Híbridos y Eléctricos

EXPERIMENTO CASERO

Un experimento demuestra la utilidad de los supercondensadores en las bicicletas eléctricas

Tom Stanton, un aficionado al bricolaje casero, ha querido comprobar si la alta capacidad de carga de los supercondensadores puede tener alguna utilidad cuando se emplea en una bicicleta eléctrica.

Tom Stanton bicicleta eléctrica supercondensadores
Tom Stanton junto a su bicicleta eléctrica con un motor de flujo axial y un sistema de supercondensadores caseros. Foto: hackaday.com.

El uso de supercondensadores está relacionado con aplicaciones que precisan de ciclos de carga y descarga rápidos y repetidos. Aparentemente es una tecnología revolucionaria siempre y cuando se emplee en sistema de energía que requieran de este tipo de cualidad. Las bicicletas eléctricas pueden considerarse apropiadas para ellos, sobre todo si se integran en un sistema de recuperación de energía que aproveche los descensos y las desaceleraciones para la recarga. Tom Stanton, un aficionado al bricolaje, ha querido experimentar con los supercondensadores en un experimento casero.

Las características de un sistema de almacenamiento eléctrico se miden fundamentalmente mediante dos parámetros. La densidad de energía se mide en Wh/kg e indica la cantidad total de energía que un dispositivo puede almacenar por unidad de peso. La densidad de potencia se mide en W/kg y da una idea de la velocidad a la que el dispositivo permite la entrada y salida energía mientras se carga y descarga.

Las baterías de litio almacenan la energía en forma química ofreciendo una densidad de energía relativamente alta. Sin embargo, se cargan con bastante lentitud porque su densidad de potencia es baja. Los supercondensadores almacenan la energía estáticamente en lugar de en forma química, lo que significa que pueden cargarse y descargarse mucho más rápido sin degradar sus estructuras internas. Por lo tanto, tienen una densidad de potencia muy alta, pero una densidad de energía mucho menor que la de las baterías químicas.

Ton Stanton, un aficionado al bricolaje y a los experimentos caseros ha querido conocer si los supercondensadores podían tener algún uso práctico en una bicicleta eléctrica y ha mostrado el resultado a través de la web hackaday.com, donde ya había publicado otros proyectos.

Uno de los mayores hándicaps de los supercondensadores, que limita la cantidad de energía utilizable, es la rápida caída de voltaje durante la descarga en comparación con las baterías. Para intentar sortear este problema, Tom construyó su propio motor de flujo axial, utilizando bobinas impresas en 3D y un rotor de aluminio con imanes integrados. 

En este tipo de motores, a diferencia de los motores de flujo radial, que son los que se emplean habitualmente en el mercado, el devanado inductor crea un campo magnético paralelo al eje de giro del rotor proporcionando un diseño más compacto, y sobre todo una mayor densidad de potencia y un mayor par de salida. Además, para incrementarlo todavía más mecanizó un gran piñón para la rueda trasera.

Construyó un banco de energía formado por seis supercondensadores de 2,7 voltios y 400 Faradays de capacidad, que en realidad equivale a lo que ofrecería una batería cilíndrica tipo AA. El sistema eléctrico funcionó, pero el alcance total fue tan solo de 100 metros recorridos, además, a muy baja velocidad. Cuando Tom conectó el motor a una batería convencional, descubrió que era este era funcional, aunque ofrecía poca potencia.

El controlador instalado en el motor casero no era capaz de poner en marcha el frenado regenerativo. Tom decidió instalar el juego de condensadores en otra bicicleta eléctrica que sí contaba con un sistema de recuperación de energía. Usando esta función, el sistema si fue capaz de recuperar algo de energía cuando la bicicleta desaceleraba o bajaba una pendiente. 

 

Aunque el resultado del experimento de Tom no es el esperado, probablemente porque los fue realizado con medios caseros, tampoco es concluyente. Los supercondensadores se mostraron útiles al ser empleados como recuperadores en el sistema de regeneración de la bicicleta, lo que podría dar pie a implementarlos como complemento de la batería para recuperar la energía que se pierde cuando la el ciclista no pedalea.

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