rollmops hat geschrieben:Die Möglichkeit der schnelleren Ladung der Kohlenstoff Akkus kann man rechnerisch nicht mit der Lithium Chemie vergleichen.
Das ist ähnlich der Superkondensatoren. Wenn man diese Technik miteinander verschmelzen kann wäre das tatsächlich wunderbar.
http://www.weltderphysik.de/gebiet/tech ... offfasern/
Alle Arten von Energiespeichern und alle Ladeverfahren sind zumindest in einem Punkt vergleichbar: die Energie, die man herausholen möchte, muss man erst einmal hineinstecken. Und je kürzer die Zeit zum Aufladen werden soll, umso höher wird die Leistung, die man aufwenden muss. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um einen Blei-, Lithium- oder Kohlenstoff-Akku, einen Superkondensator oder auch ein Pumpspeicherkraftwerk handelt.
Zumindest bei elektrischen Energiespeichern bekommt man es bei einer Verkürzung der Ladezeiten je nach Kapazität bzw. Energiemenge irgendwann mit Leistungen zu tun, die nicht mehr ohne weiteres handhabbar sind. Es gibt keinen Weg, niedrige Ladeleistungen und kurze Ladezeiten unter einen Hut zu bringen. Natürlich könnte man ein Tauschsystem für Akkus oder auch nur für die Elektrolyten (Stichwort: Redox Flow) aufbauen und auf diese Weise einen leeren Akku vergleichsweise schnell "aufladen". Der Aufbau eines solchen Systems ist aber sehr aufwendig und teuer. Immerhin lassen sich damit aber kurze Ladezeiten realisieren, ohne vorher den Energieerhaltungssatz außer Kraft setzen zu müssen
(Super)kondensatoren haben übrigens gegenüber Akkus einen großen Nachteil: beim Entladen ändert sich die Ausgangsspannung eines Kondensators viel stärker als die eines Akkus. Beispielsweise beträgt die Entlade-Schlussspannung bei Lithium-Zellen noch etwa 60% der Ladeschlussspannung, beim Kondensator liegt die Entlade-Schlussspannung dagegen bei nahe 0% (d. h. die Spannung fällt bis auf fast 0 Volt). Bei vielen Anwendungen stören so große Änderungen der Versorgungsspannung. In diesen Fällen müsste man die Ausgangsspannung eines Kondensators mittels Wandler-Schaltungen stabilisieren, was den technischen Aufwand beträchtlich erhöht. Alternativ kann man die Kapazität des Kondensators auch nur teilweise nutzen, d. h. man betrachtet ihn bereits als "entladen", wenn er noch Ladung enthält und somit auch noch Spannung liefern kann. Um einen Akku mittels Kondensator zu "simulieren", darf man seine Ausgangsspannung also nicht unter 60% der Anfangsspannung absinken lassen. Bei einer Entladung über einen konstanten Widerstand R ist dieser Wert nach einer Zeitspanne erreicht, die ca. der Hälfte der Zeitkonstanten τ = R * C entspricht (wer das nachprüfen möchte, kann das u. a. auf
dieser Seite tun). Aus diesen Werten kann man auch die Kapazität C errechnen, die man zur Versorgung einer bestimmten Last über eine bestimmte Zeit benötigen würde. Beispielsweise entspricht ein Rollermotor mit 1 kW Leistungsaufnahme bei 48 Volt einem Lastwiderstand von ca. 2,3 Ohm (nur ohmsche Komponente berücksichtigt). Um diese Last aus einem Kondensator über eine Stunde mit mindestens 60% der Anfangsspannung zu versorgen, muss man die Kapazität so wählen, dass sich eine doppelt so lange Zeitkonstante ergibt, also 2 Stunden = 7.200 Sekunden. Bei R = 2,3 Ohm würde dafür ein Kondensator von 7.200 s / 2,3 Ohm = 3.130 Farad benötigt. Das ist auch für Superkondensatoren ein ziemlich großer Wert.
Gruß
Michael
Emco Novantic C2000 25.11.2013 - 24.10.2017 R. I. P.
Emco Nova R2000 seit 28.12.2023 2 kW - 48 V / 2 x 37 Ah (=3,552 kWh) Cleantron Li(NiCoMn)O2