{"id":39,"date":"2006-10-11T21:19:00","date_gmt":"2006-10-11T19:19:00","guid":{"rendered":"urn:uuid:{a.guid}"},"modified":"2008-08-05T23:31:33","modified_gmt":"2008-08-05T21:31:33","slug":"supercondensator","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/articles\/2006\/10\/11\/supercondensator\/","title":{"rendered":"Is de supercondensator uitgevonden?"},"content":{"rendered":"<p>Een bedrijfje in Austin (Texas), EEStor genaamd, zou een supercondensator ontwikkeld hebben die dichtbij productie staat. Deze supercondensator zou met een gewicht van 180 kg wel 52 kWh aan energie moeten kunnen opslaan, wat voor vele doeleinden bruikbaar is, o.a. wagenaandrijving, maar ook een mogelijkheid is om fluctuerende energie van bijvoorbeeld windmolens en zonnepanelen tijdelijk in op te slaan. Dit zou dan betekenen dat windmolens en zonnepanelen en andere intermitterende (duurzame) energiebronnen een zekerheidsfactor gaan krijgen in energieleveranties. D\u00e1n hebben we fossiele energiebronnen (uiteindelijk) helemaal niet meer nodig.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" title=\"Een voorbeeld van een supercondensator\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2008\/articles\/powercapacitors_thumbnail.jpg\" alt=\"Plaatje van supercondensator\" \/><br \/>\n<!--more--><\/p>\n<h2>EEStor&#8217;s claims<\/h2>\n<p>Het bedrijfje wil niets weten van publiciteit, heeft inmiddels <a href=\"http:\/\/patft.uspto.gov\/netacgi\/nph-Parser?Sect1=PTO1&amp;Sect2=HITOFF&amp;d=PALL&amp;p=1&amp;u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&amp;r=1&amp;f=G&amp;l=50&amp;s1=7033406.PN.&amp;OS=PN\/7033406&amp;RS=PN\/7033406\">een patent<\/a> ingediend, en werkt samen met andere bedrijven om uiteindelijk in 2008 de volumeproductie in te gaan. Hetgeen wat bekend is van de supercondensator is het volgende:<\/p>\n<ul>\n<li>Het is een parallele plaatcondensator met Barium Titaan als di\u00eblectricum.<\/li>\n<li>De verkoopprijs voor het eerste jaar zou starten bij $3,200 en verlaagt tot $2,100 in hoge-volume productie<\/li>\n<li>Het product weegt 180 kg en levert 52 kWh.<\/li>\n<li>De supercondensator laadt op in minuten in plaats van<br \/>\nuren.<\/li>\n<li>De EEStor technologie is getest tot 1.000.000 cycli met geen materiaaldegradatie, dit tegenover loodaccu&#8217;s die 500 &#8211; 700 herlaadcycli meegaan<\/li>\n<li>Het is geen chemische batterij, dus geen overhitting mogelijk wat neerkomt op geen veiligheidsrisico.<\/li>\n<li>EEStor plant een eigen productielijn (Cedar Park Texas) om te bewijzen dat de batterij werkt en om de technologie te licensi\u00ebren aan productiebedrijven voor massaproductie<\/li>\n<li>EEStor&#8217;s technologie kan voor meedere doeleinden gebruikt worden: puur elektrische voertuigen, backup vermogen en zelfs groteschaal energieopslag voor intermitterende duurzame energiebronnen zoals wind en zon.<\/li>\n<li>Ze hebben een exclusieve overeenkomst met Feel Good Cars, een Canadese producent van de ZENN, een lage snelheids elektriciteitswagen, om hen de hoge-vermogensdichtheid keramische supercondensatoren te laten kopen. FGC heeft dan het exclusieve recht deze voor alle transport-gebruiken onder 15 KW aandrijfvermogen (100 piek-pk) te laten gebruiken en voor voertuigen met een gewicht beneden 1200 kg (zonder batterijen).<\/li>\n<\/ul>\n<h2>De claims wat nader bekeken<\/h2>\n<p>Wat helpt bij de uitleg beneden is een tweetal formules, die ik even aanhaal:<\/p>\n<ol>\n<li>de parallele plaat formule voor een condensator: <img decoding=\"async\" title=\"Capaciteitsformule platte plaat\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2008\/articles\/supercondensator_capaciteitformule.png\" alt=\"Formule capaciteit\" \/>\n<p>Met <strong>C<\/strong> = capaciteit in F (Farad), <strong>\u03b5<\/strong> de di\u00eblectrische constante oftewel geleidbaarheid in F\/m, <strong>A<\/strong> is de oppervlakte van de platte platen in m<sup>2<\/sup> en <strong>d<\/strong> is de afstand tussen de platen in m.