Kondensatory dwuwarstwowe w układach zasilania gwarantowanego

Kondensatory dwuwarstwowe pomimo swojej bardzo dużej pojemności charakteryzują się dużo mniejszą gęstością energii grawimetryczną i wolumetryczną w porównaniu nawet z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, nie wspominając już o bardziej nowoczesnych akumulatorach. Mają one jednak pewne cechy, które predysponują je do zastosowania w układach zasilania gwarantowanego.

Kondensatory dwuwarstwowe w układach zasilania gwarantowanego

Kondensatory dwuwarstwowe pomimo swojej bardzo dużej pojemności charakteryzują się dużo mniejszą gęstością energii grawimetryczną i wolumetryczną w porównaniu nawet z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, nie wspominając już o bardziej nowoczesnych akumulatorach. Mają one jednak pewne cechy, które predysponują je do zastosowania w układach zasilania gwarantowanego.

Po pierwsze, kondensatory dwuwarstwowe mają bardzo dużą gęstość mocy. Oznacza to w praktyce, że mogą być rozładowane w bardzo krótkim czasie. Czasy poniżej sekundy nie są problematyczne dla tych kondensatorów. Oczywiście nikt tak szybko nie chce ich rozładowywać w układach zasilania gwarantowanego. Natomiast w pewnych sytuacjach zaprojektowanie zasobnika z kondensatorów dwuwarstwowych, który będzie magazynował energię pozwalającą na podtrzymanie zasilania przez jedynie kilka czy kilkanaście sekund, jest już sensownym rozwiązaniem. Ma to związek z faktem, że zdecydowana większość zaników zasilania obserwowanych w sieciach elektrycznych trwa nie więcej niż kilka sekund. Zakładając, że 99% zaników trwa nie więcej niż 6 sekund oraz że agregat prądotwórczy stanowiący rezerwowe źródło zasilania startuje i jest gotowy do przejęcia obciążenia w 8 sekund, to 15-sekundowy czas podtrzymania zasilania jest w zupełności wystarczający do zagwarantowania zasilania także w przypadku dłuższej przerwy w zasilaniu. Jest to oczywiście pewnego rodzaju ryzyko, ponieważ agregat może np. nie wystartować od razu, ale generalnie rzadko też zdarza się, żeby układ zasilania gwarantowanego był w pełni obciążony. Na ogół obciążenie nie przekracza 50%, dzięki czemu czas podtrzymania na samych kondensatorach wydłuża się do 30 sekund. Można też oczywiście projektować zasobniki kondensatorowe na dłuższe czasy podtrzymania, ale wtedy oczywiście koszt całej instalacji wzrośnie, a trzeba pamiętać, że nie jest on niski.

Kondensatory dwuwarstwowe sprawdzą się bardzo dobrze wszędzie tam, gdzie zaniki zasilania (szczególnie te krótkotrwałe) pojawiają się bardzo często. Jeśli mamy do czynienia ze „słabą” linią zasilającą czy miejscem, gdzie na skutek procesów technologicznych dochodzi do częstych zaników zasilania, to kondensatory dwuwarstwowe są rozwiązaniem idealnym. Co więcej, wszędzie tam, gdzie nie ma możliwości kontroli temperatury otoczenia, kondensatory dwuwarstwowe wydają się być najlepszym rozwiązaniem.

Warto pamiętać, w rozmowach z dostawcami, że wyrażenie kondensator dwuwarstwowy może okazać się nieznane. Nie dlatego że tych kondensatorów nie ma w portfolio sprzedawcy, ale raczej ze względu na fakt, że kondensatory dwuwarstwowe nazywane są w praktyce superkondensatorami albo ultrakondensatorami.

Autor: dr inż. Łukasz Rosłaniec, absolwent studiów magisterskich i doktoranckich na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej, specjalista w zakresie układów zasilania rezerwowego
Słowa kluczowe:
kondensator dwuwarstwowy