Bauteilebeschaffung

Überdurchschnittliches Wachstum bei den passiven Bauelementen

| Autor / Redakteur: Stefan Sutalo * / Margit Kuther

Maxwell K2: Mit fortschreitender technologischer Entwicklung empfehlen sich Doppelschichtkonden-satoren immer häufiger als Ersatz für eine Batterie.
Maxwell K2: Mit fortschreitender technologischer Entwicklung empfehlen sich Doppelschichtkonden-satoren immer häufiger als Ersatz für eine Batterie. (Bild: Rutronik)

Die langjährigen Markttreiber wie Smart Meter oder Elektromobilität erfüllen langsam ihre Versprechen und bescheren den passiven Bauelementen respektable Wachstumsraten.

Mit einem Plus von ca. 6% gegenüber 2013 hat sich der Markt für die passiven Bauelemente in Deutschland 2014 bislang deutlich besser entwickelt als im Vorjahr, und der Aufwärtstrend soll sich, wenn auch in abgeschwächter Form, fortsetzen. Damit liegt das Wachstum bei den Passiven über dem der Halbleiter, die ein Wachstum von 3,5% verzeichnen und auf ähnlichem Niveau wie dem der Elektromechanik, die ebenfalls rund 6% wächst. Zu verdanken ist dies vor allem einem deutlich angestiegenen Auftragseingang aus der Industrie und dem Automobilmarkt.

Zudem veranlasst die optimistische Grundstimmung viele Kunden zu längerfristigen Bestellungen. Für Lieferengpässe, bzw. gestiegene Lieferzeiten bei einzelnen Produktgruppen, haben die immer kürzeren Produktlebenszyklen, der fortschreitende Netzausbau und neue Applikationen gesorgt. Diese Situation wird wohl auch im kommenden Jahr so bestehen bleiben. Besonders betroffen sind davon Keramikkondensatoren.

Unter den größten Markttreibern finden sich einige alte Bekannte wie Smart Meter, Elektromobilität und erneuerbare Energien. Sie werden schon seit einigen Jahren als aussichtsreiche Märkte für die Passiven gehandelt, inzwischen können Hersteller und Distributoren auch signifikante Umsätze erzielen. Alle drei Märkte sind dabei stark abhängig von politischen Vorgaben. Diese haben den erneuerbaren Energien in den letzten Jahren bereits einen starken Schub beschert, der allerdings seit der Kürzung der Subventionen zu weiten Teilen abgeebbt ist. Bei den Smart Meter sorgen sie für eine vorwiegend abwartende Haltung, und auch die Elektromobilität nimmt nur langsam Fahrt auf. So werden diese Themen rund um den Megatrend Energieeffizienz die Branche auch in den kommenden Jahren noch begleiten.

Produkt des Jahres: der Doppelschichtkondensator

Einer der Knackpunkte sowohl in der Elektromobilität als auch bei den regenerativen Energien ist der Energiespeicher. Lithium-Ionen-Batterien sind die derzeit interessanteste Option unter den Speichertechnologien. Doch mit fortschreitender technologischer Entwicklung empfehlen sich Doppelschichtkondensatoren (EDLC, je nach Hersteller auch Ultrakondensatoren, Superkondensatoren oder Green Cap genannt) immer häufiger als Batterieersatz.

Dazu gehört die Erweiterung ihres Temperaturbereichs auf 85°C unter Berücksichtigung des Spannungsderatings, eine höhere Spannung von 2,85 V – in näherer Zukunft vielleicht sogar bis zu 3 V – sowie mehr Kapazität bei gleichbleibender Baugröße dank Anpassungen an der Elektrode, die Verwendung eines anderen Elektrolyts und der besseren Ausschöpfung von Reserven. All dies führt zu einer immer höheren Energiedichte, die mehrere hundert Mal größer ist als bei konventionellen Kondensatoren. Als alleiniger Energiespeicher eignen sie sich etwa für Hybridbusse, Gabelstapler, Kräne, fahrerlose Transportsysteme sowie Start-Stop-Automatiken, Flashlights, Pitchsysteme, etc..

EDLCs kombiniert mit Akkumulatoren oder Brennstoffzellen

In Elektro- oder Hybridautos sind die EDLCs interessant in Kombination mit Akkumulatoren oder Brennstoffzellen. Denn sie sind unempfindlich gegen Überladung, bieten millionenfache Ladung und Entladung und können Energie sehr schnell mit hoher Leistung speichern und abgeben. So liefert der Akkumulator - oder bei Hybridmodellen der Verbrennungsmotor – während der Fahrt gleichmäßig eine durchschnittliche Energiemenge.

Die Kondensatoren übernehmen die hohen Leistungsspitzen beim Beschleunigen und Bremsen. So erreichen sie höchstmögliche Rekuperationsgrade und verbessern die Gesamteffizienz deutlich. Hinzu kommt: Auf die Akkumulatoren entfallen weniger Ladezyklen, bzw. viel weniger und kleinere Stromspitzen, so dass sie eine deutlich längere Lebensdauer erreichen. Dank dieser Merkmale verzeichnen die EDLCs seit Jahren Wachstumsraten im zweistelligen Bereich.

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Vom einfachen Standard-Bauteil zur Design-In-Komponente

Passive Bauteile sind heutzutage nicht mehr nur Dickschicht Widerstände, Standard Keramikvielschicht-Chipkondensatoren (MLCC, multi layer ceramic capacitor) oder einfache Drosseln, sondern oftmals Design-in Bauteile, die den Anforderungen nach mehr Robustheit der kompletten Platine hinsichtlich hohen Temperaturen, Feuchtigkeit, mechanischen und thermischen Schocks, ESD oder Temperaturwechsel gerecht werden müssen und somit den Halbleitern in nichts nachstehen.

Dazu gehören etwa Hochfrequenzdrosseln mit sehr weitem Temperaturbereich und geringen Resonanzverlusten, nicht entflammbare Polymer-Tantals mit äußerst niedrigen ESR-Werten, ESD-sichere Keramikkondensatoren mit besserer elektromagnetischer Verträglichkeit als ein Varistor oder auch niederohmige Shunt-Widerstände für Strommess-Applikationen sowie hochpräzise Dünnschichtwiderstände, deren Charakteristika trotz Einflüssen wie Temperatur, Zeit und Impulsen nahezu konstant bleiben.

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