Los módulos de supercapacitores de Eaton son dispositivos de almacenamiento de energía de capacitancia ultralta, alta potencia y alta confiabilidad que utilizan celdas de condensador eléctrico de doble capa (electric double layer capacitor, EDLC), combinadas con materiales y procesos patentados. Esta combinación de tecnologías avanzadas permite que Eaton ofrezca una amplia variedad de soluciones de supercapacitores adaptadas a las aplicaciones para sistemas de energía de respaldo, pico e híbrida.
Pueden aplicarse como el único almacenamiento de energía o en combinación con otras tecnologías de almacenamiento de energía para optimizar los costos iniciales y operativos, la vida útil de los equipos y los requisitos de energía, y obtener el costo total de propiedad más bajo o un mayor retorno en la inversión. La capacidad del sistema puede variar de unos pocos vatios a megavatios.
Todos los productos cuentan con una resistencia serie equivalente (equivalent series resistance, ESR) baja para una alta densidad de potencia y alta eficiencia, y están construidos con materiales ecológicos para brindar una solución con conciencia ecológica. Los supercapacitores de Eaton no requieren mantenimiento, tienen una vida útil de hasta 20 años y temperaturas de operación que oscilan entre -40 °C y +85 °C.
Las aplicaciones ideales de los supercapacitores van desde respaldo de calidad de energía, sistemas de manejo de materiales, transporte, tren eléctrico/tracción, integración de recursos de energía distribuida (distributed energy resource, DER) renovables, microrredes y transmisión y distribución de servicios públicos. Los supercapacitores proporcionan beneficios únicos en cada una de estas aplicaciones que se describen en cada sección a continuación. La nota de aplicación de las pautas para módulos supercapacitores proporciona información detallada sobre la tecnología de los módulos supercapacitores de Eaton, sus características operativas, definiciones de clasificación y consideraciones sobre la vida útil. Si tiene preguntas adicionales sobre cómo se utilizan los supercapacitores en su aplicación, comuníquese con nosotros o con su representante de ventas local de Eaton para obtener más ayuda con la aplicación.
La globalización ha aumentado la necesidad de mover materiales por todo el mundo, desde grandes contenedores ISO en puertos marítimos hasta pequeños paquetes en almacenes regionales o locales. El uso eficiente de la energía a través de estos sistemas garantiza que las empresas de logística proporcionen un servicio eficiente y rápido. El uso de supercapacitores altamente eficientes puede ayudar a reducir los costos operativos a través de sistemas regenerativos para grandes sistemas de manejo de materiales, como grúas de puertos. La expansión del comercio electrónico y la necesidad de acortar los tiempos de entrega para mantener la competitividad han aumentado la necesidad de desarrollar cadenas de suministro distribuidas. Esto está impulsando la construcción de almacenes con sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (ASRS) que usan vehículos guiados automatizados (AGV), transbordadores de palés o cajas y otros equipos eléctricos. La recarga rápida y la alta densidad de potencia pueden ayudar a reducir las huellas, y la vida útil más prolongada ofrece menores costos de mantenimiento.
El manejo de materiales también ocurre en una variedad de entornos. Los sistemas para exteriores pueden presentar condiciones de operación de alta temperatura difíciles para muchas soluciones de almacenamiento de energía electroquímica, mientras que en los almacenes frigoríficos internos, muchas tecnologías de baterías pueden resultar ineficaces para los transbordadores de palés. Los supercapacitores ofrecen temperaturas de operación de -40 °C a +65 °C que pueden superar estas condiciones difíciles para reemplazar o aumentar los sistemas de baterías y proporcionar un rendimiento óptimo en prácticamente todos los entornos de manejo de materiales.
Entrega de la potencia máxima necesaria para maximizar la recuperación de energía durante la desaceleración o el descenso, que se pierde casi por completo cuando se depende solo de baterías.
Con la amplia variedad de diferentes requisitos de almacenamiento de energía en las aplicaciones enumeradas, determinar la cantidad de supercapacitores adecuados para las cargas necesarias requiere un análisis exhaustivo. Los módulos de supercapacitores pueden configurarse en serie para aumentar el voltaje de trabajo, que se denomina “cadena de módulos”. Los módulos individuales o las cadenas de módulos pueden configurarse en paralelo para satisfacer las necesidades de la aplicación con respecto a la corriente o la potencia requerida durante un período deseado. Para ayudar a determinar la cantidad de módulos en serie y las cadenas subsiguientes en paralelo, Eaton ha desarrollado una herramienta calculadora que contiene todos los supercapacitores. Esta calculadora de tamaños proporciona características eléctricas de alto nivel (con diferentes condiciones de vida útil) y encuentra una correspondencia entre estas características y varias configuraciones o alternativas de supercapacitores. La información solicitada incluirá la siguiente:
Los supercapacitores tienen capacidad de descarga flexible para cumplir con los requisitos de potencia constante, corriente constante o ciclos de energía variables sin necesidad de modificar la configuración ni afectar la vida útil. A continuación, se muestran ejemplos de corriente y potencia constantes. Debido a su ESR baja, los supercapacitores ofrecen una alta densidad de potencia que permite una descarga de potencia alta (equivalente a la tasa C para baterías) en millones de ciclos. Esto puede ayudar a reducir el sobredimensionamiento que es común con el almacenamiento de energía electroquímica, lo que puede reducir las huellas de almacenamiento de energía.
La herramienta de dimensionamiento de supercapacitores de Eaton ofrece una ilustración en tiempo real de las características de descarga después de que los supercapacitores se hayan dimensionando según la aplicación. Consulte la herramienta aquí.
Figura 1a.
Ejemplo de curvas de descarga de voltaje y corriente para descarga de 10 kW de un módulo supercapacitor XLM-62 con voltaje de flotación de 56 V.
Figura 1b.
Ejemplo de curvas de descarga de voltaje y corriente para descarga de 500 A de un módulo supercapacitor XLM-62 con voltaje de flotación de 56 V.
Del mismo modo, los supercapacitores ofrecen bajas restricciones en la tasa de carga que pueden aceptar sin afectar la vida útil. Pueden cargarse con la misma rapidez con la que pueden descargarse. Muy a menudo, la limitación de la tasa de carga está determinada por la infraestructura de carga en el esquema de distribución de potencia general.
Para aplicaciones de ciclo de trabajo alto o aplicaciones de ciclo constante, se debe considerar el aumento de calor. Consulte la sección de carga de las Pautas de aplicación para obtener más información.
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