CC BY
30
УДК 338.246
АНАЛИЗ РЫНКА ИОНИСТОРОВ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
А. С. Добряк Научный руководитель - И. Я. Шестаков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Анализ производства ионисторов и их применения на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: ионистор, суперконденсатор, ультраконденсатор, наноконденсатор.
ANALYSIS OF THE MARKET OF IONISTORS IN THE RUSSIAN FEDERATION
A. S. Dobryak Scientific Supervisor - I. Y. Shestakov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Analysis of the production of ionists and their use in the territory of the Russian Federation.
Keywords: ionistor, supercapacitor, ultracapacitor, nanokondensator.
Ионисторы (ультраконденсаторы) - это приборы, созданные для накопления и хранения энергии. Они отличаются от обычных конденсаторов тем, что могут накапливать большее количество энергии при равных размерах, более длительным сроком службы и значительной плотностью энергии. Процесс накопления энергии в ионисторе происходит в связи с перераспределением зарядов в электролите и концентрации их между электролитом и электродом. Основные показатели ионисторов - это рабочее напряжение, емкость, внутреннее сопротивление, ток утечки, а так же долговечность работы прибора.
Ионисторы применяются в компьютерной технике, телефонах, часах, пультах и других подобных устройствах как дополнительный источник питания, памяти устройств, при замене основных элементов питания. Ионисторы используются для накапливания энергии в системах питания на солнечных элементах, а также совместно с аккумуляторными батареями при сложном режиме потребления энергетических ресурсов, при кратковременном питании током большой силы, в частности в автомобилестроении и подобных отраслях [1-3].
Характерная особенностью ионисторов можно назвать такие качества, как высокая удельная ёмкость, долговечность в использовании и надёжность сохранности заряда, безотказная работоспособность в цепях постоянного и пульсирующего тока в широком диапазоне механических и климатических воздействий
Ионисторы могут отдавать большую мощность энергии и не боятся коротких замыканий. Главными целями дальнейших усовершенствований данного прибора являются увеличение энергоёмкости и мощность передаваемой энергии.
В России промышленное производство суперконденсаторов осуществляется на предприятиях:
- ООО «Технокор», г. Пушкино, Московская обл.;
- ОАО «Элеконд», г. Сарапул, Удмуртия;
- ООО «ТЭЭМП», г. Химки, Московская обл.;
- ООО «Ультраконденсаторы Феникс» г. Москва;
Секция «Электронная техника и технологии»
- АО «Новосибирский завод радиодеталей «Оксид».
Производство суперконденсаторов отечественными производителями связано с их использованием [4; 5].
- в системах утилизации кинетической энергии движения. Использование суперконденсаторных систем накопления энергии для рекуперации энергии торможения электрического транспорта, рассчитанное для городского транспорта Москвы позволяет получить следующую экономию электроэнергии: - для парка метропоездов-300 000 МВт-час в год - для парка электропоез-дов-200 000 МВт-час в год - для парка трамваев-100 000 МВт-час в год - для парка троллейбусов -75 000 МВт-час в год.
- в системах электропитания разнообразных потребителей малой и средней мощности (для малого электротранспорта), к которым предъявляются жесткие требования по экологической чистоте, циклическому ресурсу и готовности к работе.
- в системе пуска двигателей, обеспечивающие высокую готовность в зимний период, грузовых автомобилей КамаЗ, ГаЗ, МаЗ, КраЗ, ЗИЛ, Volvo, ПАЗ и др, а также легковых автомобилей УАЗ, JEEP, BMW и др. с бортовой сетью 24 и 12 Вольт (напряжение бортовой сети:12 В, макс. напряжение заряда: 14,5 В., энергозапас: 10 кДж., электрическая емкость: 140 Ф, номинальный ток разряда: 1500 А, макс. вес: 14,3 кг.)
- в системе предпускового подогрева. Используются молекулярные накопители энергии-емкостного типа, средства запуска двигателей внутреннего сгорания (в том числе газотурбинных двигателей), а также средства обеспечения предпускового подогрева. Они относятся к классу симметричных двойнослойных «суперконденсаторов» биполярной конструкции в герметичном корпусе на основе активированных углей, в связанном водном щелочном электролите. Данная система обладает достаточно высокими энергетическими и мощностными характеристиками для эффективного применения в качестве быстро заряжаемого источника тока с рабочим напряжением заряда до 500 В. (электрическая емкость Ф 0,1-500, напряжение заряда В 12-350, энергия кДж 5-150, ток разряда кА 0,5-5000, мощность импульсного разряда кВт до 50, удельная энергия кДж/дм3 1-5, температурный диапазон от - 45 °С до +60 °С, срок службы ~ до 15 лет.
- в опытной модели городского экологически чистого транспортного средства «Электробус ТРОЛЗА-52501» с гибридной силовой установкой, работающей на природном газе и литий-ионных аккумуляторах. Прошла презентация первого российского локомотива с гибридным приводом «SinaraHybrid».Энергоустановка содержит мощную литий-ионную батарею и суперконденсаторы. Накопитель энергии снабжён полупроводниковыми преобразователями, осуществляющими трансформацию энергии между функциональными частями тяговой системы. Для достижения максимальной топливной эффективности локомотива, контроль потоков энергии в тяговом тракте машины осуществляется системой энергетического менеджмента, использующей алгоритмы, разработанные учёными Центра инновационного развития. Локомотив оснащен асинхронным тяговым приводом с векторным регулированием момента на валу двигателей (Технические решения, позволяют уменьшить расход топлива тепловоза на 30 %, что составляет около 60 тонн топлива в год и существенно улучшить его экологические показатели).
- в народном хозяйстве, в структурах МО РФ и других ответственных отраслях и ведомствах - системы обеспечения качества электроснабжения; системы бесперебойного электропитания; тяговые источники энергии для электротранспорта; гибридные энергетические установки ветровых, солнечных, приливных электростанций, а также новых транспортных средств; электроника и многие другие области применения. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы) К58-20, К58-21 полярные, герметичные, обладают большой запасаемой энергией и большой мощностью разряда при малом времени заряда (номинальное напряжение - 2,3 В., номинальная ёмкость К58-20-100 Ф., номинальная ёмкость К58-21-3500 Ф.).
Библиографические ссылки
1. Химические источники тока : справ. / под ред. Н. В. Коровина и А. М. Скундина. М. : Изд-во МЭИ, 2003.
2. Иванов-Шиц А. К., Мурин И. В. Ионика твердого тела. Т. 2. Изд-во СПбГУ, 2010.
3. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы): Разработка и производство / В. Кузнецов, О. Панькина, Н. Мачковская [и др.] // Компоненты и технологии. 2006. № 6. С. 12-16.
4. Электрохимические конденсаторы : каталог продукции ОАО «Энергия», 2011.
5. Развитие и внедрение нанотехнологий как инструмент инновационного развития предприятий ракетно-космической промышленности // Материалы семинара в учебно-методическом центре ИПК «МАШПРИБОР». Королев : Федер. космич. агентство. 12-13 октября 2010.
© Добряк А. С., Шестаков И. Я., 2018
