Конденсатор замість акумулятора? Цілком можливо.

Наши партнеры ArtmMisto

Чи можна на транспорті застосовувати конденсатори, замість примхливих, нетривких і потребують догляду акумуляторів? Виявляється можна, і привілеїв у конденсатора перед акумуляторною батареєю досить, що б відмовитися від батарей, і якщо не повністю, то хоча б доповнити ємність акумулятора, сильно знижується на морозі, ємністю конденсатора. Про переваги і недоліки обох джерел електроенергії, ми і поговоримо в цій статті.

Всього кілька років тому, конденсатори в одну або дві Фаради ємності, вважалися екзотикою і їх показували тільки на виставках багатих меломанів. Зараз ці конденсатори можна купити в будь-якому кіоску автоакустики, а конденсатори ще більшої місткості, не складно знайти в спеціалізованих магазинах, що продають надпотужні Hi-Fi аудіосистеми (про музику на автомобілі або мотоциклі читаємо тут ).

А що мені особливо радісно, ​​так це те, що в даний час російська промисловість, все таки випередивши на кілька років як східних, так і західних виробників, освоїла малосерійний випуск супер конденсаторів новітнього типу, ємність яких складає десятки тисяч фарад!

Трохи теорії.

Як відомо, конденсатор складається з розділених зарядів - позитивних, на одному пластинчастому електроді і негативних зарядів на іншому. Сильно не вдаючись в подробиці, лише зазначу, що енергія (ємність) яку здатний взяти конденсатор, безпосередньо залежить від площі пластин електродів, а так само від відстані між ними. І чим більше ця площа і менше відстань між пластинами, тим сприятливіші для накопичення більшої заряду.

З цього випливає, що збільшуючи перша умова, і зменшити друге, успіху в цій справі можна домогтися. Але це на словах так просто. А як все на ділі? У новітніх конденсаторах, для виготовлення негативного електрода використовується вуглецевий пористий матеріал, і ось в ньому то і весь прикол. Завдяки цьому матеріалу, у здавалося б звичайної плоскої пластини, завдяки її пористій структурі - як би з'являється другий вимір (збільшується площа пластин). Від цього, площа накопичення зарядів істотно зростає!

Збільшення площі пластин домоглися, залишилося попрацювати з відстанню. Нова назва новітніх супер конденсаторів - це конденсатори з подвійним електричним шаром. Їх особливість в тому, що електроенергія акумулюється в особливій області, тобто на кордоні розділу електроліту і твердого тіла. Від цього відстань між областю положення негативних і позитивних зарядів, набагато скорочується, аж на 2-3 порядки!

З усього вищесказаного, можна нарешті щось сказати, що пора цим супер ємностей зайняти місце під капотом машини, а в якості чого? Є кілька варіантів, але розглянемо найбільш реальні.

Використання конденсатора в якості основного джерела електроенергії для двигуна (електротяги).

Електробус Лужок їздить досить швидко. Знизу видно виходить димок від бензинового обігрівача салону.

Зовсім недавно, і акумулятори для електро-автомобілів ніхто всерйоз не сприймав. Але електрокари вже починають заповнювати світ, наприклад в Лондоні вже працює електро-таксі. Значить і конденсаторів шлях очевидна, особливо якщо врахувати їх переваги перед акумулятором, але про переваги трохи пізніше. Скажу лише, що «живий» приклад, який їздить на електроенергії від тягових конденсаторів, можна побачити на фото зліва. Це екологічно чистий автобус, а якщо бути точним - електробус під назвою Лужок, який дрібної серією виготовляють в підмосковному містечку Троїцьку (на заводі Есма). Тільки ось для обігріву салону в мороз, доводиться включати грубку, яка працює на бензині, але це так би мовити дрібниці.

Електробус використовується для перевезення туристів на невеликі відстані (до 10 км), наприклад по території парків і заповідників, в які введені жорсткі екологічні обмеження. Перші комерційні рейси Лужок зробить по території Московського ВВЦ. Однієї зарядки конденсаторів вистачає десь на 8-10 км. Потім 10-15 хвилинна зарядка і знову в дорогу (акумулятори довелося б заряджати мінімум годин 20). Наприклад, якщо їздити на роботу, яка в дрібних містах може перебувати всього в межах 5 - 10 км, то такий автомобіль був би саме те, особливо для щоденних поїздок. Адже цикл заряду і розряду конденсаторів, на відміну від акумулятора, майже нескінченний. До того ж автомобіль не такий важкий як автобус, а значить кілометраж на одній зарядці може збільшитися.

