Stockage d'électricité: Ultracondensateur-graphène 600Wh/kg!

[Obamot]

Bonsoir Daniel_J

Retenez que pour charger un condensateur, la science de l'électronique nous apprends ( et c'est vérifié en pratique ) que l'on perds 50% de l'énergie fournie par le générateur, et cela quelque soit la résistance des éléments !.

Précisément l'une des caractéristique du graphène que d'offrir un minimum de résistance électrique! Mais alors si la résistance des éléments importe peu, quel est le critère?

(C'est pas mon domaine, j'essaye juste de comprendre...)

Donc 50% de l'énergie perdue durant la charge du super condensateur...

Y aurait-il des sources d'info qui chiffrent ça pour le graphène...? Ça pourrait être intéressant! Remarque que le rendement d'un moteur à combustion est moins "bon" que ça: ...
— 35 % pour un moteur à essence à allumage commandé;
— 45 % pour un moteur diesel.

Source: http://fr.wikipedia.org/wiki/Rendement_ ... _explosion

Donc si on déduit les pertes dues au transport de l'électricité (entre 8 et 16%) on arrive aux 35% du moteur à essence?

soit par le Pétrole(qui est lui une source d'énergie de biomasse fossile), soit le nucléaire, soit le PV, etc...

Il manque le SOLAIRE THERMIQUE à la liste, le plus important... C'est bien ce que je dis depuis toujours, tant que l'on n'a pas résolu l'approvisionnement énergétique, il est illusoire de faire la promotion des véhicules électriques: ça ne servira à rien qu'à faire construire de nouvelles centrales nucléaires...

Je ne crois pas à toutes les qualités supposées de super condos au graphène...

Tout dépend si on est dans les "compétences" ou les "croyances"

J'en ai marre de lire que l'électricité est une source d'énergie.

Ça par contre, c'est extrêmement bien vu...

Mais qui aurait suggéré ça à tort?

[Surivai]

Bonsoir Danielj,

Le supercondensateur est pourtant un moyen plus efficace que les batteries pour récupérer une électricité produite par de nombreuses sources d'énergie.

Je ne sais pas qui confond l'électricité avec une source d'énergie, mais je pense qu'il ne peut s'agir que d'une méprise ou d'une mauvaise interprétation.

Quant aux supercondensateurs, il faut faire attention quand on les compare aux condensateurs, car on ne crée pas les même dispositifs lorsqu'on utilise un composant pour faire du lissage ou du filtrage (condensateur) ou lorsqu'on fait du stockage d'électricité (supercondensateur).

Pour gérer des supercondensateurs, il faut certes utiliser des équilibreurs de charge et des dispositifs buck/boost ou DC/DC et ceux-ci se sont améliorés ces dernières années. Mais ils peuvent supporter des puissances importantes et n'ont pas d'effet mémoire ni de problèmes de décharge profonde.

Les supercondensateurs sont très efficaces pour récupérer l'énergie du freinage :
http://www.supercondensateur.com/superc ... ge-voiture
http://www.supercondensateur.com/ioxus- ... 200-farads

Les supercondensateurs sont également un bon complément aux batteries pour un meilleur stockage de l'énergie solaire :
http://www.supercondensateur.com/lampad ... densateurs

Il est vrai qu'il y a beaucoup d'annonces farfelues au sujet des supercondensateurs en graphène, chanvre ou à base de mégots de cigarette.

Pour y voir plus clair, le mieux est de consulter ce grand dossier sur les supercondensateurs :
http://www.supercondensateur.com/dossie ... densateurs

L'as-tu lu danielj ?

[danielj]

