Srovnání superkapacitorů a akumulátorů pro napájení subsystémů pikosatelitů

Abstract

V současné době se používají pro uchovávání elektrické energie v malých zařízeních zejména akumulátory a nově i superkapacitory. Oba typy mají různé vlastnosti při nabíjení a vybíjení, ale také různě se měnící dlouhodobé parametry, které závisí hlavně na způsobu jejich používání. Akumulátory mají výrazně lepší poměr uskladněné energie k hmotnosti, superkapacitory výrazně delší životnost a nižší impedanci. U obou technologií existují postupy, jak prodloužit/zkrátit životnost na úkor snížení/zvýšení měrné energie. Hlavním cílem této práce je porovnat superkapacitory a akumulátory z hlediska použití v pikosatelitu. U superkapacitorů je důležité sledovat vliv zvýšení měrné energie přebíjením na rychlost stárnutí základních vlastností, u akumulátorů pak prodloužení životnosti mělkým vybíjením, kdy se snižuje využitelná měrná energie. Sledování parametrů superkapacitorů a akumulátorů pro použití v pikosatelitu, je založeno hlavně na dlouhodobých měřeních při simulovaných energetických poměrech v pikosatelitu. To znamená opakované vybíjení a nabíjení na požadovaná napětí požadovanými proudy, které byly voleny s ohledem na skutečné očekávané zatížení při činnosti pikosatelitu a s ohledem na zvolené časové měřítko testu. Na základě těchto měření pak lze predikovat dlouhodobé chování akumulátorů a superkapacitorů v průběhu celé mise pikosatelitu a porovnat výhodnost jednotlivých technologií a způsobů jejich využívání. Tato práce v závěru přináší vyhodnocení optimálních možností použití superkapacitorů a akumulátorů pro celou misi pikosatelitu hlavně s ohledem na to, aby nedošlo po celou dobu k žádnému kritickému stavu z hlediska neschopnosti akumulačních prvků uskladnit potřebné množství energie pro napájení subsystémů pikosatelitu.