- Hochdielektrikum-Ultrakondensator für EV, Trucks & Solar
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Solarpanel-Energiesammel-Speichergerät
Energiegewinnung durch Solarzellen
DieEnergiegewinnung mit Solarmodulen ist eine etablierte Technologie. Doch obwohl die Preise in den letzten zehn Jahren enorm gesunken sind, gibt es mehrere Herausforderungen, die ihr Wachstum behindern. Eine davon ist die Netzinfrastruktur, die für die Variabilität von erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie schlecht gerüstet ist, und die andere ist die Speicherung. Es gibt zwar verschiedene Speicherlösungen wie Batterien, Elektrolytkondensatoren und mechanische Speichersysteme, aber sie haben alle ihre Schwächen.
Hier werden wir uns ansehen, wie eine neuere Entwicklung bei Festkörper-Einzellagen-Energiespeichern (SSESD) eine Lösung bietet. Der SSESD enthält ein Dielektrikum mit hoher Permittivität und einer Dielektrizitätskonstante in der Größenordnung von 16 Millionen.
SSESD für die Energiegewinnung durch Solarzellen. Wie wir gezeigt haben, bieten SSESD mit hohen Dielektrizitätskonstanten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Ultrakondensatoren. Sie bieten bessere Leistungsdichten, höhere Laderaten und haben einen potenziellen Kostenvorteil. Die Integration in Solarmodule ist einfach und bietet eine sofortige Lösung für die Intermittenz der Solarenergie, sogar auf der Modulebene.
Herausforderungen bei der Solarstromerzeugung
In weiten Teilen der Welt kann die Solarenergie einen großen Beitrag zum Stromnetz leisten, aber es gibt noch erhebliche Probleme. Solarenergie ist intermittierend; wenn die Sonne scheint, kann Solarenergie zum Netz beitragen, aber wenn eine Wolke auftaucht, wird dieser Beitrag erheblich reduziert. Dieser On/Off-Effekt kann zu Netzinstabilität führen, und um dies zu überwinden, sind oft alternative Stromquellen erforderlich, die einspringen, wenn die Solarenergie abfällt.
Um dies zu vermeiden, ist eine Form der Energiespeicherung erforderlich, um die Versorgung auszugleichen. Verschiedene Lösungen sind möglich, einschließlich Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien, Schwungräder, Elektrolytkondensatoren und Ultrakondensatoren. Aufgrund spezifischer Energiebetrachtungen sind jedoch nur Lithium-Ionen-Batterien, Schwungräder und Ultrakondensatoren eine realistische Option.
Eine weitere Überlegung ist die Lebensdauer. Mindestens 10.000 Zyklen plus und eine Mindestlebensdauer von 10 Jahren sind eine typische Anforderung. Damit scheiden Lithium-Ionen-Batterien aus und es bleiben nur Schwungräder und Ultrakondensatoren übrig. Ein Problem bei Schwungrädern ist, dass sie unterirdisch gebaut werden müssen und erhebliche Investitionen erfordern, während Ultrakondensatoren eine viel einfachere Lösung darstellen. Außerdem haben Ultrakondensatoren keine beweglichen Teile und benötigen nur sehr wenig Wartung.
