¿Reemplazar las baterías del auto con condensadores?

Recientemente vi este video en YouTube que básicamente muestra al tipo reemplazando condensadores más grandes con algunos condensadores más pequeños que había comprado. Los condensadores más grandes estaban en lugar de una batería gastada. Ambos paquetes de condensadores le estaban dando el voltaje necesario para arrancar su vehículo y parecen estar funcionando bastante bien.

Mis preguntas son:

• ¿Cómo puede funcionar un condensador en lugar de la batería de un automóvil?
• ¿Cómo funciona un condensador en primer lugar?
• ¿Hay alguna modificación que tenga que hacer para usar un condensador en lugar de una batería?
• ¿Habría algún beneficio usar un condensador sobre una batería?
• Aparece en el video que los condensadores se están cargando de nuevo hasta 14.1vdc. ¿Cuánto tiempo mantendrá un condensador su carga (en términos generales, sé que esto depende del drenaje parasitario que se le aplica desde el vehículo en primer lugar)? Supongo que la mejor pregunta es: ¿el capacitor mantendrá suficiente carga con el tiempo para soportar el arranque del vehículo ?

Sí, es posible arrancar un automóvil con condensadores Ultra. Estas tapas no parecen tener un ciclo de vida que tienen las baterías de ácido de plomo tradicionales. La capacidad de estas tapas para proporcionar corriente de arranque es muy buena. Hay un par de inconvenientes:

• Las tapas en la actualidad son más caras que las mejores baterías de plomo ácido.
• Los capuchones están encadenados en serie para obtener los 12 V nominales, lo cual está bien cuando usa 6 de ellos con una capacidad nominal de 2.7V cada uno.
• No los use en automóviles viejos con un generador y un regulador electromecánico porque sus voltajes simplemente no son precisos según los estándares modernos.
• Sería aconsejable incluir algunos componentes electrónicos de equilibrio para mantener el voltaje en cualquier límite por debajo de 2.7V.

Todo esto no está tan mal hasta ahora, pero es por eso que aún no lo he hecho. El ultra cap tiene una densidad de potencia brillante pero mala densidad de energía en comparación con el ácido de plomo. Es como comparar la fuerza con la resistencia. Es probable que los automóviles modernos que tienen sistemas de carga decentes tengan corrientes de fuga más altas que ocurren cuando la llave está apagada. En otras palabras, es más probable que descubra que su automóvil no arrancará después de no haberlo utilizado durante un par de semanas. Sin embargo, cargarlos rápido es fácil.

Un "paquete de refuerzo" típico de condensadores como se muestra en ese video es 350 F (faradios)

Las baterías de los automóviles están clasificadas en amperios horas (Ah), convirtiendo unidades:

1 Faradio = 1 Amp-segundo por voltio

Hay 3600 segundos en una hora, así que a 12 voltios:

1 Ah = 3600/12 = 300F

Incluso una batería de automóvil barata es de alrededor de 60 Ah ... ¡su paquete de refuerzo de condensador tiene una capacidad aproximadamente 50 veces menor que la batería!

Buena suerte al arrancar el coche si necesita más de un segundo o dos para encender el motor ...

¿Cómo puede funcionar un condensador en lugar de la batería de un automóvil?

Apenas:)

¿Cómo funciona un condensador en primer lugar?

El condensador funciona manteniendo el campo eléctrico entre los electrodos, a diferencia de la célula de plomo-ácido que almacena energía en reacciones químicas entre el electrolito y las placas.

¿Hay alguna modificación que tenga que hacer para usar un condensador en lugar de una batería?

La batería es excelente para estabilizar el voltaje, el capacitor solo retiene cualquier voltaje al que lo conecte. Básicamente es una batería muy pequeña (en términos de capacidad) pero muy potente (en términos de pico de corriente). Si su automóvil puede vivir con un voltaje muy variable (o si pone suficiente capacidad para nunca descargar por debajo del 80%), no es necesario realizar modificaciones.

¿Habría algún beneficio usar un condensador sobre una batería?

No. Por eso no estamos haciendo eso.

Aparece en el video que los condensadores se están cargando de nuevo hasta 14.1vdc. ¿Cuánto tiempo mantendrá un condensador su carga (en términos generales, sé que esto depende del drenaje parasitario que se le aplica desde el vehículo en primer lugar)? Supongo que la mejor pregunta es, ¿el capacitor mantendrá suficiente carga con el tiempo para soportar el arranque del vehículo?

Es simplemente una cuestión de poner suficiente capacitancia. Si la cerradura central en espera o la autodescarga la drenan demasiado, solo necesita más, para que duren más.

Ahora, déjame explicarte por qué la célula de ácido de plomo es tan genial. Simplemente lo conecta a un circuito, y eso es todo. Siempre que el voltaje en el circuito sea más alto que el voltaje dado dictado por la química de la celda, una celda de plomo ácido lo drenará y almacenará la energía (cuando está completamente cargada, simplemente se disipará como calor). Cada vez que el voltaje cae por debajo, emitirá la energía. Mantiene el voltaje más o menos donde le gusta y mantiene un voltaje bastante estable en casi toda su capacidad. Entonces los empacamos en baterías (en el sentido de la fila) que les gusta aproximadamente 12 V en total. Se puede decir que el plomo-ácido se autorregula.

