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Detalles: Publicado: 02.08.2022; Última actualización: 21.08.2023; Golpea: 5724

En Alemania, el calor representa el 55% de consumo final de energia fuera. Para lograr el objetivo de la neutralidad de carbono para 2050, existe una necesidad urgente de evitar el uso de combustibles fósiles para satisfacer esta demanda tanto como sea posible. En cambio, en el proveedor de energía sol ser recurrida. Para utilizar la energía obtenida de forma eficaz, es necesario almacenamiento solar. A continuación informamos sobre nuevos productos y tecnologías que almacenan energía solar.

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Coches eléctricos como almacenamiento intermedio para la energía solar
Almacenamiento solar basado en capas optimizadas de alto rendimiento
Archivo de innovaciones de almacenamiento solar

Coches eléctricos como almacenamiento intermedio para la energía solar

27.07.2022/XNUMX/XNUMX | En los calurosos días de verano, la participación de la energía solar en el mix energético alcanza valores récord. Pero el sol no brilla, déjame carga bidireccional la energía solar del sistema fotovoltaico en Los coches eléctricos y guardar las baterías de la casa. Si es necesario o en horas de la tarde, esto se retroalimenta a la red doméstica para el funcionamiento de los electrodomésticos. Esto crea incentivos para cambiar a la electromovilidad de cero emisiones.

Infineon Technologies y Delta Electronics han desarrollado un sistema tres en uno para esto. Integra sistema solar, almacenamiento doméstico y estación de carga. El coche eléctrico se carga a través de un inversor bidireccional y también se puede utilizar como almacenamiento intermedio para el suministro eléctrico de emergencia en su propia casa. Cada vez más coches eléctricos están equipados para ello. En perspectiva, las nuevas soluciones Vehicle-to-Grid (V2G) y Vehicle-to-Home (V2H) también se pueden implementar con flujos de energía bidireccionales.

"Para hacer una contribución sostenible a la descarbonización, tenemos que pensar en la electromovilidad de manera integral: desde la generación de electricidad verde hasta una infraestructura de red estable y eficiente, hasta el almacenamiento y el consumo", dice Pedro Wawer, jefe de la división de control de energía industrial de Infineon. “Con nuestras soluciones de carga bidireccional, el coche eléctrico puede cargarse en casa con energía solar a bajo coste y también servir como almacenamiento intermedio”.

una Casa consume un promedio de 10 a 15 kWh de energía por día. Una batería de automóvil completamente cargada con una capacidad de 30 a 100 kWh teóricamente podría servir como solución de energía de emergencia durante unos días. Los propietarios de viviendas pueden así obtener electricidad barata y ganar más independencia en el hogar. Fuente de alimentación.

Enchufe de carga, cable de carga | Para el coche eléctrico

Esto permite una potencia de salida de alrededor de 10 kW. Sistema tres en uno una corriente continua máxima de 34 A. Las eficiencias máximas son superiores al 97,5%. Los semiconductores de carburo de silicio (SiC) energéticamente eficientes de Infineon se utilizan para aumentar la densidad de potencia. En comparación con los semiconductores basados en silicio, el semiconductor compuesto SiC reduce las pérdidas de energía al convertir la electricidad a aproximadamente la mitad. Las estaciones de carga podrían construirse un 30% más pequeñas. Con SiC, el sistema fotovoltaico se vuelve más eficiente. Se reducen los tiempos de carga en estaciones de carga rápida y cajas de pared. La autonomía de los coches eléctricos aumenta entre un 5 y un 10%.

A finales de la década, más de la mitad de los nuevos vehículos matriculados serán parcial o totalmente eléctricos. la movilidad verde pero solo se puede implementar con energía neutral para el clima, como la energía eólica y solar. Para redes estables, la disponibilidad volátil de estas fuentes de energía debe ser compensada por el viento eléctrico o el almacenamiento solar.

Infineon exhibirá en la Electronica 2022.

Almacenamiento solar basado en capas optimizadas de alto rendimiento

12.10.2021 | Sistemas de película delgada para sistema fotovoltaico y Solar térmica ayudar a recoger un amplio espectro de radiación solar para la generación de energía y en forma de calor. El Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Tecnología de Plasma y Haz de Electrones FEP tecnologías de vacío desarrollados, con los que se depositan capas y sistemas de capas para el aprovechamiento de la energía solar y el almacenamiento de calor.

