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TECNOLOGÍA. Ultracapacitores: qué son y para qué sirven


Los ultracapacitores son una especie de supercondensadores capaces de almacenar una densidad de energía mucho más alta que la de los condensadores de baterías tradicionales. Esta tecnología puede marcar un antes y un después en los coches eléctricos debido a la autonomía que se puede conseguir. También se les conoce como condensadores eléctricos de doble capa (EDLC).

Una tecnología cada vez más rápida y cada vez más aplicada, los ultracapacitores son capaces de almacenar y descargar energía de manera muy rápida y eficaz. Debido a sus muchos beneficios, los ultracapacitores se están utilizando actualmente en miles de aplicaciones diferentes y se consideran en una gama igualmente diversa de aplicaciones futuras. Los ultracapacitores complementan a una fuente de energía primaria que no puede proporcionar repetidamente ráfagas rápidas de energía, como un motor de combustión interna, una celda de combustible o una batería. El horizonte futuro parece brillante para los ultracapacitores, que ya se posicionan como un poderoso recurso de energía alternativa.


Representan una fuente de energía independiente e inmediata, con una densidad energética varias miles de veces superior a la de los condensadores convencionales, y alcanzan generalmente una eficiencia del 95%.

A lo largo de su larga vida que puede durar hasta diez años, ofrecen una excepcional estabilidad cíclica, con la posibilidad de millones de cargas y descargas. Al mismo tiempo, son prácticamente insensibles a las sobrecargas y, sobretodo, a las descargas profundas. Otra fortaleza importante es su capacidad de almacenar y suministrar energía de manera muy eficiente en tan sólo unos segundos. Pueden funcionar en un amplio rango de temperatura que va de los -40 °C a los +85 °C y son muy robustos, lo que prácticamente elimina cualquier necesidad de mantenimiento.




CÓMO FUNCIONAN LOS ULTRACAPACITADORES

Las FUENTES DE ENERGÍA PRIMARIAS, como los motores de combustión interna, las pilas de combustible y las baterías, funcionan bien como fuente continua de baja potencia. Sin embargo, no pueden gestionar de una manera eficiente las demandas de potencia pico o recuperar energía en las aplicaciones actuales porque se descargan y se recargan lentamente.

Los ULTRACAPACITORES brindan ráfagas rápidas de energía durante las demandas de potencia pico, almacenan energía rápidamente y capturan el exceso de energía que de otra manera se pierde. Así, complementan de manera eficiente una fuente de energía primaria en las aplicaciones actuales porque descargan y recargan rápidamente.


 Una tecnología que permite almacenar más energía y aumentar la autonomía de los vehículos gracias a que el almacenamiento de energía es diferente al de las baterías tradicionales.



APLICACIONES DE LOS ULTRACAPACITORES

1. Aprovecha la energía de los sistemas de frenos regenerativos y libera energía para ayudar a acelerar los autobuses híbridos.
2. Maneja de manera segura los camiones y semirremolques en clima frío o cuando las baterías se agotan por el arranque repetitivo o las cargas eléctricas en la cabina.
3. Proporciona potencia de arranque y estabilización de voltaje en sistemas de arranque / parada, respaldo y potencia máxima para aplicaciones automotrices clave, y sirve como almacenamiento de energía en sistemas de frenos regenerativos.
4. Captura la energía de los sistemas de frenos regenerativos y libera la potencia para ayudar en la aceleración de los trenes, y se utiliza para la potencia del vehículo donde los sistemas de cableado no están disponibles.
5. Abre las puertas de las aeronaves en caso de fallas en el suministro eléctrico.
6. Se utiliza en sistemas de control de movimientos de las palas de aerogeneradores (molinos de viento) y para ayudar a aumentar la confiabilidad y estabilidad de la red de energía.
7. Captura energía y proporciona potencia de ráfaga para ayudar en las operaciones de elevación de grúas y palas excavadoras.
8. Proporciona energía a los centros de datos entre fallas de suministro eléctrico y en el inicio de los sistemas de energía de respaldo, tales como generadores diésel o celdas de combustible.
9. Proporciona almacenamiento de energía para asegurar la producción de electricidad en instalaciones fotovoltaicas renovables y así aumentar la estabilidad de la red.


Los módulos de ultracondensadores sustituyen de forma eficaz a las baterías convencionales en estas aplicaciones. Duran hasta 14 años sin mantenimiento y no son tóxicos en absoluto.

El mercado automotriz representa quizás el ecosistema más diverso para el despliegue de ultracapacitores. En el modelo de uso dinámico del automóvil y el impulso hacia la electrificación del sistema, la necesidad de ultracapacitores se vuelve cada vez más evidente. Desde el arranque del motor hasta la propulsión y la suspensión activa, el turboalimentado y la estabilización de la red de la placa, todas las aplicaciones de energía eléctrica en el automóvil requieren potencia dinámica a corto plazo con la mayor confiabilidad y vida útil.




Fuentes: 
- http://www.maxwell.com/products/ultracapacitors 
- https://www.energynews.es 
- SUPERCONDENSADORES: ESTADO DEL ARTE, APLICACIONES Y RETOS TECNOLÓGICOS, CIEMAT, 2018.

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