Tendințe și evoluții în domeniul energiilor regenerabile
Cum inteligența artificială, învățarea automată și Internetul obiectelor influențează energia curată a viitorului
Alternativele energetice moderne și ecologice, precum energia eoliană, solară, hidroelectrică și mareomotrică, se dezvoltă rapid și pun inginerii în fața unor provocări noi în mod constant. Presiunea de a crea alternative cu emisii reduse pe termen lung la energia electrică produsă din gaz și cărbune este din ce în ce mai mare. În acest context, aspectele financiare, măsurile politice, stimulentele fiscale, creșterea tarifelor și fluctuațiile pieței influențează în egală măsură atât întreprinderile, cât și consumatorii. Pentru a putea concura cu succes cu opțiunile ne-regenerabile consacrate, tehnologiile de energie verde au nevoie de un nivel ridicat de performanță și eficiență. În plus, funcțiile îmbunătățite ale bateriilor și utilizarea IA (inclusiv învățarea automată) oferă un potențial promițător.
Bateriile litiu-ion: o inovație în tehnologia bateriilor
Capacitatea totală și fiabilitatea energiei verzi trebuie să se ridice la nivelul celor ale petrolului și cărbunelui sau, cel puțin, să fie comparabile cu acestea, pentru a constitui o alternativă atractivă. Provocările de lungă durată legate de atingerea acestui obiectiv reprezintă în prezent principalele priorități tehnologice și de proiectare pentru actorii din sector, iar, încet dar sigur, se înregistrează numeroase succese și progrese remarcabile. Astfel, modulele solare pentru uz privat sunt prezente pe piață încă din anii 1970, dar abia recent producția de energie solară a devenit sursa activă cu cea mai rapidă creștere a puterii de megawați în domeniul energiilor regenerabile. Nu numai că primele versiuni ale celulelor solare fotovoltaice din siliciu erau extrem de scumpe de produs, dar și tehnologia bateriilor era încă puțin matură la acea vreme. Stocarea energiei produse în perioadele de vârf ale zilei era ineficientă, ceea ce ducea la penurii de energie în timpul perioadelor de vârf nocturne sau în zilele cu cer înnorat. Necesitatea de a absorbi energia în perioadele de vârf (cu o viteză mare a curentului, reducând în același timp pierderile de energie în timpul stocării) a dus în ultimii ani la progrese majore în domeniul tehnologiei bateriilor. În ultimii ani, bateriile litiu-ion lichide și solide s-au dezvoltat în mod semnificativ mai mult decât bateriile cu plumb-acid utilizate până acum. Costurile de achiziție mai ridicate se justifică astăzi datorită densității energetice mai mari, dimensiunilor mai mici, greutății reduse și duratei de viață mai lungi.
Optimizarea sistemelor de stocare a energiei și prelungirea duratei de viață a bateriilor de ultimă generație
Trecerea la bateriile litiu-ion și electrificarea funcțiilor de control sub forma sistemelor de gestionare a bateriilor sunt elementele cheie pentru valorificarea la maximum a potențialului energiei solare și al altor surse regenerabile. În cadrul unui sistem de gestionare a bateriilor, se pot efectua ajustări la nivelul plăcii de circuit imprimat, care, la rândul lor, pot îmbunătăți funcționalitatea generală a unei anumite unități. Sistemul de gestionare a bateriei funcționează ca „creierul” bateriei, acordând prioritate sarcinilor electrice și oprind și pornind alimentarea și eliberarea de curent. Reglarea consumului și eliberării de curent într-un sistem de producție de vârf menține durata de viață pe termen lung a bateriei și previne pierderea capacității de curent de mare viteză.
Printre posibilitățile de reducere a daunelor se numără monitorizarea precisă a nivelului de energie al bateriei. Conectorii din plăcile de circuit imprimat ale sistemului de gestionare a bateriei sunt o componentă esențială a transmisiei de semnal necesare pentru comunicarea în timp real a stărilor active ale bateriei. O monitorizare consecventă și precisă previne pierderea semnalelor, a nivelurilor de energie și a capacității proprii a bateriei de a stoca energie. Monitorizarea stării bateriei prin senzori poate împiedica descărcarea excesivă a bateriei și eventualele daune interne. Sistemele active de monitorizare pentru gestionarea bateriei pot, de asemenea, împiedica utilizarea pe o perioadă îndelungată a curenților maximi de mare intensitate, care duc în timp la o pierdere mică, dar constantă, a performanței dispozitivului. Acest lucru este valabil și pentru utilizarea încărcărilor de mare intensitate sau de mare viteză. Comunicarea activă în cadrul sistemului de gestionare permite unității de baterie să regleze încărcarea și să utilizeze încărcarea de mare viteză numai în momentele optime de producere a energiei. În cazul energiei solare, de exemplu, o strategie de maximizare a eficienței constă în menținerea capacității de absorbție a curentului de mare intensitate doar în momentele de vârf ale luminii zilei. Pe de altă parte, o descărcare rapidă a bateriei duce la un curent de ieșire rapid, care, în timp, poate duce, de asemenea, la o pierdere de performanță, astfel încât și această sursă de deteriorare opusă poate fi evitată printr-un sistem de gestionare a bateriei optimizat și conceput inteligent.