Hello, j'ai lu les liens de surivai du 12.11.14 !
j'ai bien lu que les super-condensateurs au graphène n'existent pas encore dans le commerce ! super-condensateurs au graphène ça je le savais, je l'avais dit...
On y parle de super-condensateurs classiques, qui ne sont que des condensateurs électrolytiques classiques améliorés... Quand certains parlent de rendement de 95% des condensateurs, ils parlent du rendement de décharge à l'utilisation ! Mais la théorie de l'électronique à démontré (et vérifié) que pour CHARGER un condensateur, on perd SYSTEMATIQUEMENT LA MOITIE DE L'ENERGIE DE LA CHARGE. Cela quelque soit la résistance du circuit de charge ! ( en effet, comme dans le lien que j'ai donné plus haut le 12.11.14 sur book google...) le rendement MAXIMAL ne dépend PAS de la résistance ! étonnant non ? cela vient du fait que dans les équations, la résistance se retrouve au numérateur et au dénominateur, donc s'annule. (Sauf si la résistance égale à zéro, ce qui est impossible dans la vraie vie)... Les super-condensateurs que l'on trouve dans le commerce sont très loin des super promesses des super-condensateurs au graphène qui pourraient remplacer un jour peut-être (pas si sûr) des batteries classiques ! On vous fait rêver, pour attirer les finances ! Bon ceci dit les super-condensateurs au graphène (qui n'existent pas dans le commerce) pourraient apporter des améliorations aux systèmes classiques, mais au prix d'un rendement réduit de 50 % ! Ça refroidit un peu non ? Voir aussi le coté économique, les futurs (peut-être) super-condensateurs au graphène risquent de coûter très cher, car ce n'est pas le produit de base qui fait le prix, (le silicium de base n'est pas cher non plus) mais la mis en œuvre jusqu'au produit fini. Les cellules des super-condensateurs au graphène ne supportent que 2,7 volts ! donc il faut en mettre des quantité en série. Et veiller à ce chaque condensateur soit chargé ni trop peu, ni trop fort ! de plus lors de la décharge il faut veiller a rester sous le courant maximal admissible... etc... Je ne vous dis pas le prix de la gestion de tout ça, je vous laisse deviner !

[Obamot]

Ils feront comme Bill G@tes avec windaube, ils s'approprieront du taf d'un étudiant, lui fileront cinquante mille dollars en lui disant que "ça ne les vaut pas, mais qu'il lui font une fleur parce qu'il a une bonne tête" et feront avec ça: des millions de dollars (pour ne pas dire milliard si la recette est bonne...)!

Bill a fait encore plus tordu, il a vendu a IBM, un concept dont il n'était pas encore propriétaire!

[Surivai]

Bonjour danielj,

J'ai demandé à un chercheur travaillant sur les supercondensateurs ce qu'il pensait de ta remarque "Pour charger un condensateur, on perd 50% de l'énergie fournie par le générateur, et cela quelque soit la résistance des éléments".

Voici sa réponse :

C'est vrai seulement si on travaille à puissance maximale Pmax=v2/4R ; dans ce cas la résistance de l'objet dans lequel on décharge est égale à la résistance interne du supercondensateur.
C'est pour cela que la Pmax ne veut rien dire et que l'on ne travaille jamais à Pmax.

Je ne pense pas que l'on puisse dire qu'un supercondensateur n'est qu'un condensateur électrolytique amélioré. La densité d'énergie est beaucoup beaucoup plus importante dans un supercondensateur. On ne fait pas qu'augmenter la surface de l'électrode, il y a une double couche électrochimique utilisant un électrolyte pour répartir les charges...

Les super-condensateurs que l'on trouve dans le commerce sont très loin des super promesses des super-condensateurs au graphène qui pourraient remplacer un jour peut-être (pas si sûr) des batteries classiques ! On vous fait rêver, pour attirer les finances !

Oui, c'est pour ça qu'on attend avec impatience l'arrivée des supercondensateurs en graphène. Si les supercondensateurs du commerce permettaient déjà de stocker autant d'énergie que les batteries, tout le monde les utiliserait et nous n'aurions pas ces discussions.

C'est pourquoi il est important d'investir dans la recherche pour améliorer les supercondensateurs. Je préfèrerai en effet qu'il y ai plus de financement pour améliorer les supercondensateurs que pour chercher à créer un smartphone qui fait du café. Pas toi ?

Et veiller à ce chaque condensateur soit chargé ni trop peu, ni trop fort !

Les supercondensateurs supportent bien mieux les surcharges que les batteries. Ils n'ont même aucun problème de décharge profonde. Il faut par contre faire attention aux tensions lors des charges/décharges.

Les cellules des super-condensateurs au graphène ne supportent que 2,7 volts !

Avec les liquides ioniques, on peut arriver à 4 volts... Et les batteries Ni-MH fonctionnent à une tension de 1,2 Volts et ça n'empêche pas Toyota de les utiliser.

Bref, les batteries comme les supercondensateurs ont des contraintes d'utilisation. Oui il faut gérer ces contraintes et on le fait très bien pour les batteries et les systèmes de gestion des supercondensateurs fonctionnent aussi très bien et sont sans cesse améliorés.

Alors oui il reste du taf, donc il vaut mieux encourager la recherche que de dire qu'on a pas encore trouvé le Graal.