<\/p>\n<p><strong>\u03b5<\/strong> wordt ook wel eens geschreven als <strong>\u03b5<sub>r<\/sub>\u03b5<sub>0<\/sub><\/strong> en ook wel eens als <strong>k\u03b5<sub>0<\/sub><\/strong> (de k-waarde).<\/li>\n<li>de hoeveelheid energie in een condensator: <img decoding=\"async\" title=\"Energie in condensator\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2008\/articles\/supercondensator_energieformule.png\" alt=\"Formule energieinhoud\" \/>\n<p>Met <strong>E<\/strong> de energie in J (Joule) en <strong>V<\/strong> het voltage over de condensator in V (Volt).<\/li>\n<\/ol>\n<p><strong>Barium Titaan als di\u00eblectricum<\/strong><\/p>\n<p>De k-waarde van BaTiO<sub>3<\/sub> en van BaSrTiO<sup>3<\/sup> is erg hoog; wel tot 6000 (Brandmayr et al.). Dit is erg hoog, vergeleken met andere materialen die liggen onder de 100. Het probleem is steeds geweest om dit keramische materiaal betrouwbaar te maken. Misschien dat EEStor dit wel onder controle heeft\/krijgt. Je ziet aan formule 1 dat een grote k tot een hogere capaciteit leidt, en dat een hogere capaciteit C leidt tot een hogere energie-inhoud.<\/p>\n<p><strong>E\u00e9n miljoen cycli<\/strong><\/p>\n<p>Als dit getest zou zijn, en tellen een ongehoord korte tijd van 15 minuten om 52 kWh te laden en ontladen, dan duurt een miljoen cycli nog altijd ruim 28 jaar. Dit zal dus niet gebeurd zijn. In het patent wordt gesproken over het verbinden van 2000 basieke modules tot een 52 kWh supercondensator. Dit zou in 5 minuten op te laden zijn. Dat wil zeggen dat 1 of 2 modules slechts 1 seconde tijd nodig hebben. 1 miljoen seconden is 11 dagen testen aan \u00e9\u00e9n stuk.<\/p>\n<p><strong>Het product weegt 180 kg en levert 52 kWh<\/strong><\/p>\n<p>Kijkende naar het patent, dan wordt hieruit duidelijk dat het gaat om een capaciteit van 31 F gebruikt bij 3500 V. Dat moet ook wel, anders komen we niet aan de genoemde 52 kWh. De berekening gaat als volgt (formule 2): E = 0.5*31*3500<sup>2<\/sup>= 189.875.000 J = 52.7 kWh.<br \/>\nDit is heel erg veel in vergelijk met andere super- of ultracondensatoren. Kijk bijvoorbeeld naar de <a href=\"http:\/\/www.maxwell.com\/ultracapacitors\/index.asp\">site van Maxwell<\/a>, die zich helemaal toeleggen op het maken van boostcap ultracondensatoren. De BoostCap 2600 gebruikt 2.7 V bij een capaciteit van 2600 F, wat neerkomt op 9.5 kJ oftewel 2.6 Wh. Dus de EEStor haalt 20.000 keer meer.<\/p>\n<p>Hoe kunnen we vergelijken? Neem een BoostCap 2600 (gewoon te koop). Deze weegt 480 gram, dus wanneer EEStor 180 kg weegt, dan gaan daarin 363 BoostCap 2600s. Dus van de energiefactor 20.000 die EEStor meer heeft houden we nu 20.000\/363 = 55 keer meer over. Dit moet dan in de k-waarde zitten of in het voltage. Wanneer ik een factor 55 meer wil halen met meer voltage, dan moet het voltage wortel(55) keer groter zijn (volgens formule 2), dus 7,4 keer hoger. Dus dan heeft EEStor een voltage van 7,4 * 2,7 = 20 V. Misschien dat dit mogelijk is.<\/p>\n<p><strong>Geen veiligheidsrisico<\/strong><\/p>\n<p>Je ziet in het voorgaande punt dat de spanning er erg veel toe doet. Maar goed, 3500 V is toch gevaarlijk en moet goed afgeschermd worden. Ook als er doorslag zou vinden als gevolg van het doorslaan van het dielectricum, dan moet dat niet leiden tot een gevaarlijke destructie van de gehele condensator waarbij hoge strome wellicht tot hoge interne verliezen en dus temperaturen kunnen leiden.<\/p>\n<p><strong>Geen oververhitting mogelijk<\/strong><\/p>\n<p>Zie het voorgaande punt. Echter in vergelijk met een chemische batterij zullen ze zeker minder interne weerstand hebben. Voor de ge\u00efnteresseerden <a href=\"\/articles\/2006\/10\/11\/supercondensator\">hier<\/a> een artikel wat uitlegt hoe je met het kiezen van de laadstroom niet teveel energie hoeft te verliezen in de interne weerstand.