Der Kondensator, ein neuer Energieturbo

  • So sieht er aus, der Kondensator im neuen Mazda6.
    foto: mazda

    So sieht er aus, der Kondensator im neuen Mazda6.

Mazda hat erstmals ein praxistaugliches Einsatzgebiet gefunden

Der Einsatz von Kondensatoren als Energiespeicher ist schon lange ein Thema in Zusammenhang mit der Elektromobilität. Im Gegensatz zu Akkus, bei denen das Laden sehr lange dauert, können Kondensatoren große Mengen an Energie schnell aufnehmen und wieder abgeben.

Ihr noch viel höherer Preis und ihre größere Tendenz zur Selbstentladung sind zwei der wichtigsten Gründe, warum Kondensatoren in Elektro- und Hybridautos nun trotz verlockender Eigenschaften derzeit nicht angewendet werden. (Außerdem kann zum Antrieb eines E-Autos ein Batteriesystem allein verwendet werden, ein Kondensator benötigt aus Preisgründen und zur Systemlangzeitstabilität immer noch zusätzlich Batterien).

Praxisnutzen noch fraglich

Mazda hat nun als erster Serienhersteller im neuen Mazda6 doch einen Einsatzzweck für den Kondensator gefunden, und zwar zur Verbesserung der Energiebilanz bei Diesel- und Benzinfahrzeugen, als eine Art Erweiterung der Start-Stopp-Automatik. So lädt man anstatt der Fahrzeugbatterie, wie das andere Hersteller machen, im Schiebebetrieb den Kondensator, mit dem Vorteil, dass hier in kürzerer Zeit mehr Strom hineinfließen kann. Er treibt dann direkt Verbraucher wie die elektrische Servolenkung, die Start-Stopp-Automatik und die Klimaanlage an oder kann den Strom auch an die Batterie weiterschicken.

Spannend ist daran die Tatsache, dass jetzt noch kein Kunde weiß, wie viel der Einsatz dieser Technik tatsächlich bringen wird, denn in den Normverbrauchswerten kann sich die Kondensatortechnologie kaum niederschlagen, weil der Normzyklus nämlich ohne Verbraucher wie Klimaanlage etc. gefahren wird. Der Einsatz des Kondensators soll vor allem im wahren Leben Vorteile bringen, also die enormen Unterschiede zwischen Normverbrauch und Realverbrauch verringern. (Rudolf Skarics, Der Standard Printausgabe, 5.10.2012)

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Energiedichte

hat halt ein Akku mehr als ein Kondensator.

was kondensiert da? ;-)

man hätte auch EDLC schreiben können: Electrochemical Double Layer Capacitor - das erklärt das besser.

Zum Thema Schwungrad

Ist in Garching (TU München) seit mehr 20 Jahren im Einsatz als Energiespeicher. Abrufzeit bis Stillstand 0,3s, Energieinhalt~ IC Zug bei 200km/h. Weil es keine Möglichkeit gibt diese Energiemenge per Leitung in dieser Zeit zu liefern, hat man das gebaut, Durchmesser ~2m.
In Stadtbussen von MAN war dieSchwungradtechnik in den 80/90 Jahren im Versuch in München unterwegs.
Schwungrad hatte ca. 30cm Durchmesser,+Rekuperation, der 200 PS LKW-Motor wurde durch einen 90 PS Diesel ersetzt. Lt. Fahrer brauchte der Stadtbus ~14 l Diesel. Allerdings für hügeliges Gelände nicht geeignet!
Ein aktueller Gelenkbus braucht ~53 Liter im Stadtverkehr

gibts dazu irgendwo was zum nachlesen, die zahlenwerte klingen ein bischen sehr fantastisch.
um mit 30cm durchmesser energie in sinnvollen umfang speichern zu können muß das teil entweder eine elendslange rolle sein, oder mit drehzahlen operieren die eher im labor realisierbar sind.

Alles in der vorinternetzeit!

Den Busantrieb hab ich mir selber angesehen, lief damals bei Firma Haderstorfer, ich glaub Freising. Die Firma gibt es noch.
Das Gerät der TU München, ich würde mich direkt an die Technische Unversität München wenden, evtl. den Rektor. Der müsste helfen können.

Was ich zu den Bussen in München gefunden habe:
Hohlzylinder aus glasfaserverstärktem Kunststoff.
11.000 Umdrehungen pro Minute.
2,75 kWh Speicherinhalt.

Klingt wirklich nicht nach Scheibe, sondern nach einer längeren Rolle.

Laut
http://de.wikipedia.org/wiki/Ener... iespeicher
werden heute mit CFK Umdrehungsgeschwindigkeiten von 80.000/min und Energiedichten von 50 Wh/kg erreicht.

ohne jetzt details der konsensatorentechnik zu kennen -das ganze schreit danach den normzyklus endlich mit realitätsnähe zu verbinden. stopp and go bei 35°C außentemperatur sowie bei -10° unter einsatz der verbauten Gerätschaft (Licht, Heizung / Klima)
Dann würde sich die Kondensatorentwicklung eher lohnen, leds die glühbirnen ersetzen, nebenagregate nicht nur billig sondern auch technisch sinvoll gebaut werden, und verbrauch / reichweite realistischer werden (und mein lieblingsfeindbild e-mobilität abtöten bevor sinnlos geld reingesteckt wird)

US-Fahrzyklus in EU übernehmen,

wäre schon ein sehr vernünftiger erster Schritt, mit dem u.a. die Vergleichbarkeit für Konsumenten links und rechts des Atlantiks möglich wäre.

