Bild 1. Leistungsvergleich zwischen Murata-Superkondensatoren und verschiedenen Akkumulatortechnologien.

Bild 1. Leistungsvergleich zwischen Murata-Superkondensatoren und verschiedenen Akkumulatortechnologien. Murata

Innerhalb weniger Jahre sind Geräte, die bisher keinerlei Elektronik beherbergten (von Funktionen zur Informationsverarbeitung ganz zu schweigen), immer intelligenter und zu Bestandteilen des Internet of Things (IoT) geworden. Um die Vorteile des IoT in vollem Umfang ausschöpfen zu können, wurden Performance und Funktionalität der intelligenten Geräte exponentiell erhöht.

Vermehrte Funktionalität zieht allerdings mehr Komplexität nach sich und führt damit zwangsläufig zu einem erhöhten Stromverbrauch. Die Ingenieure haben zwar große Anstrengungen unternommen, um die Leistungsaufnahme der Geräte zu minimieren – unter anderem mit dynamischen Betriebsarten, indem Geräte bei geringen Verarbeitungsanforderungen in einen Schlafmodus versetzt werden. Bestimmte Funktionen wie zum Beispiel drahtlose Kommunikationsfunktionen oder ein LED-Blitz benötigen aber dennoch hohe Leistungsspitzen. Auch Geräte mit kleinen Motoren, Smart Meter und Audioverstärker sind Beispiele für Anwendungen, die kurze Leistungsspitzen unterstützen müssen, ohne dass dies die Abmessungen oder die Kosten nennenswert in die Höhe treiben darf.

Mit Bedarfsspitzen umgehen

Es wäre ineffizient, den Akkumulator des Geräts für diese kurzzeitigen Leistungsspitzen zu dimensionieren, denn dies würde zu viel Platz beanspruchen und übermäßige Kosten verursachen. Deshalb ist eine andere Möglichkeit gefragt, mit diesen Bedarfsspitzen umzugehen, und genau hier kommen die Superkondensatoren ins Spiel.

Eine Lösung waren traditionelle Lithium- oder Alkali-Primärzellen, jedoch stoßen diese Technologien an gewisse Grenzen. Verglichen mit Akkumulatoren bieten Superkondensatoren eine wesentlich höhere Leistungsdichte, zum Beispiel 100.000-mal mehr als eine Li-MnO2-Knopfzelle. Der Superkondensator trägt bei der Bereitstellung relativ hoher Leistungen für lange Zeitspannen spielend den Sieg davon und ist hier um eine ganze Größenordnung besser als der nächstplatzierte Akkumulator (Bild 1).

 

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