Les supercondensateurs et leur rôle dans l’automatisation industrielle

Les supercondensateurs, une technologie innovante et révolutionnaire de stockage d’énergie, offrent une capacité supérieure à celle des condensateurs classiques. Leurs applications dans les secteurs de l’industrie et de la logistique sont de plus en plus nombreuses.

Qu’est-ce qu’un supercondensateur ?

Un supercondensateur, également appelé condensateur électrochimique ou condensateur à double couche, est un ensemble de deux plaques conductrices séparées par un matériau diélectrique. D’une capacité plusieurs milliers de fois supérieure à celle d’un condensateur électrolytique, sa vitesse de charge et de décharge augmente proportionnellement à sa capacité.

Les premiers supercondensateurs ont été développés dans les années 70 et 80 et leur capacité était d’à peine un farad. La multinationale japonaise NEC a commencé à les commercialiser en 1978 pour renforcer la mémoire des ordinateurs. Aujourd’hui, ces dispositifs offrent des capacités allant jusqu’à 5 000 F et devancent les batteries en raison de leur haute performance et de meilleure stabilité après de longs cycles d’utilisation.

Avantages des supercondensateurs

• Temps de charge réduit. Tout comme les condensateurs traditionnels, les supercondensateurs nécessitent un temps de charge et de décharge. Toutefois, celui-ci peut être de l’ordre de quelques minutes au lieu de quelques heures.
• Plus d’énergie en moins de temps. Si un supercondensateur stocke moins d’énergie qu’une batterie, il en fournit davantage au consommateur dans le même laps de temps.
• Sécurité. Contrairement aux batteries électrochimiques, intrinsèquement instables face aux variables externes telles que la température, les supercondensateurs ne peuvent pas exploser.

Comment fonctionne un supercondensateur ?

Les supercondensateurs stockent l’énergie par voie électrostatique, mais la conservent et la restituent différemment des batteries. Leurs trois composants clés sont :

• Électrodes. Il s’agit de deux plaques, disposées l’une face à l’autre, qui captent des électrons à charge négative (anode) et à charge positive (cathode). La quantité de charge électrique accumulée par un supercondensateur, ou capacitance, est proportionnelle à la taille des plaques et inversement proportionnelle à la distance qui les sépare.
• Électrolyte. C’est le liquide dans lequel sont immergées les électrodes pour permettre la circulation des charges électriques dans le supercondensateur. L’électrolyte assure également la conductivité et l’isolation.
• Isolant. Une couche isolante sépare physiquement les deux électrodes, empêchant ainsi tout contact intempestif entre les deux surfaces et les charges. L’isolant crée un champ magnétique favorisant le stockage de grandes quantités d’énergie électrostatique.

Supercondensateurs vs batteries

Les supercondensateurs offrent une efficacité énergétique plus élevée que les batteries. Ils permettent de générer des pics de puissance et sont fabriqués à partir de matériaux non toxiques et non corrosifs, produisant ainsi moins de déchets.

À quoi sert un supercondensateur ?

Les supercondensateurs offrent des applications diverses dans de nombreux secteurs grâce à leurs caractéristiques :

• Renfort en matière d’énergie. Ils répondent aux pics de demande sans surcharger le réseau électrique, ce qui permet de lisser la consommation et de couvrir les courtes interruptions d’approvisionnement.
• Panneaux solaires et autres énergies renouvelables. Les supercondensateurs servent à stabiliser la tension.
• Véhicules. En plus d’être une source d’énergie pour le démarrage de moteurs de grande taille, ils peuvent faire partie du freinage régénératif des camions diesel ou des locomotives. Ils sont également compatibles avec les voitures hybrides et les systèmes à hydrogène.

Où dans l’entrepôt les supercondensateurs sont-ils utilisés ?

Cette technologie a également sa place dans des domaines directement liés à la logistique et à la fabrication. L’un des principaux exemples étant l’automatisation industrielle.

Les systèmes de stockage compacts, de plus en plus présents dans les entrepôts, tels que le Pallet Shuttle automatique, utilisent des supercondensateurs comme principale source d’énergie, du moins chez les plus grands fabricants. Grâce à cela, les navettes qui déplacent les palettes sont toujours disponibles et fonctionnent 24 heures sur 24 sans interruption. United Caps et Panificadora de Alcalá les ont déjà intégrés dans leurs installations.

Les supercondensateurs protègent les machines et les équipements contre les interruptions brutales d’alimentation électrique, optimisent l’efficacité opérationnelle et contribuent à la création d’environnements de fabrication performants. Pour cette raison, ils conviennent parfaitement dans les domaines de la logistique et de la production.

Vers des supercondensateurs de pointe

Depuis leur invention dans les années 1970, les supercondensateurs continuent de s’améliorer par l’intégration de nouveaux matériaux. En ce sens, des chercheurs de l’université technique de Munich ont mis au point un supercondensateur en graphène hautement performant. Les ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology, quant à eux, ont créé un supercondensateur reposant sur trois matériaux primitifs largement utilisés depuis l’Empire romain : l’eau, le ciment et le noir de carbone.

Les applications potentielles de cette technologie sont nombreuses dans le domaine de la fourniture d’énergie et de la maintenance des réseaux électriques, par exemple en l’intégrant dans les fondations des immeubles. Son utilisation dans les satellites de communication, les systèmes de contrôle de vol ou la propulsion électrique des engins spatiaux est également en cours de développement.

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