Superkondensaattori kuormankäsittelijässä

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tarkastella superkondensaattoriteknologiaa ja sen hyödyntämistä Pesmel Oy:n kuormankäsittelijässä akun rinnalla. Syöttöjärjestelmän suunnittelussa kuormankäsittelijää tarkastellaan tehokkuuden ja kannatta-vuuden näkökulmasta sekä huomioidaan superkondensaattorin ja akun hybridikäyttöä energiahallinnan ja oikeanlaisen mitoituksen mukaan. Syöttävän järjestelmän periaatteena on varastoida suuria määriä energiaa kuormankäsittelijän tarpeisiin sekä kattaa kuormituksen aiheuttamia suuria tehopulsseja. Kuormankäsittelijää syöttävää energiajärjestelmää tarkastellaan vertaamalla passiivista sekä aktiivista ohjausjärjestelmää sekä näihin liittyviä tehon ohjausta jakavia toimintatiloja. Energiansyöttöjärjestelmän komponenttien tärkeimpiä kriteerejä ovat energiatiheys ja tehoherkkyys, joihin kiinnitetään huomioita tutkimuksen teoriaosuuksissa. Energiasyöttöjärjestelmän laskentaa kuormankäsittelijälle arvioidaan laskentaesimerkein, joiden mukaan syöttöjärjestelmän komponentit voidaan valita. Laskentaa tarkastellaan pääasiassa kuormankäsittelijän suorittaman työsyklin maksimitehon, energiakulutuksen sekä ajan suhteen. Laskentatulosten mukaan järjestelmän toteutus tarkasteltavan kuormankäsittelijän suorittamalle työsyklille voidaan toteuttaa soveltamalla ainoastaan superkondensaattoreita kuormankäsittelijävaunun lyhyen työjakson vuoksi. Laskennan mukaisen arvion tuloksena superkondensaattorit riittävät noin 5 vuoden mittaiselle käyttöjaksolle.