Carga inalámbrica de vehículos eléctricos en todo el mundo con estándares abiertos

La energía radiante del sol, que la tierra recibe en 90 minutos, corresponde aproximadamente al consumo mundial de energía en un año. (Fuente: AEE). Para una absorción eficaz de la radiación solar, se requieren sistemas de capas especiales para energía fotovoltaica o solar térmica. En fotovoltaica, estos incluyen capas de semiconductores y capas de electrodos. La energía solar térmica requiere capas absorbentes con alta absorción en el rango visible y UV y baja emisión en el rango espectral infrarrojo (IR) para minimizar las pérdidas por radiación de calor.

Sistemas de capas optimizados para absorbentes solares efectivos

Para implementar tales funciones ópticas, un Sistema de capas formado por varias capas individuales necesario. Sus espesores deben coincidir con mucha precisión y deben depositarse de manera reproducible en los tubos absorbentes de los colectores de tubos solares de baja pérdida de calor. El tubo absorbedor está ubicado en un tubo de revestimiento al vacío. Esto protege el sistema de capas de la contaminación y la posible degradación de los componentes del aire. El sistema de capas tiene que soportar las altas temperaturas permanentes a las que se somete el tubo absorbedor. Debe ser estable a largo plazo, incluso bajo cargas de temperatura cíclica. Cuanto mayor sea la temperatura en el ciclo de calor, más versátil y mejor se puede utilizar. Puede utilizarse como calor de proceso o para cargar acumuladores de calor a altas temperaturas.

Los recubrimientos también son adecuados para el desarrollo de sistemas de almacenamiento solar más eficientes. Actualmente se está investigando mucho el almacenamiento de energía eléctrica para aprovechar la energía generada por los sistemas fotovoltaicos variables en el tiempo cerca. El almacenamiento de energía debe compensar el lapso de tiempo entre la generación de energía y el consumo de energía.

Procesos de recubrimiento de acumuladores solares con gránulos de zeolita

En el sector de la calefacción, esta función la realiza un acumulador de agua en muchos circuitos de calefacción. Sin embargo, aquí también mejores conceptos de memoria trabajó. Se dice que tales embalses tienen una mayor capacidad de almacenamiento que el agua. El almacenamiento debe instalarse de manera que ahorre espacio y tenga pocas pérdidas. Por ejemplo, en gránulos de zeolita nanoporosa de almacenamiento de calor por adsorción, se expulsa agua mientras se suministra el calor a almacenar. Esto corresponde entonces a la carga del almacén con energía.

"Cuando el aire que contiene vapor de agua fluye a través del material de almacenamiento, adsorbe agua y libera calor que se puede utilizar en los circuitos de calefacción", explica Dr Heiderun Klostermann, científico de la Fraunhofer FEP. "Sin embargo, para que esto funcione, el intercambio de calor con el material de almacenamiento también debe diseñarse de manera eficiente, que en sí mismo no tiene una buena conducción de calor. Esto se puede lograr con capas de aluminio que encierran el material. Aseguran un buen transporte de calor y una transferencia de calor eficiente en el intercambiador de calor”. Además de la dinámica de adsorción y desorción del material de almacenamiento, este es un aspecto importante del rendimiento de un sistema de almacenamiento. Tiene una gran influencia en su salida de calor específica máxima y media.

El material de almacenamiento granular, la zeolita, se deposita en vapor con aluminio a granel en vacío. Una buena conducción del calor requiere una capa uniforme y suficientemente gruesa. Los investigadores de la FEP están experimentando con capas de más de 20 µm de espesor. La tecnología utilizada para esto también se usa para recubrir películas. Lechos de alta porosidad materiales Por lo tanto, aplicar capas gruesas de manera uniforme es un gran desafío. Los desarrollos de Fraunhofer hasta la fecha son únicos en este sentido.

El proceso debe estar diseñado de tal manera que las capas no impidan el intercambio de sustancias entre el material de almacenamiento y el medio ambiente. Después de todo, el material debe continuar absorbiendo y liberando agua, de lo contrario, el principio de almacenamiento no funcionará. Curvas de adsorción comparativas de material revestido y sin revestir muestran que este transporte de masa no se ve obstaculizado por la capa.