Printre posibilitățile de reducere a daunelor se numără monitorizarea precisă a nivelului de energie al bateriei. Conectorii din plăcile de circuit imprimat ale sistemului de gestionare a bateriei sunt o componentă esențială a transmisiei de semnal necesare pentru comunicarea în timp real a stărilor active ale bateriei. O monitorizare consecventă și precisă previne pierderea semnalelor, a nivelurilor de energie și a capacității proprii a bateriei de a stoca energie. Monitorizarea stării bateriei prin senzori poate împiedica descărcarea excesivă a bateriei și eventualele daune interne. Sistemele active de monitorizare pentru gestionarea bateriei pot, de asemenea, împiedica utilizarea pe o perioadă îndelungată a curenților maximi de mare intensitate, care duc în timp la o pierdere mică, dar constantă, a performanței dispozitivului. Acest lucru este valabil și pentru utilizarea încărcărilor de mare intensitate sau de mare viteză. Comunicarea activă în cadrul sistemului de gestionare permite unității de baterie să regleze încărcarea și să utilizeze încărcarea de mare viteză numai în momentele optime de producere a energiei. În cazul energiei solare, de exemplu, o strategie de maximizare a eficienței constă în menținerea capacității de absorbție a curentului de mare intensitate doar în momentele de vârf ale luminii zilei. Pe de altă parte, o descărcare rapidă a bateriei duce la un curent de ieșire rapid, care, în timp, poate duce, de asemenea, la o pierdere de performanță, astfel încât și această sursă de deteriorare opusă poate fi evitată printr-un sistem de gestionare a bateriei optimizat și conceput inteligent.
Sistem de contact optimizat în cadrul sistemului de gestionare a bateriei
Conexiunile SMT, care sunt atât robuste, cât și capabile să prevină pierderea semnalelor electrice, sunt de o importanță crucială pentru reglarea bateriei. Pentru a maximiza autonomia și eficiența unei baterii, un conector trebuie să mențină semnalul chiar și în condiții de mișcare și solicitare a plăcii de circuit imprimat. Un conector cu contact dublu reprezintă o opțiune excelentă pentru a maximiza capacitatea de detectare a unui sistem de gestionare destinat monitorizării stării bateriei. Spre deosebire de sistemele de contact convenționale cu contact de tip cuțit și contact cu arc, sistemul de contact dublu este neutru din punct de vedere al polarității (atât contactul de tip cuțit, cât și contactul cu arc sunt prezente la fiecare mufă și fiecare conector). La fiecare pin se realizează un contact dublu, ceea ce asigură o siguranță maximă a contactului pentru semnal.
Zona de contact dublă și netedă a conectorului Zero8 garantează o conexiune rapidă și sigură (vezi fig. 1). În plus, conectorul Zero8 împiedică introducerea greșită a contactelor în timpul instalării, prin scufundarea acestora în corpul izolant, protejându-le astfel împotriva deteriorării.
Zona de contact dublă și netedă a conectorului Zero8 garantează o conexiune rapidă și sigură (vezi fig. 1). În plus, conectorul Zero8 împiedică introducerea greșită a contactelor în timpul instalării, prin scufundarea acestora în corpul izolant, protejându-le astfel împotriva deteriorării.
Dezvoltarea bateriilor litiu-ion nu dă semne că s-ar apropia de final. Consumatorii continuă să solicite ca vehiculele electrice să parcurgă distanțe din ce în ce mai mari cu o singură încărcare. Cu cât o baterie trece prin mai multe cicluri de încărcare și descărcare, cu atât se deteriorează mai mult în timp. Totuși, un sistem de gestionare a bateriei bine conceput poate atenua deteriorarea și prelungi durata de viață a acesteia.
Optimizarea producției de energie prin învățarea automată
Noile tehnologii utilizate în baterii, precum și în sistemele de gestionare aferente, creează noi oportunități în domeniul energiei curate. Apariția inteligenței artificiale, a învățării automate și a Internetului obiectelor (IoT) oferă potențialul de a îmbunătăți eficiența dispozitivelor.
