Fortschrittliche stationäre Energiespeicherlösungen für eine verbesserte Energieversorgung
Die globale Wirtschaft und unser tägliches Leben sind stark von der Verfügbarkeit von Energie abhängig. Produktion, Transport, Dienstleistungen, Kommunikation und das Gerät, mit dem Sie diesen Artikel lesen – es gibt kaum etwas in der heutigen Welt, das keine Energie benötigt. Mit zunehmender Digitalisierung, Veränderungen in der Mobilität und Globalisierung wächst die Nachfrage nach Energie stetig. Es gibt zahlreiche Energiequellen und ausgeklügelte Netze, um Energie überall und jederzeit bereitzustellen, doch der aktuelle und vergangene Energieverbrauch hat seinen Preis. Die Auswirkungen der intensiven Nutzung fossiler Brennstoffe und anderer begrenzter Ressourcen haben negative Folgen, und die Notwendigkeit einer nachhaltigeren Energieversorgung ist eine der größten Herausforderungen der Menschheit.
Erneuerbare Energieproduktion auf dem Vormarsch
Negative Auswirkungen auf Menschen, Gesundheit, Umwelt und Wirtschaft, Abhängigkeiten von begrenzten Ressourcen, geopolitische Risiken sowie neue Entwicklungen, die eine nachhaltige Energieproduktion effizienter und erschwinglicher machen, haben zu einem Umdenken in der Energiepolitik geführt. Weltweit nehmen Projekte für saubere Energie zu, und laut dem EMBER Global Electricity Review 2022 erreichten Wind- und Solarenergie, die am schnellsten wachsenden Stromquellen, im Jahr 2021 einen Rekordwert von 10 % des weltweiten Stroms, während alle erneuerbaren Energien etwa 38 % der Versorgung ausmachten.
Die Versorgung mit erneuerbarer Energie ist ein entscheidender Schritt zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks und zur Minderung des Klimawandels und seiner Folgen. Um Wind- und Solarenergie bei der Produktion erneuerbarer Energien an die Spitze zu bringen und weiter auszubauen, spielen kleine Komponenten wie Klebebänder eine wichtige Rolle. Unsere Klebebänder für die Herstellung von Verbundwerkstoffen werden verwendet, um die größten Windturbinenschaufeln der Welt herzustellen. Spezielle PET- oder PTFE-Klebebänder wie die CHR® M-Serie oder CHR 2255 schützen Formen, Werkzeugoberflächen und Schaufeln und können mehrfach wiederverwendet werden, wodurch Aufwand, Kosten und Arbeitszeit reduziert werden. Aufgrund ihres niedrigen Reibungskoeffizienten (CoF) lässt sich das Bauteil viel leichter aus der Form lösen, wodurch der Nachbearbeitungsaufwand reduziert und die Qualität für nachgelagerte Prozesse verbessert wird. Kontinuierliche Prozessverbesserungen wie diese, die auf die Produktion erneuerbarer Energien abzielen, machen die Herstellung von Windturbinen effizienter und kostengünstiger.
Die Produktion erneuerbarer Energien ist jedoch nur ein Teil des Puzzles. Da erneuerbare Energie oft nicht dort verbraucht wird, wo sie produziert wird, muss sie umgewandelt und transportiert werden. Neue Generationen von Transformatoren und Generatoren verwenden spezielle Klebebänder wie unser vollständiges Portfolio an Kapton®- und Nomex®-Klebebändern mit hoher mechanischer, elektrischer, thermischer und chemischer Beständigkeit, die eine zuverlässige Energieversorgung gewährleisten. Dank ihres UL-anerkannten Status bieten diese Klebebänder eine hervorragende Ölkompatibilität als Schlüsselfaktor zur Steigerung der Leistung und Haltbarkeit von Transformatoren und Generatoren, während der Wartungsaufwand in elektromechanischen Anwendungen auf ein Minimum reduziert wird.