Desarrollos de almacenamiento solar para el mañana

Los desarrolladores de nuevos materiales de almacenamiento centrados en aumentar la capacidad de almacenamiento están especialmente interesados en estas capas innovadoras de Fraunhofer FEP. Estos nuevos materiales son principalmente híbridos que aún no se producen en masa, como ya ocurre con las zeolitas. Por regla general, estos materiales híbridos en polvo solo se producen en pequeñas cantidades. En el futuro, estos nuevos materiales serán tratados en la planta de metalización de Fraunhofer FEP. Los fabricantes de almacenamiento ya esperan estas nuevas clases de material. mayor densidad de almacenamiento y volúmenes de almacenamiento más pequeños.

Archivo de innovaciones de almacenamiento solar

El sistema de almacenamiento solar adecuado: plomo versus litio
El almacenamiento solar proporciona electricidad las XNUMX horas

El sistema de almacenamiento solar adecuado: plomo versus litio

23.10.2013/XNUMX/XNUMX | Cuando se le pregunta sobre la diferencia entre una batería de iones de litio y una de gel de plomo, el usuario ve primero las diferencias de precio y peso. También es importante aclarar cuestiones como: ¿Cómo funcionan los dos tipos de pilas? ¿Por qué uno dura más que el otro? ¿Por qué uno pesa más que el otro? Todas estas preguntas serán examinadas Íkratos con más detalle a continuación:

Batería de plomo-gel

una Batería de ácido sólido consta de una carcasa a prueba de ácido y dos placas de plomo, que sirven como electrodos polarizados positivo y negativo. Además, hay un relleno de 38 por ciento de ácido sulfúrico H₂SO₄ como electrolito.

Con las baterías de plomo-gel, como las que se utilizan en el IBC Solstore Pb Home, el ácido sulfúrico se une añadiendo ácido silícico y la batería se sella. Por eso el es casi completamente libre de mantenimiento, ya que ya no es necesario ni posible añadir agua. En estado descargado o neutro, una capa de sulfato de plomo(II) (PbSO₄) a. Cuando se cargan, los electrodos positivos están hechos de óxido de plomo (IV) (PbO)₂), los electrodos polarizados negativamente hechos de plomo poroso finamente dividido, también llamado esponja de plomo. La reacción química durante el proceso de carga y descarga permite almacenar o liberar energía eléctrica.

Batería de litio-ion

In acumuladores de iones de litio Hay átomos de litio en el electrodo negativo e iones de metales de transición en el electrodo positivo. La energía eléctrica se almacena a medida que el litio en forma ionizada se mueve de un lado a otro a través del electrolito entre los dos electrodos. De ahí el nombre de la batería de iones de litio.

Techo plegable solar norte Accionamientos para extender y retraer un techo solar plegable

A diferencia de los iones de litio que migran, los iones de metales de transición son estacionarios. Al descargarse, los átomos de litio en el electrodo negativo emiten un electrón, que fluye hacia el electrodo positivo a través del circuito externo. Al mismo tiempo, la misma cantidad de iones de litio migran a través del electrolito desde el electrodo negativo al positivo. En el electrodo positivo, sin embargo, no son los iones de litio los que vuelven a tomar el electrón, sino los que están presentes allí y están fuertemente ionizados en el estado cargado y, por lo tanto, justo. hambriento de electrones iones de metales de transición. Según el tipo de batería, puede ser de cobalto, níquel, manganeso, iones de hierro, etc.

Larga vida útil durante décadas

Las baterías de plomo-ácido de alta calidad, que se utilizan en los sistemas de almacenamiento de energía solar, pueden ser bastante larga vida de alrededor de 10 años antes de que haya una caída significativa en el rendimiento. El envejecimiento y, por lo tanto, el desgaste de la batería de plomo-ácido se debe principalmente a la corrosión interna de los electrodos. Además, siempre hay buenos cortocircuitos. La sulfatación del plomo también provoca el PbSO₄Combina cristales en alianzas cada vez más grandes.

Sin embargo, la sulfatación se puede contrarrestar con las estrategias de carga y descarga correctas. Por eso es importante que los sistemas de almacenamiento solar utilicen el controlador de carga y las baterías como un sistema completo. emparejado de manera óptima son. Con las baterías de iones de litio actuales, el ciclo de vida determina cuánto tiempo se puede usar la batería. Esto depende del tipo y la calidad de la batería, la temperatura y el tipo de uso, en particular, la carrera de (des)carga, el voltaje de fin de carga y la intensidad de las corrientes de carga y descarga.

