itu ada, tetapi hanya karena ada video tidak membuatnya menjadi ide yang baik. Bukan itu.

Apa adalah ide yang baik adalah menggunakan supercapacitors untuk alasan mereka ada, yang mengejutkan adalah cara yang tepat mereka sedang digunakan dalam aplikasi otomotif. Baterai memiliki kepadatan energi yang besar , tetapi dibandingkan dengan super kapasitor (atau kapasitor apa pun), baterai bahkan tidak mendekati kepadatan daya . Lebih dari itu, memaksa baterai untuk menyediakan daya dalam jumlah besar sulit dilakukan dan akan mengurangi masa pakainya, dan semakin cepat Anda menguras baterai, semakin rendah kapasitas energinya. Baterai akan bertahan lebih lama jika terkuras pada kecepatan 10 jam vs kecepatan 1 jam. Artinya, pada tingkat yang akan melepaskannya dalam 10 jam vs hanya 1 jam. Daya yang lebih tinggi berarti tingkat debit yang lebih tinggi.

Kelemahan kepadatan daya ini bersifat dua arah: baterai buruk dalam menghasilkan lonjakan energi yang besar, dan buruk dalam menerimanya. Mereka suka hal-hal yang baik dan stabil. Di situlah kapasitor super masuk. Mereka memiliki kepadatan energi yang mengerikan, tetapi kepadatan daya yang besar. 99% dari waktu, paku kekuatan besar yang diminta dalam aplikasi otomotif juga singkat - hal-hal seperti pengereman, ledakan akselerasi, arus deras motor starter, hal semacam itu. Satu-satunya cara yang masuk akal (dan dimaksudkan) untuk menggunakan supercapacitor adalah selain baterai, tidak pernah dalam penggantian baterai.Mereka saling melengkapi dengan sempurna. Baterai berurusan dengan menyimpan banyak energi, sementara kapasitor menghantarkannya pada daya tinggi saat dibutuhkan. Mereka mengizinkan hal-hal seperti menangkap hampir semua energi kembali dari pemecahan regeneratif, karena semua energi itu dapat dengan mudah dibuang ke dalamnya dan mereka akan menanganinya seperti champs. Kemudian dapat disedot kembali ke baterai pada tingkat yang terkendali yang dapat ditangani baterai.

Superkapasitor dapat membiarkan baterai yang sangat lemah sekalipun dalam keadaan sangat dingin untuk menghidupkan mobil, karena aki dibebaskan dari tuntutan daya. Tapi baterai lemah itu akan tetap bekerja dan masih perlahan tapi pasti mengisi ulang kapasitor dan tetap terisi lama setelah mobil-mobil pembuat video itu akan mati di air.

Singkatnya, mereka digunakan dalam industri otomotif, dan orang-orang di video itu hanya menghabiskan uang untuk membuat mobil mereka lebih rendah dalam banyak hal penting dengan menyalahgunakan kapasitor dengan cara yang hanya merugikan. Mereka bukan pengganti untuk baterai karena baterai menyimpan banyak energi, kapasitor tidak. Digunakan bersama-sama, bagaimanapun, mereka adalah pasangan yang sangat baik dan mengambil kendur di daerah yang lemah lainnya.

Perbandingan ini adalah kilo-untuk-kilo.

Kekurangan super kapasitor

• Kepadatan energi lebih rendah dari baterai.
• Tingkat self-discharge yang lebih tinggi. Kehilangan biaya seiring waktu.

Keuntungan dari super kapasitor

• Dapat menerima pengisian lebih cepat daripada baterai.
• Dapat menghasilkan lebih banyak arus daripada baterai.

Super kapasitor lebih baik daripada baterai sebagai sumber daya , tetapi mereka lebih buruk daripada baterai dalam menyimpan energi . Di dalam mobil, super kapasitor kadang-kadang ditemukan di KERS (Kinetic Energy Recovery System), di mana mereka menyerap sejumlah besar daya ketika mobil melambat, hanya untuk melemparkan daya ini kembali ke motor beberapa detik kemudian. Tetapi superkapasitor tidak dapat berfungsi sebagai pengganti praktis untuk tangki gas pada kondisi teknologi saat ini.

Pertama-tama, alangkah baiknya jika Anda memposting tautan ke video yang Anda bicarakan, sehingga kita dapat melihatnya sendiri, dan tidak perlu menebak apa yang Anda bicarakan.