Condensador, por otro lado, es mucho más sencillo. Simplemente contiene cualquier voltaje que le apliques, y cuando alcanza tu voltaje se detiene. Luego, cuando comienzas a descargar, cae. Porque el voltaje del condensador es bastante proporcional a la carga interna. En términos generales, la mitad descargada = la mitad del voltaje. Esa es una pesadilla absoluta si desea utilizar el condensador como fuente de alimentación primaria porque necesita trabajar con cualquier voltaje de máximo a casi 0, o colocar algún convertidor de potencia que aumente el voltaje para mantenerlo en un nivel estable.

Si desea ahorrar peso en un automóvil de carreras, simplemente coloque la batería más pequeña que mantendrá el motor en funcionamiento. Puede cargarlo antes de cada carrera, por lo que puede ser varias veces más pequeño que en un automóvil de carretera. // editar: si su auto de carrera tiene un sistema de encendido clásico, puede ser reemplazado por un magneto que finalmente elimina la necesidad de cualquier batería una vez que se arranca el motor. Eche un vistazo a los motores de pistón de los aviones, usan magnetos debido a la confiabilidad. Y también son bastante ligeros :)

Soy ingeniero, así que ...

Respuesta corta: depende.

¿Respuesta más larga?

Bueno, hay un par de cosas realmente importantes que faltan en las respuestas anteriores.

-> ¿Cómo puede funcionar un condensador en lugar de la batería de un automóvil?

Lo primero que noto aquí es que todos asumen que los condensadores solo se usan para arrancar el automóvil. La batería de un automóvil tiene 3 propósitos principales. Arrancar el automóvil (alta corriente, corta duración), hacer funcionar el equipo dentro del automóvil mientras está en funcionamiento (generalmente baja corriente, pero también se requiere una eficiencia muy baja porque el alternador se hace cargo de la mayor parte y usa la batería principalmente como un regulador adicional) y, por último, mantener los sistemas "pasivos" (como en el caso de que no se requiera que el automóvil funcione) como el reloj y las luces que funcionan cuando el motor está apagado (baja corriente, larga duración).

Un condensador está bien para los dos primeros, pero realmente apesta para el tercero (y a menudo el más importante). ¿Alguna vez apagó el motor y necesitó las luces adentro o afuera? ¿Qué tal si encendimos el automóvil y hicimos sonar todos los canales almacenados en su radio y el reloj no funciona correctamente, o las otras configuraciones que configuró de repente no funcionan porque cambió las baterías? Mayor PIA.

-> ¿Cómo funciona un condensador en primer lugar?

Un condensador funciona al tener un dieléctrico (una sustancia que aísla / impide el flujo de electrones) colocado entre dos electrodos (cables de algún tipo). A medida que se acumula el potencial eléctrico (el número de electrones que "atraen" a los protones deseados en el otro lado), la capacitancia crece hasta el límite del dispositivo (su "capacidad"), entonces deja de funcionar o, más probablemente, explota como una batería de lipo. Piense en ello como una jarra de agua en la parte superior de una fuente de agua ... solo puede poner una gran cantidad antes de que se desborde, pero es muy rápido y fácil de rellenar cuando baja o se vacía y se puede vaciar muy rápidamente .

Y, todos olvidaron mencionar la fuga. Todos los dispositivos de almacenamiento de energía (batería, condensador, esposa enojada, lo que sea) pierden la energía que se almacena inicialmente. Algunas fugas más rápidas (esposa enojada), algunas fugas más lentas (batería). Se puede esperar que una batería de plomo ácido retenga una carga SIN DESGASTE durante varias semanas o meses en el mejor de los casos. Un condensador no durará tanto tiempo, unos días o semanas en el mejor de los casos. La esposa simplemente se va, así que eso es casi cero, pero entonces ella es el problema de otra persona, así que no se preocupe.

La fuga en un condensador es el resultado de la migración de electrones a través del dieléctrico. No importa cuán bueno sea el dieléctrico, todavía no es un aislante PERFECTO, por lo que FUGARÁ.

Los últimos 40-50 años de trabajo en súper condensadores están alrededor de hacer que este dieléctrico sea casi perfecto y de que podamos trabajar en el área de superficie más adelante. Pero, al igual que un trozo de cable recto todavía presenta ALGUNA resistencia (y, por lo tanto, se calienta), lo mismo ocurre a la inversa para un condensador. Desea que el dieléctrico tenga un grosor casi nulo, una superficie máxima y una resistencia infinita. Pero, una vez que la distancia se reduce incluso a nanómetros (sin mencionar los femptómetros, 1/1000 de 1/1000 de un nanómetro, que es probablemente lo que se requiere para un verdadero supercondensador), la física comienza a volverse un poco loca. El túnel cuántico se involucra y las cosas se vuelven más complicadas. Para que te hagas una idea, un solo protón de hidrógeno tiene aproximadamente 1.7 fm ... y un electrón es MUCHO más pequeño que eso.

Entonces, esta pregunta y su respuesta en profundidad es mucho más complicada de lo que parece inicialmente.