Hechos y componentes de y para la producción de baterías

Al igual que ocurre con las baterías de plomo-gel, las baterías de iones de litio son las adecuadas sistema de gestión de batería de gran importancia para lograr la vida útil deseada. Ya existen celdas para aplicaciones especiales que solo pierden una parte muy pequeña de su capacidad y rendimiento incluso después de varios años de uso y varios 10.000 ciclos de carga y descarga.

Diferencia de peso hasta un factor de 6

El densidad de energía de las baterías de plomo-ácido es de unos 30 Wh/kg. La densidad energética de las baterías de iones de litio, por el contrario, está entre 95 y 190 Wh/kg, es decir, de 3 a 6 veces superior a la de una batería de plomo-ácido convencional. Como resultado, las baterías de iones de litio son significativamente más livianas que las baterías de plomo-ácido con la misma capacidad. En una comparación práctica: Las 4 baterías de un IBC Solstore Pb con una capacidad nominal de 8 kWh pesan juntas 300 kg, con la carcasa 350 kg. El bloque de batería (batería, gestión de batería y carcasa) del IBC Solstore Li (capacidad nominal 5 kWh) pesa 122 kg.

Recién llegados versus probados y probados

Depende de cada cliente decidir qué batería usar. Por un lado, está la clásica batería de plomo-gel, que ha sido probada durante décadas y, sin duda, seguirá dando forma a la imagen del mercado de las baterías en los años venideros. Por otro lado, está la recién llegada batería de iones de litio. Con diferentes materiales de electrodos, inquieta al consumidor con respecto a la fiabilidad y las normas sobre mercancías peligrosas, así como a la gran cantidad de información. Sin embargo, la batería de iones de litio ya está atrayendo a los entusiastas de la tecnología.

En resumen, se puede decir que ambas tecnologías de batería son muy adecuadasn, con el fin de promover la maximización del uso de la energía autogenerada a partir del sistema fotovoltaico propio de la empresa y la necesidad de independencia en la compra de energía eléctrica a los consumidores.

El almacenamiento solar proporciona electricidad las XNUMX horas

13.03.2013 | centrosolar ofrece sistemas de almacenamiento de energía solar a partir de abril. Esto significa que la electricidad producida por los sistemas fotovoltaicos está disponible las 30 horas. El sistema “Almacenamiento Cenpac” se basa en un acumulador de baterías, un inversor de baterías y un administrador inteligente de energía. Dependiendo de los requisitos, la energía solar alimenta a los consumidores eléctricos, carga la batería o fluye hacia la red pública. Si bien los hogares sin almacenamiento normalmente pueden usar un máximo del XNUMX % de la energía solar ellos mismos, la proporción puede duplicarse con creces con el apoyo del almacenamiento.

Las baterías utilizadas se basan en la Tecnología de gel de plomo y están disponibles en tamaños utilizables de 3,7, 6,0 y 7,4 kWh. Los tamaños están predestinados para viviendas unifamiliares con sistemas fotovoltaicos de hasta 6, 9 y 10,5 kWp. Las baterías tienen una vida útil de aproximadamente 2500 ciclos con una profundidad de descarga del 50% y, por lo tanto, son especialmente adecuadas para su uso en aplicaciones solares con altas cargas de carga y descarga.

Una familia de cuatro con un consumo anual de electricidad de 4000 kWh puede usar Almacenamiento Cenpac con un tamaño de batería de 7,4 kWh hasta el 85% del requerimiento diario de electricidad cubrir con energía solar. Gracias al almacenamiento, el operador del sistema puede solicitar la electricidad cuando la necesita, independientemente de si brilla el sol.

Disyuntor de aire, relé de protección digital y arrancador suave

El acumulador de batería se complementa con uno especialmente desarrollado para autoconsumo inversor de batería Isla soleada de SMA. Esto se puede instalar como un inversor fotovoltaico y se puede usar de manera flexible para diferentes tamaños de batería. El Sunny Home Manager se encarga de la interacción de todo el sistema.

Este sistema de gestión de energía regula el flujo de energía entre el sistema solar, el sistema de almacenamiento, el hogar y la red pública. El sistema supervisa todos los componentes del sistema y garantiza una gestión inteligente de la energía. El Sunny Home Manager determina recomendaciones de acción basadas en el perfil de consumo del hogar, el pronóstico del tiempo relacionado con la ubicación y el pronóstico de generación fotovoltaica resultante.