Eine häufige Herausforderung bei der Produktion erneuerbarer Energien ist die Unregelmäßigkeit, da viele erneuerbare Energiequellen nicht rund um die Uhr verfügbar sind. Die Erzeugung erneuerbarer Elektrizität stimmt oft nicht mit den Spitzenverbrauchszeiten überein, was aufgrund von Schwankungen und Leistungsspitzen zu Belastungen der Netze führt, und es kann zu unvorhersehbaren Wetterereignissen kommen, die diese Technologien stören. Darüber hinaus ist die aktuelle Infrastruktur hauptsächlich für regionalere fossile Brennstoff- und Kernkraftwerke ausgelegt, während erneuerbare Energie oft über große Entfernungen transportiert werden muss, um dort verbraucht zu werden. Es gibt viele Gründe, warum erneuerbare Energiequellen effiziente Speichersysteme benötigen, um überschüssige Energie für eine spätere Nutzung zu speichern.
Die Bedeutung der Energiespeicherung für die zukünftige Energieversorgung
Nachhaltigkeit ist zu einem zentralen Anliegen in den meisten Branchen und unserem täglichen Leben geworden und wird für das Wirtschaftswachstum noch wichtiger werden. Elektromobilität, Veränderungen im Transportwesen, Industrialisierung, Digitalisierung und andere globale Entwicklungen beeinflussen den Bedarf an sauberer Energie, die Leistung und Energiedichte erhöht und gleichzeitig die Kosten senkt. Stationäre Energiespeicherung wird als entscheidender Faktor beim Übergang von einem auf fossile Brennstoffe basierenden System zu einem System mit höheren Anteilen erneuerbarer Energien angesehen. Energiespeicherung ist zu einem allgegenwärtigen Bestandteil des Stromnetzes geworden, was weltweit zu einem Boom bei der Speicherkapazität führt, da erwartet wird, dass Strom bis 2050 die Hälfte unseres Endenergieverbrauchs ausmacht.
Effiziente und sichere Energieversorgung mit stationärer Energiespeicherung
Optimierte Energiespeichersysteme können zur Netzstabilität und bedarfsgerechten Verfügbarkeit beitragen und so Stromausfälle verhindern. Heute und in Zukunft spielen sie eine Schlüsselrolle in modernen Smart Grids, die darauf ausgelegt sind, sich ändernde Energieanforderungen wie die der Elektromobilität zu erfüllen. Sie erhöhen die Flexibilität und bieten neue Möglichkeiten für abgelegene Gebiete. Es gibt verschiedene Speichertechnologien, von elektromechanischen, chemischen, thermischen bis hin zu elektrochemischen (Batterien). Jede hat ihre Vor- und Nachteile, aber Fortschritte in der Batterietechnologie und sinkende Kosten können als allgemeine Treiber hinter dem Aufstieg stationärer Energiespeichertechnologien gesehen werden.
Während die langfristige Energiespeicherung in großem Maßstab von der Speicherung von Wasser in Wasserkraftwerken dominiert wird, werden kurzfristigere Lösungen wie elektrische Batterien, Flussbatterien, Schwungradspeicher oder Superkondensatoren mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Maßstäben innerhalb elektrischer Stromnetze eingesetzt. Unter diesen Technologien sind netzorientierte wiederaufladbare elektrochemische Batterien-Energiespeichersysteme (BESS) derzeit die einzige Speicherlösung, die weit verbreitet ist. Diese BESS-Batterien basieren meist auf Lithium-Ionen (Li-Ion) und seltener auf Natrium-Ionen-Technologie.
Obwohl sich Natrium-Ionen-Batterien für BESS noch in der Entwicklungsphase befinden, stellen sie eine wirtschaftliche Lösung dar, die eine geringere Energiedichte als Lithium-Ionen-Batterien ermöglicht. Lithium-Ionen-Batterien hingegen sind eine etabliertere, automobilorientierte Technologie, die eine höhere Energiedichte bietet. Sie erfordern hochwertigere Materialien und thermischen Schutz und stellen eine gute Lösung für den Kurzzeitbereich dar, bieten jedoch weiterhin Optimierungspotenzial in Bezug auf Energiedichte, Sicherheit, Ladezyklen und Kosten. Mit den Fortschritten in der Batterietechnologie hat sich auch unser Portfolio an Materiallösungen weiterentwickelt, um diese Schwachstellen für die nächste Generation von Li-Ion-Batterien für Elektrofahrzeuge zu adressieren.
