Hybrydowe systemy magazynowania i rozwiązania magazynowania: Starzenie się akumulatorów - Droga do trwalszych systemów energetycznych i wiarygodnych prognoz

📡 Ciągłe dążenie do udoskonaleń technologii magazynowania energii doprowadziło do powstania fascynujących innowacji, w tym hybrydowych systemów magazynowania. Te pionierskie systemy łączą różne technologie przechowywania, aby zrekompensować wady każdej technologii i optymalnie wykorzystać ich zalety. Znakomitym przykładem jest łączenie akumulatorów litowo-jonowych i superkondensatorów. Instytut Fraunhofera ds. Ekonomiki Energii i Technologii Systemów Energetycznych IEE, we współpracy ze Skeleton Technologies i AVL, poczynił znaczne postępy w technologii przewidywania starzenia się akumulatorów w ramach projektu badawczego „SukoBa”, który może zrewolucjonizować zastosowanie hybrydowych systemów magazynowania.

🔋Synergia akumulatorów litowo-jonowych i superkondensatorów

Hybrydowy system przechowywania, który integruje zarówno akumulatory litowo-jonowe, jak i superkondensatory, wykorzystuje mocne strony obu technologii, jednocześnie łagodząc ich słabe strony. Superkondensatory są w stanie pochłonąć i uwolnić duże ilości energii w niezwykle krótkim czasie. Jednak ta szybkość procesu ładowania i rozładowywania nie prowadzi do znacznego starzenia się, ponieważ natężenie prądu nie jest ograniczone procesami elektrochemicznymi, ale fizyczną pojemnością magazynowania. Natomiast superkondensatory mają niską gęstość energii, co oznacza, że ​​nie są w stanie magazynować dużej ilości energii na raz.

Z kolei akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się dużą gęstością energii i dlatego mogą magazynować duże ilości energii, ale są wrażliwe na wysokie wartości szczytowe prądu, co może prowadzić do zwiększonego zużycia i skrócenia żywotności. Akumulatory te nie nadają się zatem do zastosowań, w których występują częste i intensywne zmiany obciążenia, np. w pojazdach elektrycznych lub maszynach budowlanych. Tutaj z pomocą przychodzą superkondensatory. Mogą pochłaniać szczyty obciążenia bez obciążania akumulatora, co zapewnia równomierne i delikatniejsze użytkowanie akumulatora.

🔎 Projekt badawczy SukoBa i BaSiS

W ramach projektu „SukoBa” opracowano środowisko symulacyjne o nazwie BaSiS – Battery Simulation Studio – którego celem jest optymalizacja interakcji w hybrydowych systemach magazynowania. Sercem tej technologii jest model degradacji, który zapewnia dokładne prognozy dotyczące starzenia się akumulatorów pracujących razem z superkondensatorami. Dzięki oprogramowaniu BaSiS badacze i inżynierowie mogą teraz przeglądać różne konfiguracje i scenariusze operacyjne oraz analizować ich wpływ na starzenie się baterii.

BaSiS pomaga dostosować warunki pracy akumulatora i algorytmy sterowania, aby osiągnąć maksymalną żywotność przy minimalnych kosztach. Elastyczność ta jest szczególnie cenna, ponieważ umożliwia szybką integrację i testowanie nowych trendów i technologii w badaniach nad akumulatorami i superkondensatorami.

💡Zalety hybrydowych systemów magazynowania w praktyce

Hybrydowe systemy magazynowania oferują szereg korzyści, które wykraczają daleko poza podstawowe aspekty techniczne. Umożliwiają bardziej efektywne wykorzystanie energii w pojazdach elektrycznych, maszynach budowlanych i stacjonarnych magazynach energii. Kluczową zaletą jest wydłużony czas pracy baterii. Odciążając szczytowe obciążenia, zmniejsza się naprężenie cieplne w akumulatorze, co skutkuje mniejszym zużyciem, a tym samym dłuższą żywotnością. To z kolei zmniejsza koszty ogólne, ponieważ baterie zamienne trzeba kupować i instalować rzadziej.

Kolejną zaletą jest lepsza wydajność. Superkondensatory mogą szybciej absorbować zmiany obciążenia, co skutkuje lepszą reakcją całego systemu. Jest to szczególnie ważne w sytuacjach, gdzie wymagany jest wysoki i szybki poziom prądu, np. przy uruchamianiu silników elektrycznych lub odzyskiwaniu energii hamowania (rekuperacja).