<\/p>\n<p><strong>De supercondensator laadt op in minuten<\/strong><\/p>\n<p>Dat zou erg grote stromen vergen. 52 kWh in 5 minuten laden, heeft een laadstroom nodig van ongeveer 360 A. Daar zijn dikke kabels en schakelaars voor nodig, maar is wel te doen. Een lagere laadstroom heeft trouwens minder verlies tot gevolg, zie ook <a href=\"\/articles\/2006\/11\/22\/laadefficiency_condensator\">dit artikel<\/a>.<\/p>\n<p><strong>Prijs van $3000<\/strong> en <strong>Voor meerdere doeleinden te gebruiken<\/strong><\/p>\n<p>Gebruik in een wagen is goed betaalbaar. Temeer omdat de kosten van elektriciteit dan wel erg meevallen tegenover de kosten van de benzine. Bijvoorbeeld de Tesla, een elektrisch aangedreven wagen die beschreven is in het artikel <a href=\"\/articles\/2006\/07\/22\/zuiniger-dan-prius-en-sneller-dan-een-ferrari\">Zuiniger dan een Prius en sneller dan een Ferrari<\/a> vebruikt 2,2 cent per km (110 Wh\/km) en een bezinewagen al snel 8,4 (bij een zuinigheid van 1 op 17). Dit verschil in prijs gaat snel oplopen en een $3000 zijn na 40.000 km terugverdiend.<\/p>\n<p>Voor persoonlijk gebruik in huis, waar je bijvoorbeeld gedurende de nacht je condensator vollaadt tegen nachttarief en dit gebruikt overdag, is minder gunstig. Via internet zie ik een prijsverschil van 2,2 cent per kWh (nachttarief goedkoper dan continue tarief). In het artikel <a href=\"\/articles\/2006\/06\/25\/energie-besparing-levert-geld-op\">energiebesparing levert geld op<\/a> haal je de jaarverbruiken van gezinnen, en bij een 4 persoons huishouden is dat 4345 kWh. Dus per jaar een besparing van 100 \u20ac, dan duurt het ruim 23 jaar voordat je de kosten terugverdiend hebt. Het verbruik van 4345 kWh per jaar komt neer op 12 kWh per dag, terwijl de condensator 52 kWh kan opslaan. Bij een klein bedrijf, dat per dag 40 kWh vebruikt, gaat naar een besparing toe van ruim 300 \u20ac per jaar en dan is de terugverdientijd 10 jaar.<\/p>\n<p><strong>Een eigen productielijn<\/strong><\/p>\n<p>Ik heb begrepen dat ze <a href=\"http:\/\/www.eestor.us\/\">een eigen website<\/a> hebben, alleen die is al sinds juli dit jaar &#8220;under construction&#8221; (in de maak). Lijkt me geen goed teken. Tevens heb ik <a href=\"http:\/\/thefraserdomain.typepad.com\/energy\/2006\/01\/eestor_ultracap.html\">in een specifieke blog<\/a> nog in een bericht van september gelezen dat de invoering nog een jaar uitgesteld zou worden.<\/p>\n<h2>Conclusie<\/h2>\n<p>Ik acht het niet onmogelijk, echter wellicht is 2008 nog te optimistisch. Ik hoop natuurlijk wel dat de supercondensator er komt, met een capaciteit van 52 kWh bij een gewicht van 180 kg en een prijs van iets boven de 2000 \u20ac. Dat zou een boost betekenen voor de nog betrouwbaardere inzetbaarheid en beschikbaarheid van (intermitterende) duurzame energiebronnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Een bedrijfje in Austin (Texas), EEStor genaamd, zou een supercondensator ontwikkeld hebben die dichtbij productie staat. Deze supercondensator zou met een gewicht van 180 kg wel 52 kWh aan energie moeten kunnen opslaan, wat voor vele doeleinden bruikbaar is, o.a. wagenaandrijving, maar ook een mogelijkheid is om fluctuerende energie van bijvoorbeeld windmolens en zonnepanelen tijdelijk [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[3,10,6],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39"}],"collection":[{"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=39"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=39"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=39"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/olino.org\/blog\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=39"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}