Vehículo eléctrico con condensador

Un vehículo eléctrico con condensador es un vehículo que utiliza supercondensadores (también llamados ultracondensadores) para almacenar electricidad. ^{[ 1 ]}

A partir de 2010Los mejores ultracondensadores solo pueden almacenar alrededor del 5 % de la energía que pueden almacenar las baterías recargables de iones de litio , lo que limita su autonomía a un par de millas por carga. Esto los hace ineficaces como medio general de almacenamiento de energía para vehículos de pasajeros. Sin embargo, los ultracondensadores se cargan mucho más rápido que las baterías , por lo que en vehículos como los autobuses , que deben detenerse con frecuencia en puntos de recarga conocidos, el almacenamiento de energía basado exclusivamente en ultracondensadores se vuelve viable. ^{[ 2 ]}

China está experimentando con un nuevo tipo de autobús eléctrico, conocido como capabus , que funciona sin catenarias continuas (como un vehículo autónomo) utilizando energía almacenada en grandes condensadores eléctricos de doble capa (EDLC) a bordo, que se recargan rápidamente cada vez que el vehículo se detiene en cualquier parada de autobús (bajo los llamados paraguas eléctricos ) y se cargan completamente en la terminal .

Algunos prototipos fueron probados en Shanghái a principios de 2005. En 2006, dos rutas de autobuses comerciales comenzaron a usar autobuses de condensadores de doble capa eléctricos (capabuses), una de ellas fue la ruta 11 en Shanghái . ^{[ 3 ]} En 2009, Sinautec Automobile Technologies, ^{[ 4 ]} con sede en Arlington, Virginia , y su socio chino Shanghai Aowei Technology Development Company ^{[ 5 ]} probaron con 17 autobuses Ultracap de cuarenta y un asientos que prestaban servicio en el área metropolitana de Shanghái desde 2006 sin mayores problemas técnicos. ^{[ 6 ]} Sin embargo, durante la Expo de Shanghái de 2010, se utilizaron 40 autobuses de supercondensadores para un servicio especial de autobuses de la Expo, y debido a que los supercondensadores se sobrecalentaron, algunos de los autobuses se averiaron. ^{[ 7 ]} Los autobuses del programa piloto de Shanghái son fabricados por Foton America Bus Company, con sede en Germantown, Tennessee. ^{[ 8 ]} A partir de 2013, se entregaron otros 60 autobuses al año siguiente con ultracondensadores que suministran 10 vatios-hora por kilogramo .

Los autobuses tienen rutas muy predecibles y necesitan parar cada 4,8 km (3 millas ) o menos, lo que permite una recarga rápida en las estaciones de carga de las paradas. Un colector en el techo del autobús se eleva unos metros y entra en contacto con una línea de carga aérea en la parada, y en un par de minutos los bancos de ultracondensadores almacenados bajo los asientos del autobús se cargan por completo. Los autobuses también pueden capturar energía durante el frenado, y la empresa afirma que las estaciones de recarga pueden equiparse con paneles solares. Está prevista una tercera generación del producto que ofrecerá una autonomía de 32 km (20 millas) por carga o superior. ^{[ 2 ]}  

Sinautec estima que uno de sus autobuses tiene un coste energético diez veces menor que un autobús diésel y puede lograr un ahorro de combustible de 200 000 dólares a lo largo de su vida útil. Los autobuses consumen un 40 % menos de electricidad incluso en comparación con un trolebús eléctrico , principalmente porque son más ligeros . Los ultracondensadores están fabricados con carbón activado y tienen una densidad energética de seis vatios-hora por kilogramo (en comparación, una batería de iones de litio de alto rendimiento puede alcanzar los 200 vatios-hora por kilogramo, pero el autobús con ultracondensadores es aproximadamente un 40 % más económico que un autobús con batería de iones de litio y mucho más fiable). ^{[ 2 ] [ 6 ]}

También existe una versión híbrida enchufable que también utiliza ultracondensadores.

RATP , la empresa pública que gestiona la mayor parte del sistema de transporte público de París , está realizando pruebas con un autobús híbrido equipado con ultracondensadores. El modelo, denominado Lion's City Hybrid , es suministrado por el fabricante alemán MAN . ^{[ 9 ]}

