Batterien: Bisher der Flaschenhals bei der Speicherung erneuerbarer Energien

Batterien: Bisher der Flaschenhals bei der Speicherung erneuerbarer Energien

Bildquelle

Die Speicherung erneuerbarer Energien war bis vor Kurzem ein Hindernis für den globalen Übergang zu sauberer Energie als Ersatz für fossile Brennstoffe. Daher ist die Lösung des Speicherproblems heute wichtiger denn je, da wir erneuerbare Energien als Bestandteil der Strategie zur Bekämpfung des Klimawandels betrachten.

Die Lösung für dieses Hindernis bestand darin, die rückständige Batterietechnologie voranzutreiben, und Lithium-Ionen-Batterien sind eine Schlüsselkomponente.

Wie funktioniert erneuerbare Energie?

Die Quellen erneuerbarer Energien sind unendlich nachhaltig. Die drei bekanntesten erneuerbaren Energiequellen sind Wasserkraft, Sonne und Wind. Aber auch alternative erneuerbare Energiequellen, darunter Geothermie, Biomasse und die Nutzung von Gezeitenverschiebungen im Ozean, sind eine ausgezeichnete Wahl.

Die am schnellsten wachsende Energiequelle im In- und Ausland sind erneuerbare Energien. Politische Änderungen wie Steuererleichterungen, Zölle und kostensenkende Marktbedingungen befeuern diese Expansion. Infolgedessen wird die Umstellung auf erneuerbare Energien für Unternehmen und Privatpersonen immer finanziell vorteilhafter.

Wasserkraft ist die weltweit wichtigste erneuerbare Energiequelle und wird größtenteils durch riesige Staudämme erzeugt. Die am zweithäufigsten genutzte erneuerbare Energiequelle, Windenergie, wird von großen Windkraftanlagen erzeugt, die typischerweise 2 bis 5 Megawatt Leistung erzeugen. Bis 2050 wird Solarenergie voraussichtlich 48 % aller erneuerbaren Energien in den USA ausmachen und damit die Quelle mit dem schnellsten Wachstum sein.

Warum Batterien einen Engpass bei der Speicherung erneuerbarer Energien verursachten

Einige erneuerbare Energiequellen, insbesondere Wind- und Solarenergie, erzeugen nur manchmal Strom. Wie zu erwarten ist, können Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen nur dann Strom erzeugen, wenn ausreichend Wind weht. Daher hängt die Erschließung erneuerbarer Energien in großem Maßstab von der Speicherung der gewonnenen Wind- und Sonnenenergie ab, wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

Weiterlesen

Erneuerbare Energie lässt sich hauptsächlich in Batterien speichern, aber die Batterieentwicklung muss mit den Verbesserungen der Wind- und Solarenergie Schritt halten. Die Industrie verwendete bis vor Kurzem veraltete Blei-Säure-Batterien.

Leider sind Blei-Säure-Batterien teuer in Wartung und Austausch, ineffizient, schwer und giftig. Durch die Behebung der Mängel vieler Blei-Säure-Batterien hat die relativ junge Entwicklung von Lithiumbatterien neue Möglichkeiten für den Ausbau der Speicherung erneuerbarer Energien geschaffen.

Batterien zur Speicherung erneuerbarer Energie

Blei-Säure- und Lithium-Ionen-Tiefzyklusbatterien sind die beiden besten Lösungen zur Speicherung erneuerbarer Energie. Lassen Sie uns jeden dieser Faktoren untersuchen und untersuchen, wie Lithium dabei hilft, neue Möglichkeiten zu schaffen.

Bleisäure

Blei-Säure-Batterien sind traditionell die beliebteste Lösung zur Speicherung erneuerbarer Energie. In einer Schwefelsäurelösung suspendierte Bleiplatten ergeben Blei-Säure-Batterien, die die chemische Reaktion ermöglichen, die Energie speichert. Die beliebteste und kostengünstigste Art von Deep-Cycle-Batterie ist eine Blei-Säure-Batterie. Leider hat sich die Technologie der Blei-Säure-Batterien im Laufe der Zeit kaum weiterentwickelt und weist einige gravierende Mängel auf. Blei-Säure-Batterien sind aufgrund der internen Bleiplatten schwer und die Schwefelsäurelösung muss ständig überprüft und nachgefüllt werden. Auch Blei-Säure-Batterien sind schädlich und haben eine kürzere Lebensdauer, wenn sie auf weniger als 50 % ihrer Kapazität entladen werden.

Diese unerwünschten Beschränkungen für Blei-Säure-Batterien haben die Nutzung erneuerbarer Energiequellen behindert. Beispielsweise ist für den Aufbau eines netzunabhängigen Solar- oder Windkraftsystems eine riesige Reihe schwerer Batterien mit gefährlichen Chemikalien erforderlich, die kontinuierlich gewartet werden müssen. Auch die Lebensdauer einer Blei-Säure-Batterie liegt normalerweise zwischen zwei und fünf Jahren. Daher müssen Sie Ihre verbrauchten Batterien alle paar Jahre entsorgen und austauschen.

