Конденсаторные модули  10ЭК501-14,5, 10ЭК402-14,5

Конденсаторные модули  20ЭК402-29, 20ЭК501-29

Конденсаторный модуль  20ЭК09-29

Конденсаторные модули  30ЭК503Н-45, 30ЭК404Н-45

Пусковая установка  «ТАРЗАН»

Конденсаторный модуль  МКЭ-Г-147-С

 

Электрохимические конденсаторы относятся к устройствам, накопление энергии в которых происходит в двойном электрическом слое (ДЭС) на границе электронного проводника и электролита. Двойной электрический слой создается поверхностью заряженного проводника и слоем прилежащих к нему ионов электролита. Двойной электрический слой можно рассматривать как конденсатор с двумя обкладками, емкость которого пропорциональна площади обкладок и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Принимая во внимание, что расстояние между обкладками очень мало и измеряется ангстремами, а величина поверхности проводника, например, активированного угля, достигает 1500-2000 кв.м/г, емкость образованного таким образом двойного слоя очень велика и энергия, запасаемая такими конденсаторами, может достигать 50-60 Дж/г.
Принципиально традиционный электрохимический конденсатор представляет собой систему, состоящую из двух химически инертных электродов, помещенных в электролит.


Двойной электрический слой на поверхности каждого электрода представляет собой отдельный конденсатор. Между собой они соединены последовательно через электролит, являющийся проводником с ионной проводимостью. При производстве электрохимических конденсаторов используют водные и органические электролиты. Водные электролиты дешевле, просты в обращении, не загрязняют окружающую среду. Органические электролиты позволяют увеличить рабочее напряжение конденсатора и, соответственно, удельную запасаемую энергию, однако обладают худшей электропроводностью, являются дорогими и горючими, имеют сложный процесс производства (не допускают попадания в электролит паров воды), часто небезопасны в экологическом отношении.
Особенностью электрохимических конденсаторов ЭЛТОН (ЭКЭ) является так называемая «асимметричная» конструкция. В данной конструкции отрицательный электрод выполнен из активированного углеродного материала (поляризуемый электрод, где и происходит накопление заряда в двойном электрическом слое), а положительный электрод является неполяризуемым (фарадеевским) электродом.

Положительный электрод изготовлен из гидроксида никеля (размер частиц менее 10 нм), который является основным компонентом активного материала, в качестве электролита используется водный раствор щелочи, применяемый в щелочных аккумуляторах. Таким образом, электрохимический конденсатор ЭЛТОН состоит из отрицательных и положительных электродов, сепаратора, электролита и напоминает конструкцию аккумулятора.
С 2007 года на ОАО «Энергия» организовано серийное производство разработанных ЗАО «Элтон» конденсаторных модулей и элементов.
Электрохимические конденсаторы прошли большой объем испытаний в России и США, где уже более 10 лет успешно применяются на грузовом и пассажирском транспорте для запуска ДВС, включены в конструкцию автобусов, на опытных образцах пассажирского и грузового транспорта с гибридными силовыми установками, в системах качественной энергии и энергетических системах промышленных предприятий. Одним из направлений использования конденсаторов является запуск двигателей на железнодорожном транспорте. В настоящее время проходят всесторонние технические и эксплуатационные испытания на железных дорогах ОАО «РЖД» (Приволжской железной дороге) и Болгарской Государственной дороге.
В результате опытной эксплуатации установлено, что применение конденсаторов позволяет:
Обеспечить надежный запуск двигателей в зимних условиях при температуре до -50°С, что позволяет сократить работу двигателя на «холостом ходу» и сэкономить до 20-25% топлива;
Применять более дешевую систему обеспечения энергопитания и запуска двигателя по сравнению с традиционно используемыми аккумуляторными батареями.
При использовании конденсаторов на локомотивах в составе гибридной силовой установки возможно сокращение расходов топлива в 3 раза, снижение вредных выбросов двигателя на 80%, сокращение расходов на техническое обслуживание и ремонт. При установке конденсаторов на электропоездах ЖД и метрополитена возможно накопление энергии торможения и использование ее для разгона поезда, что дает экономию до 30% электроэнергии, затрачиваемой на тягу, обеспечение автономного хода до 3-5 км и электропитания собственных нужд транспорта без внешней сети, снижение нагрузки на контактную сеть.
Внешне электрохимический конденсатор ЭЛТОН (как и любой другой электрохимический конденсатор) ведет себя аналогично традиционному конденсатору, а именно:
линейно изменяет напряжение при разряде и заряде постоянным током, либо разряжается на нагрузку по экспоненте
имеет малое внутреннее сопротивление и высокую мощность, значительно превышающую мощность аккумуляторов
обладает ресурсом в миллион циклов «заряд-разряд» и длительным сроком службы.
Особенность конструкции ЭКЭ позволила обеспечить:
высокую плотность энергии и мощности (до 13 Втч/л и 6 кВт/л)
ресурс свыше 1 млн. циклов
срок службы свыше 15 лет и отсутствие обслуживания в течение всего срока эксплуатации
широкий диапазон рабочих температур (от минус 50°С до плюс 70°С)
низкий уровень саморазряда
устойчивость к значительным перегрузкам по напряжению и перезаряду без выхода из строя
безопасность эксплуатации
отсутствие материалов, опасных для зоровья и окружающей среды
При эксплуатации системы ЭКЭ не требуют внешних устройств выравнивания конденсаторов по напряжению (во время работы происходит самобалансировка элементов по напряжению в составе модулей). Модульная конструкция ЭКЭ позволяет, как и в случае аккумуляторных батарей, собирать энергетические блоки на требуемые рабочие напряжения, мощность и запасаемую энергию.
Модификации модулей ЭКЭ разработаны с учетом требований различных потребителей. Для особо напряженных режимов работы модуль оснащен системой охлаждения. Большой ассортимент производимой продукции (конденсаторы с емкостью от 100Ф до 100кФ) позволяет удовлетворить требования широкого круга потребителей.
Конструкция ЭКЭ защищена патентами в Европе, США и Китае.
Характеристики и качество конденсаторов подтверждены национальными лабораториями в США:
INEEL (Idaho National Engineering and Environmental Laboratory)
ERPI (Electric Power Research Institute)
TVA (Tennessee Valley Authority)
SNL (Sandy National Laboratory)
AEP (American Electric Power)
JC (Jognson Controls, Inc)
Bowling Green University (Ohio)
и России:
НАТИ (Научно-исследовательский автотракторный институт, г. Москва)
НИИР (Научно-исследовательский институт радио, г. Москва)
ВНИИЖТ (Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта, г. Москва)
МЭИ (Московский Энергетический институт)
МАДИ (Московский автодорожный институт)
ВНИКТИ (Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава, г. Коломна)
На конденсаторные модули ЭКЭ получены российские сертификаты соответствия № РОСС RU.МЛ02.Н00044, № РОСС RU.МЛ02.Н00096