Energiespeicher: Doppelschichtkondensatoren statt Akkumulatoren

Power für den Bus

UltraCaps als Energiespeicher für dieselelektrische Busantriebe
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Im Gegensatz zu Akku-Systemen haben Doppelschichtkondensatoren – wie UltraCaps auch bezeichnet werden – keine Verschleiß-erscheinungen. Sie verkraften mehr als 500 000 Lade-/Entladezyklen bei einer Mindestlebensdauer von zehn Jahren, ohne dass sich die Kapazität als Funktion der Zeit ändert – bei üblichen Systemen undenkbar!

Der Beitrag wurde von Horst Böhland, Red. KEM, nach Informationen der Epcos AG, München, zusammengestellt

UltraCaps als Speichermedium für Linienbusse
Bis die Brennstoffzelle für Fahrzeuge die Serienreife erlangt hat, sind UltraCaps ein idealer Energiespeicher zur Rückgewinnung der Bremsenergie für dieselelektrische Antriebe. Derartige Antriebe aus einer Kombination eines Dieselmotors mit einem elektrischen Antriebsstrang und Energiespeicher zur Aufnahme der Bremsenergie werden bereits heute in Serie gebaut. So wird z. B. der Elfa-Drive von Siemens u. a. in Stadtbussen bei einem namhaften deutschen Bushersteller eingesetzt.
Die jetzt zur Peak-Power-Performance weiterentwickelte Technologie der Doppelschicht-kondensatoren von Epcos ist als Energiespeicher auch für diesen Einsatzfall elektrochemischen Batteriesystemen überlegen:
– 500 000 Lade-/Entlade-zyklen mit hohen Strömen
– zehn Jahre Mindestlebensdauer
– keine schleichende Kapa-zitätsänderung
– schlagartige Energieabgabe möglich
– tiefentladungsfähig ohne Funktionsnachteile
– Temperaturbereich -30 °C bis +70 °C
– wartungsfrei
Revolutionäre Versuchsergebnisse
Bei Siemens wurden an einem 56 V-UltraCap Modul für den Einsatzfall Stadtbus anwendungsnahe Messungen für ei-ne Modellbildung des elektrischen Verhaltens dieses Energiespeichers durchgeführt und die zu erwartenden Kraftstoff-einsparungen abgeschätzt. Dabei waren ein 85 kW Asynchronmotor der Fahrmotor – versorgt von einem beidseitig selbstgeführten Umrichter, der von einer permanent erregten Synchronmaschine mit vor-geschaltetem 125 kW-Diesel-motor angetrieben wurde. Der Energiespeicher mit den UltraCaps war über eine Steller-phase mit dem Zwischenkreis konstanter Spannung gekoppelt. Zur Abschätzung der Kraftstoffeinsparung wurde das typische Fahrspiel einer Linie in der Nürnberger Innenstadt herangezogen und zwei Strategien für das Speicher-management im regenerati-ven Betriebszustand untersucht. Der Energiespeicher wurde nur beim Bremsen mit der ganzen im Zwischenkreis verfügbaren Leistung geladen. Im regenerativen Betriebszustand lieferte er dann Leistung in den Antriebsstrang. Aus den für den kompletten Antriebsstrang und das simulierte Fahrspiel ermittelten Energiebeträgen von Dieselmotor und UltraCaps ergab sich mit dem günstigsten Management eine Absenkung des Kraftstoffverbrauches um 26 Prozent. Die insgesamt benötigte Energie am Ende des Nürnberg-Innenstadt-Zykluses sank dabei um 18 Prozent, der Wirkungsgrad der Antriebskette verbesserte sich wesentlich. Setzt man den Speicher für kleinere Leistungen und den Dieselmotor nur für größere Leistungen ein, optimiert man auch den Leistungsfluss in der Antriebskette. Eine Serienschaltung von UltraCaps ist für diesen Einsatz sehr gut geeignet. Im Unterschied zu Batte-rien ist es möglich, mit diesem Energiespeicher die Leistung eines Bremsvorganges zu puffern und für die nächste Beschleunigung zu nutzen. Die UltraCaps mit langer Lebensdauer und hoher Energiedichte erfüllen die Anforderungen gängiger Innenstadtzyklen für Stadtbusse.
Ausführliche Informationen
UltraCaps
KEM 459
Internet
Optimales Speichermedium
UltraCaps sind das optimale Speichermedium für den Auf- und Abbau großer Energiemengen. Sie sind Batterien oder Elektrolytkondensatoren weit überlegen. Das beweist auch der Einsatz von 115 UltraCaps mit je 2 700 Farad für 450 kWs in der ers-ten Groß-USV der AEG SVS Power Systems GmbH, Warstein-Belecke.
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