Potencia y accionamientos3 min de lectura
Supercondensadores: potencia instantánea donde una batería no llega
Se cargan en segundos, aguantan cientos de miles de ciclos y entregan picos de potencia que acabarían con una batería. A cambio, almacenan poca energía. Entender esa diferencia es la clave para saber cuándo usarlos.
Qué es un supercondensador
Un condensador normal almacena energía en un campo eléctrico entre dos placas separadas por un aislante. Un supercondensador hace lo mismo, pero a otra escala: sus electrodos son de carbón activado, con una superficie de más de mil metros cuadrados por gramo, y la carga se acumula en una capa de apenas unas moléculas de grosor en la frontera entre el electrodo y el electrolito, la llamada doble capa eléctrica.
El resultado son celdas de cientos o miles de faradios a una tensión de entre 2,5 y 3 voltios. Como la energía se guarda de forma electrostática y no mediante una reacción química, se pueden cargar y descargar muy deprisa y muchísimas veces.
Supercondensador frente a batería
| Condensador electrolítico | Supercondensador | Batería de iones de litio | |
|---|---|---|---|
| Energía específica | Menos de 0,1 Wh/kg | De 3 a 10 Wh/kg | De 100 a 270 Wh/kg |
| Potencia específica | Muy alta | De 1 a 10 kW/kg | De 0,3 a 3 kW/kg |
| Tiempo de carga | Milisegundos | Segundos | De minutos a horas |
| Ciclos de vida | Prácticamente ilimitados | De 500.000 a 1.000.000 | De 1.000 a 5.000 |
| Temperatura de trabajo | Amplia | Típicamente de −40 a +65 °C | Estrecha para cargar, de 0 a 45 °C |
Dicho de forma sencilla: la batería es un depósito grande con un grifo estrecho, y el supercondensador, un depósito pequeño con un grifo enorme.
Dónde funcionan mejor
- Frenado regenerativo: tranvías, autobuses y grúas portuarias recuperan la energía de cada frenada o descenso y la devuelven en el siguiente arranque.
- Arranque en frío de motores diésel, cuando una batería fría no da la corriente necesaria.
- Picos de potencia en actuadores y accionamientos, que de otra forma obligarían a sobredimensionar la fuente o la batería.
- Respaldo de corta duración: mantener vivo un controlador o terminar una maniobra segura durante un corte de alimentación.
- Sistemas híbridos: la batería aporta la energía y el supercondensador absorbe los picos, de modo que la batería trabaja más descansada y dura más.
Qué hay que tener en cuenta al diseñar
- La tensión cae de forma lineal a medida que se descarga, así que casi siempre hace falta un convertidor de corriente continua para aprovechar su energía.
- Cada celda trabaja a menos de 3 V: para llegar a tensiones útiles se ponen en serie y hay que equilibrarlas para que ninguna se sobrecargue.
- Se autodescargan más rápido que una batería, así que no sirven para guardar energía durante semanas.
- Igual que las baterías, envejecen antes con temperaturas y tensiones altas.