Kedua, jawabannya adalah tidak. Tidak mungkin dengan kondisi terkini. Mulailah dengan pencarian Google sederhana pada "kepadatan energi" dan Anda akan menemukan Wikipedia tua yang bagus . Melihat ini, Anda akan menemukan energi spesifik sekitar 44 MJ / kg untuk bensin, dan sekitar 0,04 MJ / kg untuk superkapasitor. Ini menunjukkan bahwa berat bensin yang sama akan memberikan energi 1000 kali lebih banyak daripada supercaps. Ini menyesatkan sekitar faktor 3, karena bensin perlu dibakar dalam mesin pembakaran internal, dan mesin IC praktis hanya sekitar 30% efisien. Meskipun demikian, ini memberi bensin sekitar 250 atau 300 keunggulan. Dengan kata lain, mobil listrik dengan berat supercaps yang sama dengan tangki bensin 25 galon akan setara dengan sekitar tangki 1 pint.

Jadi tidak, itu tidak praktis. Ini dapat digunakan, misalnya, sebagai penyangga penyimpanan sementara untuk energi yang pulih dengan pengereman regeneratif, tetapi itu tidak cukup jauh.

EDIT - Dengan tautan ke video dan lembar data, saya dapat merespons lebih lengkap.

Pertama, saya akan memberikan tanggapan saya yang lebih cocok untuk diskusi tentang mobil listrik, jadi saya akan mencoba melakukan pekerjaan yang lebih baik dengan fokus pada starter dan masalah lainnya.

Ini tidak sepenuhnya langsung, karena motor starter tidak benar-benar menarik 600 amp. Sebaliknya, 100 amp adalah angka yang lebih masuk akal. Dalam kondisi ini, supercaps akan kehilangan sekitar 1/4 volt per detik. Apakah ini masalah? Saya perhatikan bahwa pengeditan OP saat ini menyarankan bahwa starter hanya perlu menyediakan daya selama sekitar 1 detik. Ini menunjukkan bahwa poster itu hidup di iklim yang hangat dan tidak pernah mengendarai kendaraan yang lebih tua yang tidak mudah untuk memulai. Untuk orang seperti itu, supercap akan melakukan dengan baik. Bagi yang lain, tidak begitu banyak.

Aki mobil (di mobil bensin / diesel tradisional, saya akan mengabaikan mobil hibrida dan listrik di sini) digunakan untuk menyalakan mobil dan juga menyediakan tenaga untuk berbagai beban yang digunakan saat mesin mati.

Kapasitor cenderung memiliki pengisian / pemakaian yang lebih efektif daripada baterai dan tidak ada masalah nyata dengan banyak siklus tetapi mereka memiliki kepadatan energi yang JAUH lebih rendah. Jadi bank supercap kecil dapat memulai mobil dengan sukses (seperti yang diperlihatkan video-video itu) tetapi juga akan mengeluarkan daya sangat cepat jika Anda memiliki beban signifikan yang dihidupkan dengan mesin Anda berhenti. Dalam video yang ditautkan dalam pertanyaan, Anda melihat tegangan turun dengan cepat ketika ia menyalakan lampu depan.

Itu akan menjadi PITA utama jika Anda harus melakukan perbaikan pinggir jalan di malam hari.

Kapasitor mengisi dengan cepat, tetapi mereka keluar dengan cepat juga. Karena itu mengapa kami menggunakan baterai. Baterai tahan lebih lama. Jadi, jika Anda secara tidak sengaja membiarkan lampu depan menyala selama 5 menit, mobil akan menyala. Kapasitor juga lebih mahal. Satu-satunya manfaat yang dapat saya lihat adalah harapan hidup akan lebih lama karena kapasitor memiliki siklus pengisian lebih banyak. Anda mungkin tidak perlu mengganti kapasitor. Tapi sederhananya, baterai lebih efisien, dapat diandalkan dan jauh lebih murah. Anda mungkin harus menggantinya setiap 5 tahun, tetapi itu adalah harga kecil untuk membayar keandalan. Mempertimbangkan seberapa murah baterai, itu tidak sulit. Mungkin bagus untuk bantuan darurat yang mahal. Tapi begitu juga baterai. Baterai lebih berat ... jadi ...