[danielj]

Quel que soit le moyen de charge d'un condensateur, l'énergie emmagasinée par le condensateur est au maximum de 1/2 de l'énergie déployée par la source d'électricité, c'est embêtant mais c'est une principe de physique... Et ce quelque soit la tension... voir le doc joint.
https://www.econologie.info/share/partag ... 9yQxQk.pdf
Il faut seulement que la résistance soit non nulle !

[danielj]

En plus il s'agit du rendement maximal, il faut prendre en compte les autres pertes à la décharge, pertes dans les fils et les onduleurs...

[Surivai]

danielj, ce que tu dis est vrai à Pmax.

Voici un graphique montrant les pertes de chaleur selon l'ampérage. A 10A, le supercondensateur génère très peu de chaleur et donc très peu de pertes par effet Joule. A 40A, la charge génère beaucoup plus de chaleur :
http://books.google.fr/books?id=uIt1kMz ... or&f=false

En diminuant la résistance du supercondensateur, on augmente la Puissance maximale possible pour une charge. Donc si tu charge un supercondensateur à Pmax, tu perdras en effet la moitié de l'énergie par effet Joule. Mais on est pas obliger de charger à Pmax et dans la pratique on ne le fait jamais. Donc en diminuant la résistance, tu peux augmenter la vitesse de charge tout en conservant une perte limitée par effet Joule.

Attention, les condensateurs ne sont pas forcément utilisés de la même façon que les supercondensateurs. Ils n'ont pas la même utilité et ne sont pas forcément gérés de la même façon.

Au final il vaut mieux arrêter de considérer le supercondensateur comme un "super condensateur". Les condensateurs et les supercondensateurs sont techniquement différents. Et au final, hormis la gestion de la tension, le supercondensateur idéal tel que décrit dans le dossier sur les supercondensateurs ressemble beaucoup plus à une batterie qu'à un condensateur...

[danielj]

hello, ça y est, j'ai trouvé la méprise au sujet des pertes dans la charge des condensateurs ! La théorie nous indique que l'énergie emmagasinée dans un condensateur (quel qu'il soit), est égale à la moitié de l'énergie fournie par le générateur, et cela quelque soit la résistance (non nulle) du circuit. Dans le mot "circuit" il faut comprendre le condensateur ET générateur. Dans le point de vue de 'Surivai' il parle du condensateur SEUL, c'est ce que les fabricants de supercondensateurs étudient. Surtout que les pertes joules font chauffer le supercondesateur, ce qui entraîne des limites contraignantes... Mais les pertes globales de la charges du supercondensateur seront toujours de 50% conformément à la théorie, ce qui n'est pas perdu dans le supercondensateur sera perdu dans le générateur ! Tout simplement ! D'ailleurs les 50% de pertes joules se répartirons dans la même proportion que la résistances du générateur par rapport a celle du condensateur... Les fabriquant de supercondensateurs prennent bien soin d'éclipser le problème en ne considérant que les pertes joules dans le condensateur (qui sont faibles), mais qui du même coup AUGMENTE les pertes dans le générateur ! CQFD. Au Total on a bien 50% de pertes globales (au minimum) quand on charge un supercondensateur. Ouf... Les 50% de pertes minium à la charge, c'est quand même un souci ! Alors que la charge d'un accu standard, n'a pas ce handicap. Pour l'expliquer sans équations, on peut considérer qu'un accu(dans les conditions normales) conserve une tension sensiblement constante. Dès le début de la charge, la tension est nominale, la puissance emmagasinée par unité de temps est égale à U*I avec U a peu près constant. Pour un supercondensateur, dès le début de la charge U est près de zéro, donc la dans la même unité de temps, la puissance emmagasinée (en début de charge) et très faible ! La tension monte exponentiellement, en intégrant le tout, on trouve le fameux coefficient de pertes de 50%... Pour une charge partielle c'est idem, on ne prend en compte que l'échelon de tension concerné, et on trouve le même résultat... A+

[Surivai]

danielj, comme précisé précédemment, pour gérer le changement de tension des supercondensateurs lors des charges et des décharges, il existe des convertisseurs buck-boost :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_Buck-Boost


Le mieux est d'utiliser plusieurs supercondensateurs gérés avec un circuit d'équilibrage et y associer un convertisseur buck-boost (ou DC/DC).

Voir ces documents :
http://www.edn.com/Home/PrintView?contentItemId=4413594
http://www.sensorsmag.com/networking-co ... s-sen-7310