Verbraucher empfinden diese Probleme als störend, sie müssen jedoch für kommerzielle Anwendungen skalierbarer und nachhaltiger sein. Beispielsweise müsste ein Versorgungsunternehmen oder ein großes Unternehmen ein Team von Mitarbeitern einstellen, um die Batterien zu warten und zu überwachen, die häufig ausgetauscht werden müssten.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

Weiterlesen

Lithium-Ionen

Anstatt Bleiplatten und Schwefelsäure zu verwenden, nutzen Lithium-Ionen-Batterien Lithiumsalz, um einen chemischen Prozess auszulösen, der Energie speichert. Dank des Designs und der Chemie von Lithiumbatterien sind sie leichter, sicherer, effektiver und einfacher zu warten als Blei-Säure-Batterien. Der einzige mögliche Nachteil von Lithiumbatterien sind die hohen Anschaffungskosten. Bei näherer Betrachtung zeigt sich jedoch, dass die Vorteile von Lithiumbatterien zu einer Gesamtkostenreduzierung bei der gesamten Batterie führen.

Vorteile der Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien

Lassen Sie uns einige Vorteile des Einsatzes von Lithiumbatterien zur Speicherung erneuerbarer Energie untersuchen.

Effektiver

Blei-Säure-Batterien sind aufgrund dreier entscheidender Vorteile weniger effektiv als Lithium-Batterien. Sie haben eine höhere nutzbare Kapazität pro Ladung, sind leichter und lassen sich schneller aufladen.

Die Lebensdauer einer Blei-Säure-Batterie verkürzt sich und es kommt zu Schäden, wenn sie unter 50 % ihrer Nennkapazität entladen wird. Eine Lithiumbatterie hingegen kann bis zu 80 % ihrer Kapazität nutzen, ohne Schaden zu nehmen. Dadurch haben Blei-Säure-Batterien und Lithium-Batterien die gleiche Nutzkapazität pro Ladung.

Lithium-Batterien verfügen nicht nur über eine höhere Energiespeicherkapazität, sondern wiegen aufgrund des Verzichts auf Bleiplatten etwa halb so viel wie Blei-Säure-Batterien. Darüber hinaus können sie mit dem richtigen Ladecontroller bis zu fünfmal schneller aufgeladen werden!

Wirtschaftlicher

Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien, die bereits für 100 US-Dollar erhältlich sind, beginnen Lithium-Batterien bei etwa 900 US-Dollar. Auf den ersten Blick mögen die hohen Vorabkosten überwältigend erscheinen. Bei genauem Hinsehen führen Lithiumbatterien jedoch häufig zu einer Senkung der Gesamtkosten.

Weniger Wartung

Ein integriertes Batteriemanagementsystem (BMS) in Lithiumbatterien überwacht den Zustand der Batteriezellen und stellt sicher, dass die Batterie innerhalb sicherer Parameter arbeitet. Dank BMS sind Ihre Lithiumbatterien wartungsfrei. Stattdessen können Sie sie nach dem Einbau zur Ruhe legen.

Sicherer

Lithiumbatterien sind durch das integrierte BMS sicherer. Allerdings ist das thermische Durchgehen bei Batterien im Allgemeinen ein Problem. Batterien können durch thermisches Durchgehen überhitzen und möglicherweise Feuer fangen. Dies geschieht, wenn sie zu heiß werden und eine Reihe von Ereignissen auslösen. Wenn schädliche Bedingungen festgestellt werden, überwacht das interne BMS die Temperatur der Batteriezellen und schaltet sie ab, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern.

Größere Langlebigkeit

Blei-Säure-Batterien können während ihrer Lebensdauer von zwei bis fünf Jahren nur ein paar hundert Ladezyklen überstehen. Lithiumbatterien hingegen haben eine Lebensdauer von mehr als zehn Jahren und halten 3.000–5.000 Ladezyklen stand. hersteller von lithiumbatterien gewähren häufig eine 10-jährige Garantie auf ihre Produkte.

Welchen Engpass beheben Lithium-Ionen-Batterien?

Lithiumbatterien sind in vielen Anwendungen ein bevorzugtes Upgrade für Blei-Säure-Batterien, da sie weniger Wartung erfordern, effektiver und halb so schwer sind. Darüber hinaus fördern sie den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien.

Abschluss

Die Speicherung erneuerbarer Energien wurde lange Zeit durch die veraltete Batterietechnologie eingeschränkt. Dank der Einführung von Lithiumbatterien, die die Möglichkeiten der Energiespeicherung neu definiert und erweitert haben, ist erneuerbare Energie heute jedoch die vorteilhafteste Wahl für Umwelt und Wirtschaft.