Крім автобусів, підприємство випускає трохи «Газелей», кілька навантажувачів і електрокар, для перевезення вантажів по території заводу. Основна відмінність всієї цієї конденсаторної техніки від акумуляторної, це те, що її можна використовувати цілодобово, адже їх зарядка займає лічені хвилини. І хоч розряджаються вони теж швидко, зате термін служби конденсаторів перевищує в десятки разів термін служби акумуляторів.

Використання конденсатора в якості помічника батареї, при пуску на морозі.

Використання в машинах конденсаторів нового типу в якості тягової сили, справа звичайно корисне і цікаве, але не найактуальніше. Куди більш корисніше їх використовувати в якості короткочасної електричної сили великої місткості, і в першу чергу для запуску мотора автомобіля. Цим вже користуються інженери військової техніки, і випробування і вдосконалення постійно проводяться на армійської техніки. Наприклад дві здоровенні акумуляторні батареї по 190 Ампер годин, при морозі в мінус 45 градусів, здатні зробити всього лише одну пятнадцатісекундную прокрутку камазовськую стартера (і відповідно замерзлого камазовськую двигуна). Але от якщо підключити паралельно конденсатор ємністю всього 0,18 КФ, то стартер двигуна Камаза зробить вже кілька таких холодних прокручувань! Різниця очевидна, особливо це корисно для техніки, яка використовується в районах Крайньої Півночі, наприклад військова і будівельна техніка.

Звичайно ж водіям, які живуть в більш теплому кліматі, користь конденсаторів, які не бояться холоду не так корисна. Але головне інше. Конденсаторів не є небезпечною висока щільність струму, і вони витримують величезну кількість циклів заряд-розряд, та ще й зовсім не вимагають обслуговування. Але найголовніше це те, що конденсатор дозволить підвищити термін служби акумулятора вдвічі. Адже коли акумулятор один (особливо не нова), він вважається непридатним, якщо погано починає справлятися з пусковими обов'язками, особливо в холодну погоду. А ось в парі з конденсатором, підключеним парраллельно, стара батарея буде служити до тих пір, поки той здатний її заряджати. І як я вже говорив, батарея перетворюється в довгожителя.

До того ж, в парі з колегою конденсатором, ємність акумуляторної батареї вашого автомобіля або мотоцикла, можна буде скоротити вдвічі. Легковій машині з двигуном в 1,5 - 1,8 кубиків, буде достатньо 25 Ач, а вантажному автомобілю вистачить всього лише 60 Ач. І можна вже буде не використовувати батарею стартерного типу, яка розрахована на високі струми, а користуватися звичайною, яка як правило має в 2-3 рази більший термін служби. У підсумку, комбінація акумулятор плюс конденсатор, дозволить значно підвищити термін служби цієї пари. А що б не міняти на своїй машині батарею років 15, про це мріють багато, та й до цього терміну, люди як правило змінюють машину на більш свіжу. Ось і виходить, що такий парочки (акумулятор і конденсатор) вистачить на весь термін служби машини. Але головне, водії забудуть про важкий запуск в мороз, а такі слова «браток, дай прикурити, не можу завестися» можна буде забути (як безпечно прикурити від чужої машини, читаємо ось тут ).

Що можна сказати наостанок. Супер конденсатори нового покоління поки випускаються дрібносерійне, стоять вони рази в два дорожче нормальної акумуляторної батареї, і напевно не скоро знайдуть своїх покупців, по крайней мере наших вітчизняних. Трохи конденсаторів йде закордонним споживачам, але це не особлива підтримка нашої промисловості. Але при бажанні, і нормальних спонсорах, для реклами і освоєння більш дешевого масового виробництва, можна цю справу налаштувати на нормальний лад. Все можливо. Адже дорогі акумулятори нового покоління теж ніхто не хотів купувати, на початку їх виробництва. А зараз їх закуповують тоннами виробники електрокарів, і це тільки початок. Думаю і нові конденсатори незабаром будуть користуватися величезним попитом, і якщо й не замінять повністю акумулятори, то стануть їм надійними помічниками. Поживемо побачимо. Удачі всім!