Trends en ontwikkelingen op het gebied van hernieuwbare energie
Hoe kunstmatige intelligentie, machine learning en het internet der dingen de schone energie van de toekomst beïnvloeden
Moderne, milieuvriendelijke energiealternatieven, zoals wind-, zonne-, waterkracht en getijdenenergie, ontwikkelen zich in hoog tempo en stellen ingenieurs voortdurend voor nieuwe uitdagingen. De druk neemt steeds verder toe om op lange termijn emissiearme alternatieven voor gas- en kolenenergie te creëren. Financiële aspecten, politieke maatregelen, fiscale stimuleringsmaatregelen, stijgende tarieven en marktschommelingen beïnvloeden daarbij zowel bedrijven als consumenten. Om succesvol te kunnen concurreren met de gevestigde niet-hernieuwbare opties, moeten groene energietechnologieën een hoog niveau van prestaties en efficiëntie bieden. Daarnaast bieden verbeterde batterijfuncties en het gebruik van AI (inclusief machine learning) veelbelovende mogelijkheden.
Lithium-ionbatterijen als innovatie in de batterijtechnologie
De totale capaciteit en betrouwbaarheid van groene energie moeten gelijk zijn aan die van olie en steenkool, of op zijn minst vergelijkbaar, wil deze energie een aantrekkelijk alternatief vormen. De uitdagingen die al lang bestaan om dit doel te bereiken, vormen momenteel de belangrijkste technologische en beleidsmatige aandachtspunten voor de spelers in de sector, en langzaam maar zeker worden er veel opmerkelijke successen en vorderingen geboekt. Zo zijn zonnepanelen voor particulier gebruik al sinds de jaren 70 op de markt, maar pas sinds kort is de opwekking van zonne-energie de snelst groeiende actieve bron van megawattvermogen op het gebied van hernieuwbare energie. Niet alleen waren de eerste versies van fotovoltaïsche zonnecellen van silicium enorm duur om te produceren, ook de batterijtechnologie was in die tijd nog niet erg uitontwikkeld. De opslag van energie die tijdens de piekuren van de dag werd opgewekt, was inefficiënt, wat leidde tot energietekorten tijdens de nachtelijke daluren of op dagen met bewolking. De noodzaak om energie tijdens piekuren op te nemen (met een hoge stroomtoevoer en tegelijkertijd een vermindering van energieverliezen tijdens de opslag) heeft de afgelopen jaren geleid tot grote vooruitgang op het gebied van batterijtechnologie. De afgelopen jaren hebben vooral vloeibare en vaste lithium-ionbatterijen zich aanzienlijk sterker ontwikkeld dan de tot nu toe gebruikelijke loodzuurbatterijen. De hogere aanschafkosten worden tegenwoordig gerechtvaardigd door de hogere energiedichtheid bij een kleiner formaat, een lager gewicht en een langere levensduur.
Optimalisatie van energieopslagsystemen en verlenging van de levensduur van ultramoderne batterijen
De overstap naar lithium-ion en de elektrificatie van regel- en besturingsfuncties in de vorm van batterijbeheersystemen zijn de sleutel tot het volledig benutten van het potentieel van zonne-energie en andere hernieuwbare energiebronnen. Binnen een batterijbeheersysteem kunnen aanpassingen op de printplaat worden doorgevoerd, die op hun beurt de algehele functionaliteit van een bepaalde eenheid kunnen verbeteren. Het batterijbeheersysteem fungeert als het 'brein' van de batterij door prioriteit te geven aan de elektrische belastingen en de stroomtoevoer en -afgifte te stoppen en te starten. Het regelen van de stroomopname en -afgifte in een piekproductiesysteem behoudt de levensduur van de batterij op lange termijn en voorkomt het verlies van de capaciteit voor hoge snelheidsstroom.
Een van de manieren om schade te beperken is het nauwkeurig monitoren van het energieniveau van de batterij. De connectoren in de printplaten van het batterijbeheersysteem vormen een essentieel onderdeel van de signaaloverdracht die nodig is voor de realtime communicatie van de actieve batterijstatussen. Consistente en nauwkeurige monitoring voorkomt het verlies van signalen, energieniveaus en het vermogen van de batterij om energie op te slaan. Het bewaken van de batterijstatus door middel van sensoren kan voorkomen dat de batterij te sterk ontlaadt en mogelijk interne schade veroorzaakt. Actieve bewakingssystemen voor batterijbeheer kunnen bovendien voorkomen dat gedurende een langere periode de maximale hogestroomwaarden worden gebruikt, wat na verloop van tijd leidt tot een klein maar gestaag verlies van de prestaties van het apparaat. Dit geldt ook voor het gebruik van high-intake- of high-speed-opladingen. De actieve communicatie binnen het beheersysteem stelt de batterij-eenheid in staat om de lading te reguleren en de high-speed-oplading alleen te gebruiken op de optimale momenten van energieopwekking. In het geval van zonne-energie is het bijvoorbeeld een strategie om de efficiëntie te maximaliseren door de hoge stroomopnamecapaciteit alleen tijdens de piekuren van het daglicht te behouden. Aan de andere kant leidt een snelle ontlading van de batterij tot een snelle uitgangsstroom, wat na verloop van tijd ook tot prestatieverlies kan leiden, zodat ook deze tegengestelde bron van schade kan worden vermeden door een geoptimaliseerd, slim ontworpen batterijbeheersysteem.
Een van de manieren om schade te beperken is het nauwkeurig monitoren van het energieniveau van de batterij. De connectoren in de printplaten van het batterijbeheersysteem vormen een essentieel onderdeel van de signaaloverdracht die nodig is voor de realtime communicatie van de actieve batterijstatussen. Consistente en nauwkeurige monitoring voorkomt het verlies van signalen, energieniveaus en het vermogen van de batterij om energie op te slaan. Het bewaken van de batterijstatus door middel van sensoren kan voorkomen dat de batterij te sterk ontlaadt en mogelijk interne schade veroorzaakt. Actieve bewakingssystemen voor batterijbeheer kunnen bovendien voorkomen dat gedurende een langere periode de maximale hogestroomwaarden worden gebruikt, wat na verloop van tijd leidt tot een klein maar gestaag verlies van de prestaties van het apparaat. Dit geldt ook voor het gebruik van high-intake- of high-speed-opladingen. De actieve communicatie binnen het beheersysteem stelt de batterij-eenheid in staat om de lading te reguleren en de high-speed-oplading alleen te gebruiken op de optimale momenten van energieopwekking. In het geval van zonne-energie is het bijvoorbeeld een strategie om de efficiëntie te maximaliseren door de hoge stroomopnamecapaciteit alleen tijdens de piekuren van het daglicht te behouden. Aan de andere kant leidt een snelle ontlading van de batterij tot een snelle uitgangsstroom, wat na verloop van tijd ook tot prestatieverlies kan leiden, zodat ook deze tegengestelde bron van schade kan worden vermeden door een geoptimaliseerd, slim ontworpen batterijbeheersysteem.
Geoptimaliseerd contactsysteem in het batterijbeheersysteem
SMT-verbindingen die zowel robuust zijn als het verlies van elektrische signalen voorkomen, zijn van cruciaal belang voor de batterijregeling. Om het bereik en de efficiëntie van een batterij te maximaliseren, moet een connector het signaal in stand houden, zelfs wanneer de printplaat in beweging is of onder belasting staat. Een connector met dubbel contact is een uitstekende optie om de detectiecapaciteit van een beheersysteem voor het bewaken van de batterijstatus te maximaliseren. In tegenstelling tot conventionele contactsystemen met mes- en veercontacten is het dubbelzijdige contactsysteem geslachtsneutraal (zowel mes- als veercontacten zijn aanwezig op elke bus en elke stekker). Op elke afzonderlijke pin wordt een dubbel contact tot stand gebracht, waardoor een maximale contactzekerheid voor het signaal wordt bereikt.
Het gladde, dubbele contactoppervlak van de Zero8-connector garandeert een snelle en veilige verbinding (zie afb. 1). Intern voorkomt de Zero8-connector bovendien dat de contacten tijdens de installatie verkeerd worden aangesloten, doordat de contacten in het isolerende lichaam worden ondergedompeld en zo tegen beschadiging worden beschermd.
Het gladde, dubbele contactoppervlak van de Zero8-connector garandeert een snelle en veilige verbinding (zie afb. 1). Intern voorkomt de Zero8-connector bovendien dat de contacten tijdens de installatie verkeerd worden aangesloten, doordat de contacten in het isolerende lichaam worden ondergedompeld en zo tegen beschadiging worden beschermd.
Er is nog lang geen einde in zicht aan de verdere ontwikkeling van lithium-ionbatterijen. Consumenten blijven eisen dat elektrische voertuigen met één enkele lading steeds grotere afstanden kunnen afleggen. Hoe meer laad- en ontlaadcycli een batterij doorloopt, hoe meer deze na verloop van tijd verslechtert. Een goed doordacht batterijbeheersysteem kan de schade echter beperken en de levensduur verlengen.
Optimalisatie van de energieopwekking door middel van machine learning
Nieuwe technologieën in batterijen en de bijbehorende beheersystemen bieden nieuwe mogelijkheden op het gebied van schone energie. De opkomst van kunstmatige intelligentie, machine learning en het internet der dingen (IoT) biedt mogelijkheden om de efficiëntie van apparaten te verbeteren.
Het IoT, het internet der dingen, omvat enorme hoeveelheden gegevens van miljoenen elektronische apparaten. Kunstmatige intelligentie (AI) probeert menselijke intelligentie en creativiteit na te bootsen om bepaalde taken uit te voeren. Machine learning is een onderdeel van het bredere begrip AI en richt zich op de analyse van de beschikbare IoT-gegevens en maakt gebruik van AI-functies om deze te interpreteren. Machine learning maakt gebruik van data en neemt de best mogelijke beslissing zonder directe menselijke tussenkomst of instructies.
Machine learning heeft het potentieel om enorme hoeveelheden binnenkomende data te verwerken en in fracties van seconden beslissingen te nemen binnen een systeem, zonder dat de mens hoeft in te grijpen. Dit kan helpen om zonne-, wind-, water- en getijdencentrales op grote schaal haalbaar te maken. Zo kan de AI bijvoorbeeld nieuwe IoT-informatie over het aankomende weer verwerken en vervolgens de technologie voor het opwekken van energie uit waterkracht of getijden aanpassen om te profiteren van de voordelen van toenemende watersnelheden of hogere getijden. Systemen met machine learning kunnen ook worden ingezet voor het detecteren van afwijkingen. Als er bijvoorbeeld een externe storingsbron in het spel komt, kunnen beslissingen worden genomen zonder dat er een mens aanwezig is om systeemaanpassingen door te voeren. Bij slecht weer of andere willekeurige extreme omstandigheden kan machine learning de beslissing nemen om de energieopwekking tijdelijk te stoppen om kritieke hardware te beschermen tegen overbelasting en kostbare systeemstoringen te voorkomen.
Om de moeilijkheden van externe storingen het hoofd te bieden, moet een systeem het probleem herkennen en er tijdig op reageren. Hoe sneller een machine learning-systeem intern kan communiceren, hoe sneller het zich kan aanpassen. 25+ Gbit/s is niet alleen al enige tijd aanwezig in de IoT-sector, maar is ook de standaard geworden voor datacenters. Maar daarmee is de technologie nog lang niet uitgeput. Zelfs de eisen van PCIe 5.0 zijn nu twee keer zo hoog als die van zijn voorganger PCIe 4.0, met een maximale gegevensoverdrachtssnelheid van 32 GT/s (gigabit transfers per seconde). De keuze voor een betrouwbare hogesnelheidsconnector is de optimale keuze om de informatie uit de IoT-sector met maximale snelheid te verwerken en te interpreteren in een groene energieoplossing.
Het IoT, het internet der dingen, omvat enorme hoeveelheden gegevens van miljoenen elektronische apparaten. Kunstmatige intelligentie (AI) probeert menselijke intelligentie en creativiteit na te bootsen om bepaalde taken uit te voeren. Machine learning is een onderdeel van het bredere begrip AI en richt zich op de analyse van de beschikbare IoT-gegevens en maakt gebruik van AI-functies om deze te interpreteren. Machine learning maakt gebruik van data en neemt de best mogelijke beslissing zonder directe menselijke tussenkomst of instructies.
Machine learning heeft het potentieel om enorme hoeveelheden binnenkomende data te verwerken en in fracties van seconden beslissingen te nemen binnen een systeem, zonder dat de mens hoeft in te grijpen. Dit kan helpen om zonne-, wind-, water- en getijdencentrales op grote schaal haalbaar te maken. Zo kan de AI bijvoorbeeld nieuwe IoT-informatie over het aankomende weer verwerken en vervolgens de technologie voor het opwekken van energie uit waterkracht of getijden aanpassen om te profiteren van de voordelen van toenemende watersnelheden of hogere getijden. Systemen met machine learning kunnen ook worden ingezet voor het detecteren van afwijkingen. Als er bijvoorbeeld een externe storingsbron in het spel komt, kunnen beslissingen worden genomen zonder dat er een mens aanwezig is om systeemaanpassingen door te voeren. Bij slecht weer of andere willekeurige extreme omstandigheden kan machine learning de beslissing nemen om de energieopwekking tijdelijk te stoppen om kritieke hardware te beschermen tegen overbelasting en kostbare systeemstoringen te voorkomen.
Om de moeilijkheden van externe storingen het hoofd te bieden, moet een systeem het probleem herkennen en er tijdig op reageren. Hoe sneller een machine learning-systeem intern kan communiceren, hoe sneller het zich kan aanpassen. 25+ Gbit/s is niet alleen al enige tijd aanwezig in de IoT-sector, maar is ook de standaard geworden voor datacenters. Maar daarmee is de technologie nog lang niet uitgeput. Zelfs de eisen van PCIe 5.0 zijn nu twee keer zo hoog als die van zijn voorganger PCIe 4.0, met een maximale gegevensoverdrachtssnelheid van 32 GT/s (gigabit transfers per seconde). De keuze voor een betrouwbare hogesnelheidsconnector is de optimale keuze om de informatie uit de IoT-sector met maximale snelheid te verwerken en te interpreteren in een groene energieoplossing.
Miniaturisatie blijft de technische trend in veel sectoren en de “Colibri”-serie hogesnelheidsconnectoren van ept is bij uitstek geschikt voor datacentra, gegevensopslag en andere toepassingen die nodig zijn voor het IoT, IIoT en machine learning, evenals voor elektriciteitsnetten en micronetten voor energieopslag.
Met de ontwikkeling van betrouwbare technologieën op het gebied van zonne-energie, windenergie, waterkracht en geothermie vragen nieuwe producten om krachtigere beheertools. Connectoren zijn van cruciaal belang gebleken voor het succes van de modernste batterijbeheersystemen en voor de optimalisatie van machine learning. Op het gebied van schone energie zijn er nog enkele stappen te zetten, en een krachtig printplaatontwerp maakt de geavanceerde elektrificatie-eisen, zoals snelle reacties van machine learning en optimale batterijtechnologie, haalbaar genoeg om te kunnen concurreren met verouderde gas- en kolencentrales.
Met de ontwikkeling van betrouwbare technologieën op het gebied van zonne-energie, windenergie, waterkracht en geothermie vragen nieuwe producten om krachtigere beheertools. Connectoren zijn van cruciaal belang gebleken voor het succes van de modernste batterijbeheersystemen en voor de optimalisatie van machine learning. Op het gebied van schone energie zijn er nog enkele stappen te zetten, en een krachtig printplaatontwerp maakt de geavanceerde elektrificatie-eisen, zoals snelle reacties van machine learning en optimale batterijtechnologie, haalbaar genoeg om te kunnen concurreren met verouderde gas- en kolencentrales.
Geïnteresseerd?
Kies dan meteen uw connector van Europese makelij:
Productlijst
Heeft u nog vragen?
Neem dan gerust contact met ons op!
Aanvraag via het formulier
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Neem dan gerust contact met ons op!
Aanvraag via het formulier
+49 8861 2501 0
sales@ept.de