Kompressionspads, die erhöhte Ladezyklen und Energiedichte kombinieren
Um die Lebensdauer, Haltbarkeit und Leistung von Li-Ion-Batterien zu verlängern, können Batterien-Energiespeichersysteme von unseren Kompressionspads profitieren, die die niedrigste Kompressionskraft-Deflektionskurve (CFD) auf dem Markt bieten und optimalen Druck auf die Zelle für maximale Ladezyklen und Lebensdauer gewährleisten. In BESS ist es ein Ziel, Leistung und minimierte Platzanforderungen zu kombinieren. Unsere Norseal® PF100- oder PF47-Serie aus mikrozellulären Polyurethanschaumstoffen mit optimalen Dicken ermöglicht mehr Zellen in einem Pack und steigert somit die Leistung. Darüber hinaus ist es wichtig, die Batterie vor äußeren Einflüssen abzudichten. Mit einer vollständigen Produktlinie von Gehäuseoptionen für Batteriepakete bieten unsere Produkte Materialien von Schaum-in-Place-Dichtungen und Silikonschaumgummis bis hin zu butylbeschichtetem PVC und mikrozellulären PUR-Schaumstoffen.
Maximierung der Sicherheit zur Verbesserung der Leistung von Batteriepaketen
In Li-Ion-basierten Energiespeichern werden brennbare Materialien verwendet, um die Leistung zu maximieren, und daher ist Sicherheit entscheidend. Unsere Materialien zum Schutz vor thermischem Durchgang, die thermische Isolierung mit feuerhemmenden Eigenschaften sowie hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Kompression bieten, ermöglichen sichere Batteriemodule und -pakete für BESS-Systeme. Unsere Norseal TRP-Serie verhindert, dass benachbarte Zellen exotherm werden, und hilft die Ausbreitung eines thermischen Durchgangs von einer Zelle zur anderen zu verhindern und schützt so das Batteriesystem.
Aufgrund der hohen Energiedichte von Li-Ion-Batterien ist es wichtig, die Wärme der Batterien zu kontrollieren. Spezielle Thermal Interface Materials (TIM) wie die ThermaCool® R10404-Serie entfernen überschüssige Wärme, um die Batterietemperatur zu regulieren, die Funktionalität zu verbessern und die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Diese thermisch leitfähigen Spaltfüller wirken als Wärmesenke und bieten einen thermischen Weg, damit die Wärme von der Batterie abgeleitet werden kann.
Hochwertige Materialien zur Schaffung kosteneffizienter BESS-Lösungen
Für BESS-Projekte wird Sicherheit aufgrund der hohen Kosten, die durch die Ausbreitung eines thermischen Durchgangs entstehen, noch wichtiger. Unsere Lösungen können Kunden dabei helfen, große BESS-Systeme zu entwerfen, die sicher und zuverlässig für den langfristigen Betrieb unter rauen Bedingungen sind. Die Kombination aus mehr Zellen in einem Pack zur Platzersparnis, führendem Schutz für Batteriepakete und erhöhten Ladezyklen durch hochwertige Materialien führt zu kosteneffizienter Energiespeicherung über einen langen Zeitraum. Diese einzigartige Kombination erleichtert die Nutzung in Industriegebäuden und privaten Haushalten, z. B. mit Solarkollektoren für eine dezentralere und kostensparende Energieproduktion und -speicherung.
Lösungen, Know-how und Fähigkeiten für die nächste Generation von BESS
Abhängig von der Größe und Art des Energiespeichersystems unterstützen wir den Übergang in der Energieversorgung mit maßgeschneiderten Materialien, die anwendungsspezifische Polsterungs-, Kompressions-, Schutz- und Isolationsanforderungen erfüllen. Diese Materialien und die Expertise in der Entwicklung von Lösungen für Hochleistungs-Batteriepakete können helfen, aktuelle und zukünftige Li-Ion-BESS für stationäre Netzenergiespeicherung zu entwerfen.
Ob Sie nach Lösungen für stationäre Li-Ion-Batterien, Klebebänder, die den chemischen Verbindungen in anderen Energiespeichersystemen standhalten, oder nach maßgeschneiderten Lösungen für spezifische Speicheranwendungen suchen, kontaktieren Sie uns noch heute, um gemeinsam die Zukunft zu gestalten.