GSP Belgrado de Serbia ha lanzado la primera línea de autobuses operada exclusivamente por autobuses con supercondensadores del fabricante chino Higer . ^{[ 10 ]} El primer autobús eléctrico sostenible con ultracondensadores (UC) fue presentado por Chariot Motors Company en la Unión Europea y Sofía , Bulgaria , en 2014. El proyecto piloto de 18 meses fue un éxito y tuvo una gran respuesta pública. El autobús UC fue probado por el prestigioso laboratorio alemán Belicon GmbH y fue definido como uno de los vehículos más eficientes en consumo de energía. Basándose en el éxito del piloto, la capital de Bulgaria, Sofía (una de las ciudades europeas más contaminadas), eligió los autobuses eléctricos UC como una de las tecnologías de transporte urbano más innovadoras y adecuadas. El operador de transporte público de Sofía, Stolichen Elektrotransport, puso en funcionamiento 45 autobuses eléctricos Cariot - Higer 12m UC, 15 en 2020 y 30 en 2021. Los vehículos eléctricos están equipados con baterías UC de 40 kWh y circulan por las rutas 6, 60, 11, 73, 74, 84, 123 y 184, con  una longitud media de 11 km sin duplicación.

En Graz , Austria, las líneas 50 y 34E funcionan con recarga intermedia corta, utilizando supercondensadores EDLC de 24–32 kWh . ^{[ 11 ]}

En un vagón de metro o tranvía , un aislador en un cambio de vía puede cortar la energía del vagón durante unos pocos pies a lo largo de la línea y usar un condensador grande para almacenar energía para impulsar el vagón del metro a través del aislador en la alimentación eléctrica. ^{[ 16 ]}

El nuevo tranvía de Nanjing utiliza tecnología de supercondensadores, con puntos de carga en cada parada en lugar de una catenaria continua. La primera línea comenzó a operar en 2014. Los vehículos fueron fabricados por CSR Zhuzhou ; según los fabricantes, son los primeros tranvías de piso bajo del mundo alimentados completamente por supercondensadores. ^{[ 17 ]} También se han encargado varios vehículos similares para la línea de tranvía de Guangzhou . ^{[ 17 ]}

En 2001 y 2002, VAG , el operador de transporte público de Núremberg , Alemania , probó un autobús híbrido que utiliza un sistema de propulsión diésel-eléctrico con condensadores eléctricos de doble capa. ^{[ 18 ]}

Desde 2003, Mannheim Stadtbahn en Mannheim , Alemania, opera un vehículo capa, un LRV (vehículo de tren ligero), que utiliza condensadores eléctricos de doble capa para almacenar energía de frenado. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Otras empresas del sector de fabricación de transporte público están desarrollando tecnología de condensadores eléctricos de doble capa: la división de Sistemas de Transporte de Siemens AG está desarrollando un sistema móvil de almacenamiento de energía basado en EDLC llamado Sibac Energy Storage ^{[ 21 ]} y también Sitras SES, una versión estacionaria integrada en el suministro de energía de la vía. ^{[ 22 ]} Adetel Group ha desarrollado su propio ahorrador de energía llamado "NeoGreen" para LRV, LRT y metros. ^{[ 23 ]} La empresa Cegelec también está desarrollando un sistema de almacenamiento de energía basado en EDLC. ^{[ 24 ]}

Proton Power Systems ha creado la primera carretilla elevadora híbrida triple del mundo , que utiliza pilas de combustible y baterías como almacenamiento de energía principal con EDLC para complementarlas. ^{[ 25 ]}

Nanotecture ^{[ 26 ],} empresa derivada de la Universidad de Southampton, ha recibido una subvención gubernamental para desarrollar supercondensadores para vehículos híbridos . La compañía recibirá 376 000 libras esterlinas del Departamento de Comercio e Industria del Reino Unido (DTI) para un proyecto titulado «Supercondensadores de próxima generación para aplicaciones en vehículos híbridos». En el proyecto también participan Johnson Matthey y HILTech Developments. El proyecto utilizará la tecnología de supercondensadores para mejorar los vehículos eléctricos híbridos y aumentar la eficiencia energética general.

La FIA , organismo rector de muchos eventos de carreras de motor , propuso en el Marco de Regulación de Trenes de Potencia para la Fórmula 1 versión 1.3 del 23 de mayo de 2007 que se emitiera un nuevo conjunto de regulaciones de trenes de potencia que incluyera un sistema de propulsión híbrido de hasta 200  kW de potencia de entrada y salida utilizando "superbaterías" fabricadas con baterías y supercondensadores. ^{[ 28 ]}

Los ultracondensadores se utilizan en algunos vehículos eléctricos para almacenar energía de rápida disponibilidad gracias a su alta densidad de potencia , con el fin de mantener las baterías dentro de los límites de calentamiento resistivo seguros y prolongar su vida útil. ^{[ 29 ]} La Ultrabatería combina un supercondensador y una batería en una sola unidad, creando una batería para vehículos eléctricos que dura más, cuesta menos y es más potente que las tecnologías actuales utilizadas en los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV).

• Un autobús eléctrico que se recarga mientras entras .