Гибридные системы хранения и решения для хранения данных: старение аккумуляторов – путь к более долговечным энергетическим системам и надежным прогнозам

📡 Постоянное стремление к совершенствованию технологий хранения энергии привело к появлению интересных инноваций, в том числе гибридных систем хранения. Эти новаторские системы сочетают в себе различные технологии хранения данных, чтобы компенсировать недостатки каждой технологии и оптимально использовать их преимущества. Ярким примером является соединение литий-ионных аккумуляторов и суперконденсаторов. Институт экономики энергетики и технологий энергетических систем Фраунгофера IEE в сотрудничестве со Skeleton Technologies и AVL добился значительных успехов в технологии прогнозирования старения аккумуляторов в рамках исследовательского проекта SukoBa, который может произвести революцию в применении гибридных систем хранения данных.

🔋 Синергия литий-ионных аккумуляторов и суперконденсаторов

Гибридная система хранения данных, объединяющая как литий-ионные батареи, так и суперконденсаторы, использует сильные стороны обеих технологий, одновременно смягчая их недостатки. Суперконденсаторы способны поглощать и выделять большое количество энергии за чрезвычайно короткий период времени. Однако такая быстрота процесса зарядки и разрядки не приводит к значительному старению, поскольку сила тока ограничивается не электрохимическими процессами, а физической емкостью аккумулятора. Напротив, суперконденсаторы имеют низкую плотность энергии, а это означает, что они не могут хранить много энергии одновременно.

С другой стороны, литий-ионные аккумуляторы обладают высокой плотностью энергии и, следовательно, могут хранить большое количество энергии, но они чувствительны к высоким пикам тока, что может привести к повышенному износу и сокращению срока службы. Поэтому эти батареи не подходят для применений, в которых происходят частые и интенсивные изменения нагрузки, например, в электромобилях или строительной технике. Здесь в игру вступают суперконденсаторы. Они могут поглощать пики нагрузки, не создавая нагрузки на батарею, что обеспечивает более равномерное и бережное использование батареи.

🔎Исследовательский проект СукоБа и БаСиС

В проекте «СукоБа» была разработана среда моделирования под названием BaSiS — Battery Simulation Studio, целью которой является оптимизация взаимодействия в гибридных системах хранения данных. В основе этой технологии лежит модель деградации, которая обеспечивает точные прогнозы старения батарей при совместной работе с суперконденсаторами. Благодаря программному обеспечению BaSiS исследователи и инженеры теперь могут анализировать различные конфигурации и сценарии эксплуатации и анализировать их влияние на старение аккумуляторов.

BaSiS помогает корректировать условия работы аккумулятора и алгоритмы управления для достижения максимального срока службы при минимальных затратах. Такая гибкость особенно ценна, поскольку позволяет быстро интегрировать и тестировать новые тенденции и технологии в области исследований аккумуляторов и суперконденсаторов.

💡 Преимущества гибридных систем хранения на практике

Гибридные системы хранения предлагают множество преимуществ, которые выходят далеко за рамки базовых технических аспектов. Они позволяют более эффективно использовать энергию в электромобилях, строительной технике и стационарных накопителях энергии. Ключевым преимуществом является увеличенный срок службы батареи. За счет снижения пиковых нагрузок снижается тепловая нагрузка на аккумулятор, что приводит к меньшему износу и, следовательно, к увеличению срока службы. Это, в свою очередь, снижает общие затраты, поскольку сменные батареи необходимо покупать и устанавливать реже.

Еще одним преимуществом является повышение производительности. Суперконденсаторы могут быстрее поглощать изменения нагрузки, что приводит к лучшей реакции всей системы. Это особенно важно в ситуациях, когда требуются высокие и быстрые уровни тока, например, при запуске электродвигателей или рекуперации энергии торможения (рекуперации).

🌍 Экономическое и экологическое значение

Технологии, направленные на сокращение срока службы аккумуляторов и повышение эффективности гибридных систем хранения, также оказывают значительное экономическое и экологическое воздействие. Увеличение срока службы батарей снижает затраты, что приводит к более широкому признанию и применению этих технологий. Кроме того, батареи играют центральную роль в энергетическом переходе к возобновляемым источникам энергии. Более эффективные и долговечные системы хранения энергии помогают сглаживать колебания в энергоснабжении, что имеет решающее значение для интеграции ветровой и солнечной энергии в энергосистему.

С экологической точки зрения более длительный срок службы батарей также означает сокращение образования отходов и воздействия на окружающую среду в результате производства и утилизации батарей. Добыча таких ресурсов, как литий и кобальт, необходимых для производства литий-ионных аккумуляторов, оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Таким образом, более длительный срок службы батареи может также привести к снижению потребления ресурсов и повышению устойчивости.

🚀 Будущие события и проблемы

Однако постоянное развитие и оптимизация гибридных систем хранения также создает проблемы. Одна из них — сложность системной интеграции и управления. Требуются обширные исследования и разработки, чтобы сделать алгоритмы управления и потоки энергии эффективными в таких гибридных системах. Кроме того, необходимо дальнейшее снижение затрат на производство и интеграцию суперконденсаторов, чтобы сделать эти технологии еще более экономически привлекательными.

Другая область исследований — совершенствование материаловедения для дальнейшего повышения производительности как батарей, так и суперконденсаторов. Это включает в себя разработку новых материалов электролитов и электродов, которые обеспечивают более высокую плотность энергии и лучшие свойства зарядки и разрядки.

🔚 Достижения в области технологий хранения энергии

Гибридные системы хранения, сочетающие в себе литий-ионные батареи и суперконденсаторы, представляют собой значительный прогресс в технологии хранения энергии. Умело используя соответствующие сильные стороны и сводя к минимуму недостатки обеих технологий, достигается более длительный срок службы памяти и повышается общая эффективность системы. Благодаря проекту «СукоБа» и разработке программного обеспечения BaSiS Институт Фраунгофера внес важный вклад, который предлагает технические, экономические и экологические преимущества. Будущее гибридных систем хранения многообещающе и будет играть решающую роль в устойчивом энергоснабжении и использовании.

📣 Похожие темы

• 🔋 Революционное гибридное хранилище энергии: взгляд в будущее
• ⚙️ Гибридные системы хранения: синергия аккумуляторов и суперконденсаторов
• ⚡ Оптимизация энергопотребления: сосредоточьтесь на гибридных технологиях.
• 📊 СукоБа: инновации посредством специализированного моделирования
• 🚗 Эффективная электромобильность благодаря гибридным системам хранения
• 🛠️ BaSiS: будущее моделирования аккумуляторов начинается прямо сейчас
• 🌱 Экологичная энергия: гибридное хранение является ключевым моментом
• 💡 Исследования и прогресс: гибридная система хранения данных в деталях
• 📉 Снижение затрат и долговечность: преимущества гибридных систем хранения данных
• 🌍 Устойчивое хранение энергии с помощью инновационных технологий

#️⃣ Хэштеги: #Гибридныесистемы хранения, #Литий-ионные батареи, #Суперконденсаторы, #BatteryAging, #SustainableEnergy

☑️ Отраслевой эксперт со своим собственным отраслевым центром Xpert.Digital с более чем 2500 специальными статьями.

Конрад Вольфенштейн

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже, или просто позвонить мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus