En aplicaciones de baja potencia, donde son posibles tiempos de operación cortos e intermitentes y una recarga rápida, los supercondensadores podrían ser una opción. La densidad de energía es menor y las tecnologías más nuevas parecen alcanzar valores similares a los de una batería NiMH. Los supercondensadores ofrecen la ventaja de no contener materiales peligrosos y tener una resistencia interna mucho menor, lo que permite corrientes de pico más altas que las baterías. La vida útil de las baterías está limitada a 2000-5000 ciclos de carga, mientras que los supercondensadores pueden cargarse más de 1 millón de veces sin degradación significativa. También funcionan a temperaturas muy bajas, por ejemplo, en un almacén de alimentos o productos congelados.
A diferencia de las baterías, que mantienen un voltaje casi constante durante el proceso de descarga, el voltaje de los supercondensadores disminuye significativamente. El siguiente ejemplo es para un pequeño robot con un consumo total de energía de 100W y un tiempo de funcionamiento máximo de 60 segundos entre ciclos de carga.
Cálculo de energía:
E = P * t = 100W * 60s = 6kJ = 1.67Wh
Voltaje máximo del banco de condensadores: 48V Voltaje mínimo: 12V
Capacidad requerida:
Conectando diecisiete supercondensadores de 3V/100F en serie, se puede lograr la capacidad requerida a una tensión nominal máxima de 51V.
La figura 4 muestra la curva de descarga de esta solución de supercondensadores en comparación con una batería estándar de 48V.
La Figura 4 muestra las curvas de descarga de los supercondensadores frente a las baterías.
Aunque el precio de los supercondensadores es ciertamente más alto que el de las baterías, el banco de supercondensadores puede recargarse durante la operación en cuestión de segundos, lo que permite que el robot funcione 24 horas sin interrupciones. Considerando la diferencia en la vida útil y el costo de reemplazar baterías defectuosas, la solución de supercondensadores resulta más económica a largo plazo.
Para cubrir el amplio rango de voltaje de los condensadores (desde 12V hasta 48V), se necesita un convertidor. ¡No hay problema! P-DUKE ofrece un convertidor con una entrada de 9V a 75V y una potencia de salida de 100W. Consultar la serie QAE100U.
Figura 5: Arquitectura de potencia típica de un robot que utiliza una solución de energía con supercondensadores.