LED in der Fahrzeugbeleuchtung.

Lt. EU-Verordnung dürfen die LED-Leuchten nicht reparierbar sein! Bei integriertem Tagfahrlicht ist beim Ausfall einer dieser LED ein neuer Scheinwerfer einzubauen, Kosten 300-1000€ plus Arbeit. Wer will das?
Hauptursache für ausgefallene LED sind kalte Lötstellen! Eigentlich simpel zu reparieren: aufmachen, nachlöten, wieder einbauen fertig.
Lt. EU-Vorschrift wird das Gehäuse beim Öffnen zerstört!

Im Ernst?

Quelle?

schön für die lobbyisten, dass sie der eu wiedermal eine richtlinie vor-schreiben durften ...
... der eu-apparat gehört aufgestockt, damit genug beamte da sind, um solche verordnungnen selbst zu formulieren (käme den konsumenten jedenfalls allemal billiger)

für die regelung bin ich wenigstens genau so wenig verantwortlich wie für den normzyklus :-)

Normverbrauchswerte an Realität anpassen?

spannend

kondensatoren sind nach meiner erfahrung jedoch die teile, die bei jeglichen elektro und elektronikgeräten als erstes den dienst quittieren. bin neugierig auf die praxisberichte.

Richtig, Supercaps sind allerdings auch keine simplen Elkos im Großformat. :)

Derzeit haben die kommerziellen Dinger Kapazitäten im 2-3stelligen Faradbereich, ganze Assemblies kommen sogar in den vierstelligen Bereich. Ihr Einsatzbereich ist allerdings v.a. die Abdeckung sehr kurzfristiger Spitzenleistung (Anfahren, Beschleunigen etc., etliche kW extra, aber jeweils nur maximal einige Sekunden) und nicht der normale Dauerbetrieb, also reine Booster. Durch die im Vergleich zu den eingesetzten Batterien sehr hohe reale Zyklenzahl und die kurzen Zyklenzeiten schonen sie v.a. die Batterien und erlauben eine effizientere Rückgewinnung beim Bremsen und tw. auch den Einsatz kleiner dimensionierter Batteriesysteme (d.h. leichter / preiswerter).

Das schau ich mir an

wie sie 4 stellige Faradkapazitäten bei einer Betriebsspannung von 25V zusammenbringen wollen.
Goldcaps haben 3,3V oder 5V da geht sowas vielleicht noch 3 stellig. Goldcaps sollen Dips von ein paar ms überbrücken, wenn sie anständige Ströme (wir reden da von 100A und mehr) über ein paar Sekunden entnehmen wollen, brauchen sie ganz andere Kontaktierungen an den Elkoplatten weil sich der Elko (wenns einer ist) sonst über den Innenwiderstand aufheizen würde und das mögen die gar nicht.
Gegen das ist ja meine Idee eines Peltier Generators
ein geradezu energetischer Durchbruch.

Die Dinger die in den (Versuchs-)Elektromobilen zum Einsatz kommen (bzw. gerade getestet werden), haben ziemlich wenig mit "normalen" Elkos zu tun, die man bei Conrad & Co ordern kann. ;-)

Jene, die ich vor ein paar Monaten selbst in einem Forschungszentrum in der Hand gehalten und in Prototypen in Aktion gesehen habe, hatten ungefähr die Dimension (und das Gewicht) von Ziegelsteinen, hatten eine zigfach höhere Nennspannung als Sie hier vermuteten, Schraubanschlüsse mit M8- oder M10-Gewinde, an denen daumendicke Kabel hingen, und die einzeln verpackt in Kunststoffkisten aus den USA kamen. Und die hingen auch nicht einfach an einer Lichtmaschine, sondern an einem ziemlich großen und komplexen zentralen Energiemanagement-Modul.

klingt jedenfalls komplexer, als alles was in meinem 13 jahre alten auto zusammengenommen verbaut ist ...

Es ist ein Wohltat,

einem Techniker bei einer schlüssigen Argumentation zu folgen.

Dafür ein grünes Stricherl.

1/2 CU^2

Naja viel ist das nicht bei einer Lichtmaschine die nur auf 25 V geht und vielleicht 1KW Systemleistung bringt
Wenn man 5 Farad zusammenbringt kriegt man in den Kondensator 625 x 5/2 = 1562,5 Ws rein was 0,43 Wh entspricht.
Naja das Radio wird schon ein paar Minuten gehen.
Sowas ist bestenfalls ein Gag.
Man müßte zumindest eine 400V Rail so wie bei den Batteriesätzen machen, von der man runterwandelt, da würde die Bilanz schon besser aussehen.

Wenn ich das richtig verstehe, geht es darum, die Energie kurzer Stromspitzen effektiv zu speichern und gleich wieder abzurufen. Es geht nicht um große Energiemengen, dazu ist weiterhin eine Batterie im Auto.

Schwungmassen wären auch eine praktikable Methode.

Hat es vor Zig Jahren angeblich schon in Elektrobussen gegeben (als die in die Haltestelöe fuhren und abkoppelten) - aber beim Auto wahrschienlich doch mehr Nachteile als ein Elko...

Ist aber - auch wenn sie rotiert - doch letztlich Masse. Und die sind eh schon zu schwer, die Kübel heutezutage.

Die Energiedichte von Schwungmassenspeichern ist höher als diejenige von Kondensatoren.

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