Superkondensator  (939 Angebote unter 30.803.836 Artikeln)Zum Expertenwissen

Superkondensatoren als Brücke zwischen Elektrolytkondensator und Akku

Sogenannte Superkondensatoren wie beispielsweise Goldcaps können in Bezug auf die Speicherkapazität zwischen Elektrolytkondensatoren und Akkus eingeordnet werden. Sie besitzen wesentlich höhere Kapazitäten als Elektrolytkondensatoren, aber geringere als Akkus. Die Kapazität von Superkondensatoren wird ebenfalls in Farad angegeben, allerdings nicht in Pico-, Nano- oder Mikrofarad, sondern in Millifarad oder Farad und liegt damit in einem weit höheren Bereich als die Kapazität von Elektrolytkondensatoren. Superkondensatoren können im Gegensatz zu Akkus Energie in sehr kurzer Zeit speichern und wieder abgeben. Darin unterscheiden sie sich nur wenig von herkömmlichen Elektrolytkondensatoren. Diese Bauteile können also praktisch als eine Art Brückenbauteil zwischen Kondensator und Akku angesehen werden. Daraus ergeben sich sehr viele mögliche Anwendungsgebiete, in denen die gespeicherte Energie relativ schnell zur Verfügung stehen muss, ohne zuvor stundenlang einen Akku aufladen zu müssen.

Energie- und Leistungsdichte von Superkondensatoren

Normalerweise ist die Kapazität von Kondensatoren oder Elektrolytkondensatoren abhängig von der Größe der Elektroden sowie deren Abstand zueinander. Bei Superkondensatoren konnten diese Eigenschaften optimiert werden, indem zwischen zwei Kohlenstoffelektroden ein organischer Elektrolyt und ein sogenannter Separator eingesetzt wurden. Ein sich dadurch bildendes sehr dünnes Dielektrikum sorgt für die sehr hohe Energiedichte. Zwar beträgt diese nur etwa ein Zehntel der von Akkus. Allerdings ist die Leistungsdichte dagegen äußerst hoch. Mit anderen Worten heißt dies, dass Superkondensatoren ihre gespeicherte Energie wesentlich schneller aufnehmen und abgeben können als beispielsweise Akkus verschiedener Technologien. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Superkondensatoren bis zu mehrere 100.000 Ladezyklen überleben. Hierdurch eignen sich hervorragend dafür, innerhalb von wenigen Sekunden hohe elektrische Leistungen beim Bedarf an Leistungsspitzen abgeben zu können.

Anwendungsgebiete von Superkondensatoren

Anwendungen mit schwankender Belastung benötigen häufig eine Stabilisierung der Stromversorgung. Deshalb eignen sich Superkondensatoren sehr gut dafür, diese Aufgabe beim Einsatz in verschiedenen tragbaren Geräten wie Laptops, PDAs oder tragbaren DVD-Playern, zu übernehmen. Superkondensatoren eignen sich auch dafür, Speicherinhalte von elektronischen Geräten während der Zeit eines Stromausfalls zu sichern. Die im Vergleich zu Akkus relativ geringen Kapazitäten reichen meistens aus, um in Geräten enthaltene Speicherchips sicher über eine bestimmte Zeitspanne mit Strom zu versorgen. Superkondensatoren können auch eingesetzt werden, um benötigte Leistungsspitzen von verschiedenen Geräten sicherzustellen, die eine Überlastung anderer Energiespeicher wie beispielsweise Akkus nach sich ziehen würden. Diese extrem hohen Spitzenströme werden durch den sehr geringen Innenwiderstand der Bauteile erreicht.

Kapazitäten und Betriebsspannungen von Superkondensatoren

Die erhältlichen Kapazitätswerte entsprechen einem Vielfachen von Kapazitätswerten erhältlicher Elektrolytkondensatoren. Sie werden daher in Millifarad oder Farad angegeben. Beachtet werden sollte jedoch, dass Superkondensatoren von Haus aus nur für äußerst geringe Spannungen im Bereich von einigen Volt geeignet sind. Superkondensatoren für höhere Spannungen sind nicht erhältlich. Zu hohe Betriebsspannungen können die Bauteile innerhalb kürzester Zeit irreparabel beschädigen. Dies gilt auch dann, wenn die maximal zulässigen Betriebsspannungen nur geringfügig überschritten werden.