🌍 Znaczenie gospodarcze i ekologiczne

Technologie poprawiające starzenie się akumulatorów i wydajność hybrydowych systemów magazynowania mają również znaczący wpływ na gospodarkę i środowisko. Wydłużenie żywotności akumulatorów zmniejsza koszty, prowadząc do szerszej akceptacji i stosowania tych technologii. Ponadto baterie odgrywają kluczową rolę w przejściu energetyki na energię odnawialną. Bardziej wydajne i trwalsze systemy magazynowania energii pomagają złagodzić wahania w dostawach energii, co ma kluczowe znaczenie dla integracji energii wiatrowej i słonecznej z siecią energetyczną.

Z punktu widzenia ochrony środowiska dłuższa żywotność baterii oznacza również zmniejszenie wytwarzania i usuwania odpadów oraz wpływu na środowisko wynikającego z produkcji i utylizacji baterii. Wydobywanie surowców takich jak lit i kobalt, niezbędnych do produkcji akumulatorów litowo-jonowych, ma znaczący wpływ na środowisko. Dłuższa żywotność baterii może zatem również prowadzić do mniejszego zużycia zasobów i poprawy zrównoważonego rozwoju.

🚀 Przyszły rozwój i wyzwania

Jednakże ciągły rozwój i optymalizacja hybrydowych systemów magazynowania stwarzają również wyzwania. Jednym z nich jest złożoność integracji i kontroli systemów. Zapewnienie efektywności algorytmów sterowania i przepływu energii w takich systemach hybrydowych wymaga szeroko zakrojonych badań i rozwoju. Ponadto należy jeszcze bardziej obniżyć koszty produkcji i integracji superkondensatorów, aby technologie te stały się jeszcze bardziej atrakcyjne ekonomicznie.

Innym obszarem badań jest doskonalenie inżynierii materiałowej w celu dalszego zwiększania wydajności zarówno akumulatorów, jak i superkondensatorów. Obejmuje to opracowanie nowych materiałów na elektrolity i elektrody, które oferują wyższą gęstość energii oraz lepsze właściwości ładowania i rozładowywania.

🔚 Postęp w technologii magazynowania energii

Hybrydowe systemy magazynowania, które łączą akumulatory litowo-jonowe i superkondensatory, stanowią znaczący postęp w technologii magazynowania energii. Umiejętne wykorzystanie odpowiednich mocnych stron i minimalizacja słabych stron obu technologii pozwala na osiągnięcie dłuższej żywotności pamięci i zwiększenie ogólnej wydajności systemu. Dzięki projektowi „SukoBa” i rozwojowi oprogramowania BaSiS, Fraunhofer IEE wniosło ważny wkład, który oferuje korzyści techniczne, ekonomiczne i ekologiczne. Przyszłość hybrydowych systemów magazynowania jest obiecująca i odegrają kluczową rolę w zrównoważonych dostawach i wykorzystaniu energii.

📣 Podobne tematy

• 🔋 Rewolucyjne hybrydowe magazynowanie energii: spojrzenie w przyszłość
• ⚙️Hybrydowe systemy magazynowania: synergia akumulatorów i superkondensatorów
• ⚡ Optymalizuj energię: skoncentruj się na technologiach hybrydowych
• 📊 SukoBa: Innowacja poprzez specjalistyczne symulacje
• 🚗 Efektywna elektromobilność dzięki hybrydowym systemom magazynowania
• 🛠️ BaSiS: Przyszłość symulacji baterii zaczyna się teraz
• 🌱 Energia przyjazna dla środowiska: magazynowanie hybrydowe ma kluczowe znaczenie
• 💡 Badania i postęp: Hybrydowy system przechowywania w szczegółach
• 📉 Redukcja kosztów i długowieczność: zalety hybrydowych systemów przechowywania
• 🌍 Zrównoważone magazynowanie energii dzięki innowacyjnym technologiom

#️⃣ Hashtagi: #HybridStorage Systems, #LithiumIonBatteries, #Supercapacitors, #BatteryAging, #SustainableEnergy

☑️ Ekspert branżowy, tutaj z własnym centrum branżowym Xpert.Digital z ponad 2500 artykułami specjalistycznymi

Konrada Wolfensteina

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

Możesz się ze mną skontaktować wypełniając poniższy formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) .

Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.

Xpert.Digital to centrum przemysłu skupiające się na cyfryzacji, inżynierii mechanicznej, logistyce/intralogistyce i fotowoltaice.

Dzięki naszemu rozwiązaniu do rozwoju biznesu 360° wspieramy znane firmy od rozpoczęcia nowej działalności po sprzedaż posprzedażną.

Wywiad rynkowy, smarketing, automatyzacja marketingu, tworzenie treści, PR, kampanie pocztowe, spersonalizowane media społecznościowe i pielęgnacja leadów to część naszych narzędzi cyfrowych.

Więcej informacji znajdziesz na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus