Тенденции и развития в областта на възобновяемите енергийни източници
Как изкуственият интелект, машинно обучението и интернет на нещата влияят върху чистата енергия на бъдещето
Съвременните, екологични алтернативи за енергия, като например вятърната, слънчевата, водната енергия и енергията от приливите и отливите, се развиват с бързи темпове и постоянно поставят инженерите пред нови предизвикателства. Натискът за създаване на дългосрочни алтернативи с ниски емисии на електроенергията от газ и въглища става все по-голям. При това финансовите аспекти, политическите мерки, данъчните стимули, нарастващите тарифи и колебанията на пазара оказват влияние както върху предприятията, така и върху потребителите. За да могат успешно да се конкурират с утвърдените невъзобновяеми енергийни източници, зелените енергийни технологии се нуждаят от висока производителност и ефективност. Освен това подобрените функции на батериите и използването на изкуствен интелект (включително машинно обучение) предлагат многообещаващ потенциал.
Литиево-йонните батерии като иновация в технологията на батериите
Общият капацитет и надеждността на зелената енергия трябва да се изравнят с тези на петрола и въглищата или поне да бъдат сравними с тях, за да представляват привлекателна алтернатива. Отдавна съществуващите предизвикателства за постигането на тази цел са в момента основните технологични и проектни приоритети за участниците в бранша, и бавно, но сигурно се постигат много забележителни успехи и напредък. Така например, слънчевите панели за частно ползване са на пазара още от 70-те години на миналия век, но едва наскоро производството на слънчева енергия се превърна в най-бързо растящия активен източник на мегаватна мощност в сектора на възобновяемите енергии. Не само че първите версии на силициевите фотоволтаични слънчеви клетки бяха изключително скъпи за производство, но и батерийната технология по това време все още не беше достатъчно усъвършенствана. Съхранението на енергия, произведена по време на пиковите часове на деня, беше неефективно, което водеше до енергийни дефицити през нощните часове или в облачни дни. Необходимостта от абсорбиране на енергия по време на пиковите часове (с висока скорост на тока при едновременно намаляване на енергийните загуби по време на съхранението) доведе през последните години до големи напредъци в областта на батерийната технология. През последните години течностните и твърдотелните литиево-йонни батерии се развиха значително по-бързо от досегашните оловно-киселинни батерии. По-високите начални разходи днес се оправдават поради по-високата енергийна плътност при по-малки размери, по-ниско тегло и по-дълъг експлоатационен живот.
Оптимизиране на енергийните акумулатори и удължаване на експлоатационния срок на най-модерните батерии
Преходът към литиево-йонни батерии и електрифицирането на регулаторните функции под формата на системи за управление на батериите са ключът към пълноценното оползотворяване на потенциала на слънчевата енергия и другите възобновяеми източници. В рамките на системата за управление на батериите могат да се направят промени на печатната платка, които от своя страна могат да подобрят цялостната функционалност на даден модул. Системата за управление на батерията действа като „мозък“ на батерията, като дава приоритет на електрическите товари и спира и стартира подаването и изпускането на ток. Регулирането на потреблението и изпускането на ток в система за пиково производство запазва дългосрочния живот на батерията и предотвратява загубата на капацитет за високоскоростен ток.
Сред възможностите за намаляване на щетите е точното наблюдение на енергийното ниво на батерията. Съединителите в печатните платки на системата за управление на батерията са съществена част от предаването на сигнали, необходимо за комуникацията на активните нива на батерията в реално време. Последователното и точно наблюдение предотвратява загубата на сигнали, енергийни нива и самата способност на батерията да съхранява енергия. Мониторингът на състоянието на батерията чрез сензори може да предотврати прекомерното й разреждане и евентуалното причиняване на вътрешни повреди. Активните системи за мониторинг на управлението на батерията могат също така да предотвратят използването на максимални скорости на висок ток за продължителен период от време, което с течение на времето води до малка, но постоянна загуба на производителността на устройството. Това важи и за използването на зареждане с висок прием или с висока скорост. Активната комуникация в рамките на системата за управление позволява на батерийния модул да регулира зареждането и да използва зареждането с висока скорост само в оптималните моменти на производство на енергия. В случая със слънчевата енергия, например, стратегията за максимизиране на ефективността е да се поддържа капацитетът за висок ток само по време на пиковите часове на дневна светлина. От друга страна, бързото разреждане на батерията води до бърз изходен ток, което с течение на времето също може да доведе до загуба на мощност, така че и този противоположен източник на увреждане може да бъде избегнат чрез оптимизирана, разумно проектирана система за управление на батерията.
Сред възможностите за намаляване на щетите е точното наблюдение на енергийното ниво на батерията. Съединителите в печатните платки на системата за управление на батерията са съществена част от предаването на сигнали, необходимо за комуникацията на активните нива на батерията в реално време. Последователното и точно наблюдение предотвратява загубата на сигнали, енергийни нива и самата способност на батерията да съхранява енергия. Мониторингът на състоянието на батерията чрез сензори може да предотврати прекомерното й разреждане и евентуалното причиняване на вътрешни повреди. Активните системи за мониторинг на управлението на батерията могат също така да предотвратят използването на максимални скорости на висок ток за продължителен период от време, което с течение на времето води до малка, но постоянна загуба на производителността на устройството. Това важи и за използването на зареждане с висок прием или с висока скорост. Активната комуникация в рамките на системата за управление позволява на батерийния модул да регулира зареждането и да използва зареждането с висока скорост само в оптималните моменти на производство на енергия. В случая със слънчевата енергия, например, стратегията за максимизиране на ефективността е да се поддържа капацитетът за висок ток само по време на пиковите часове на дневна светлина. От друга страна, бързото разреждане на батерията води до бърз изходен ток, което с течение на времето също може да доведе до загуба на мощност, така че и този противоположен източник на увреждане може да бъде избегнат чрез оптимизирана, разумно проектирана система за управление на батерията.
Оптимизирана система за контакти в системата за управление на батерията
SMT-съединенията, които са едновременно издръжливи и предотвратяват загубата на електрически сигнали, са от решаващо значение за регулирането на батерията. За да се максимизират пробегът и ефективността на батерията, съединителят трябва да поддържа сигнала дори при движение и натоварване на печатната платка. Съединителят с двоен контакт е отличен вариант за максимално увеличаване на възможностите за отчитане на системата за управление, предназначена за наблюдение на състоянието на батерията. За разлика от конвенционалните контактни системи с ножови и пружинни контакти, системата с двоен контакт е неутрална по отношение на пола (както ножовият, така и пружинният контакт са налице на всяко гнездо и всеки щекер). На всеки отделен пин се установява двоен контакт, което осигурява максимална надеждност на контакта за сигнала. Гладката, двойна контактна
зона на съединителя Zero8 гарантира бърза и сигурна връзка (вж. фиг. 1). Освен това, вътрешно съединителят Zero8 предотвратява неправилното включване на контактите при монтажа, като ги потапя в изолационния корпус и по този начин ги предпазва от повреда.
зона на съединителя Zero8 гарантира бърза и сигурна връзка (вж. фиг. 1). Освен това, вътрешно съединителят Zero8 предотвратява неправилното включване на контактите при монтажа, като ги потапя в изолационния корпус и по този начин ги предпазва от повреда.
Краят на развитието на литиево-йонните батерии все още не се вижда. Потребителите продължават да изискват електромобилите да изминават все по-големи разстояния с едно зареждане. Колкото повече цикли на зареждане и разреждане преминава една батерия, толкова повече се влошава състоянието ѝ с течение на времето. Добре обмислена система за управление на батерията обаче може да намали щетите и да удължи експлоатационния ѝ живот.
Оптимизиране на производството на енергия чрез машинно обучение
Новите технологии в батериите, както и в съответните системи за управление, създават нови възможности в областта на чистата енергия. Появата на изкуствения интелект, машинно обучението и интернет на нещата (IoT) предлага потенциал за подобряване на ефективността на устройствата.
IoT, интернет на нещата, обхваща огромни количества данни от милиони електронни устройства. Изкуственият интелект (AI) се опитва да имитира човешкия интелект и креативност, за да изпълнява определени задачи. Машинното обучение е подгрупа на по-широкия термин AI и се фокусира върху анализа на наличните данни от IoT, като използва AI функции, за да ги интерпретира. Машинното обучение използва данни и взема най-доброто възможно решение без пряка човешка намеса или инструкции.
Машинното обучение има потенциал да обработва огромни количества входящи данни и да взема решения в рамките на системата за части от секундата, без да е необходима човешка намеса. Това може да допринесе за реализирането на соларни, вятърни, водни и приливно-отливни електроцентрали в голям мащаб. Така например ИИ може да обработва нова информация от Интернет на нещата (IoT) за настъпващото време и впоследствие да адаптира технологията за добив на енергия от водна енергия или приливи, за да се възползва от предимствата на нарастващите скорости на водата или по-високите приливи. Системите с машинно обучение могат да се използват и за откриване на аномалии. Например, ако възникне външен източник на смущения, могат да се вземат решения без да е необходимо присъствието на човек, който да извърши настройки на системата. При лошо време или други случайни екстремни условия машинно обучението може да вземе решението временно да спре производството на енергия, за да защити критичния хардуер от претоварване и да избегне скъпоструващи системни сривове.
За да се справи с трудностите, свързани с външни смущения, една система трябва да разпознае проблема и да реагира навреме. Колкото по-бързо една система за машинно обучение може да комуникира вътрешно, толкова по-бързо може да се адаптира. 25+ Gbit/s не само е налице от известно време в областта на IoT, но също така се е превърнало в стандарт за центровете за данни. Но с това технологията далеч не е изчерпана. Дори изискванията на PCIe 5.0 сега са два пъти по-високи от тези на предшественика му PCIe 4.0, с максимална скорост на пренос на данни от 32 GT/s (гигабита пренос на секунда). Изборът на надежден високоскоростен конектор е оптималният избор за обработка и интерпретиране на информацията, идваща от областта на IoT, с максимална скорост в рамките на зелено енергийно решение.
IoT, интернет на нещата, обхваща огромни количества данни от милиони електронни устройства. Изкуственият интелект (AI) се опитва да имитира човешкия интелект и креативност, за да изпълнява определени задачи. Машинното обучение е подгрупа на по-широкия термин AI и се фокусира върху анализа на наличните данни от IoT, като използва AI функции, за да ги интерпретира. Машинното обучение използва данни и взема най-доброто възможно решение без пряка човешка намеса или инструкции.
Машинното обучение има потенциал да обработва огромни количества входящи данни и да взема решения в рамките на системата за части от секундата, без да е необходима човешка намеса. Това може да допринесе за реализирането на соларни, вятърни, водни и приливно-отливни електроцентрали в голям мащаб. Така например ИИ може да обработва нова информация от Интернет на нещата (IoT) за настъпващото време и впоследствие да адаптира технологията за добив на енергия от водна енергия или приливи, за да се възползва от предимствата на нарастващите скорости на водата или по-високите приливи. Системите с машинно обучение могат да се използват и за откриване на аномалии. Например, ако възникне външен източник на смущения, могат да се вземат решения без да е необходимо присъствието на човек, който да извърши настройки на системата. При лошо време или други случайни екстремни условия машинно обучението може да вземе решението временно да спре производството на енергия, за да защити критичния хардуер от претоварване и да избегне скъпоструващи системни сривове.
За да се справи с трудностите, свързани с външни смущения, една система трябва да разпознае проблема и да реагира навреме. Колкото по-бързо една система за машинно обучение може да комуникира вътрешно, толкова по-бързо може да се адаптира. 25+ Gbit/s не само е налице от известно време в областта на IoT, но също така се е превърнало в стандарт за центровете за данни. Но с това технологията далеч не е изчерпана. Дори изискванията на PCIe 5.0 сега са два пъти по-високи от тези на предшественика му PCIe 4.0, с максимална скорост на пренос на данни от 32 GT/s (гигабита пренос на секунда). Изборът на надежден високоскоростен конектор е оптималният избор за обработка и интерпретиране на информацията, идваща от областта на IoT, с максимална скорост в рамките на зелено енергийно решение.
Миниатюризацията продължава да бъде техническата тенденция в много отрасли, а модулът с високоскоростни съединители „Colibri“ на ept е идеален за данни, съхранение на данни и други функции, необходими за IoT, IIoT и машинно обучение, както и за електроенергийни мрежи и микромрежи за съхранение на енергия.
С развитието на надеждни технологии за слънчева, вятърна, водна и геотермална енергия новите продукти изискват по-мощни инструменти за управление. Съединителите се оказаха от решаващо значение за успеха на най-съвременните системи за управление на батерии и за оптимизирането на машинното обучение. В областта на чистите енергии все още предстоят няколко стъпки, а мощният дизайн на печатните платки прави изискванията за напреднала електрификация – като бързи реакции на машинно обучение и оптимална батерийна технология – достатъчно реалистични, за да се конкурират с остарелите газови и въглищни технологии.
С развитието на надеждни технологии за слънчева, вятърна, водна и геотермална енергия новите продукти изискват по-мощни инструменти за управление. Съединителите се оказаха от решаващо значение за успеха на най-съвременните системи за управление на батерии и за оптимизирането на машинното обучение. В областта на чистите енергии все още предстоят няколко стъпки, а мощният дизайн на печатните платки прави изискванията за напреднала електрификация – като бързи реакции на машинно обучение и оптимална батерийна технология – достатъчно реалистични, за да се конкурират с остарелите газови и въглищни технологии.
Интересувате ли се?
Тогава изберете веднага своя конектор, произведен в Европа:
Списък на продуктите
Имате ли въпроси?
Моля, свържете се с нас!
Заявка чрез формуляра
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Моля, свържете се с нас!
Заявка чрез формуляра
+49 8861 2501 0
sales@ept.de