IoT, Internetul obiectelor, cuprinde volume uriașe de date provenite de la milioane de dispozitive electronice. Inteligența artificială (IA) încearcă să imite inteligența și creativitatea umană pentru a îndeplini anumite sarcini. Învățarea automată este o subcategorie a conceptului mai larg de IA și se concentrează pe analiza datelor IoT disponibile, utilizând funcțiile IA pentru a le interpreta. Învățarea automată utilizează date și ia cea mai bună decizie posibilă fără intervenție umană directă sau instrucțiuni.
Învățarea automată are potențialul de a procesa cantități uriașe de date primite și de a lua decizii în fracțiuni de secundă în cadrul unui sistem, fără a fi necesară intervenția umană. Acest lucru poate contribui la viabilizarea centralelor solare, eoliene, hidroelectrice și mareomotrice la scară largă. Astfel, de exemplu, IA poate procesa noi informații IoT despre condițiile meteorologice și poate adapta apoi tehnologia de producere a energiei hidroelectrice sau mareomotrice pentru a profita de avantajele vitezei crescute a apei sau ale mareelor mai înalte. Sistemele cu învățare automată pot fi utilizate și pentru detectarea anomaliilor. Dacă, de exemplu, apare o sursă de perturbare din exterior, se pot lua decizii fără ca un om să fie prezent pentru a efectua ajustări ale sistemului. În cazul vremii nefavorabile sau al altor condiții extreme aleatorii, învățarea automată poate lua decizia de a opri temporar producția de energie pentru a proteja hardware-ul critic împotriva suprasolicitării și pentru a evita defecțiunile costisitoare ale sistemului.
Pentru a face față dificultăților cauzate de perturbările externe, un sistem trebuie să recunoască problema și să reacționeze la timp. Cu cât un sistem de învățare automată poate comunica mai rapid la nivel intern, cu atât se poate adapta mai repede. Viteza de peste 25 Gbit/s nu este prezentă doar în domeniul IoT de ceva timp, ci a devenit și standardul pentru centrele de date. Cu toate acestea, tehnologia este încă departe de a fi epuizată. Chiar și cerințele PCIe 5.0 sunt acum de două ori mai mari decât cele ale predecesorului său, PCIe 4.0, cu o rată maximă de transfer de date de 32 GT/s (gigabiți pe secundă). Alegerea unui conector de mare viteză fiabil este opțiunea optimă pentru a procesa și interpreta informațiile provenite din domeniul IoT la viteză maximă într-o soluție de energie verde.
IoT, Internetul obiectelor, cuprinde volume uriașe de date provenite de la milioane de dispozitive electronice. Inteligența artificială (IA) încearcă să imite inteligența și creativitatea umană pentru a îndeplini anumite sarcini. Învățarea automată este o subcategorie a conceptului mai larg de IA și se concentrează pe analiza datelor IoT disponibile, utilizând funcțiile IA pentru a le interpreta. Învățarea automată utilizează date și ia cea mai bună decizie posibilă fără intervenție umană directă sau instrucțiuni.
Învățarea automată are potențialul de a procesa cantități uriașe de date primite și de a lua decizii în fracțiuni de secundă în cadrul unui sistem, fără a fi necesară intervenția umană. Acest lucru poate contribui la viabilizarea centralelor solare, eoliene, hidroelectrice și mareomotrice la scară largă. Astfel, de exemplu, IA poate procesa noi informații IoT despre condițiile meteorologice și poate adapta apoi tehnologia de producere a energiei hidroelectrice sau mareomotrice pentru a profita de avantajele vitezei crescute a apei sau ale mareelor mai înalte. Sistemele cu învățare automată pot fi utilizate și pentru detectarea anomaliilor. Dacă, de exemplu, apare o sursă de perturbare din exterior, se pot lua decizii fără ca un om să fie prezent pentru a efectua ajustări ale sistemului. În cazul vremii nefavorabile sau al altor condiții extreme aleatorii, învățarea automată poate lua decizia de a opri temporar producția de energie pentru a proteja hardware-ul critic împotriva suprasolicitării și pentru a evita defecțiunile costisitoare ale sistemului.
Pentru a face față dificultăților cauzate de perturbările externe, un sistem trebuie să recunoască problema și să reacționeze la timp. Cu cât un sistem de învățare automată poate comunica mai rapid la nivel intern, cu atât se poate adapta mai repede. Viteza de peste 25 Gbit/s nu este prezentă doar în domeniul IoT de ceva timp, ci a devenit și standardul pentru centrele de date. Cu toate acestea, tehnologia este încă departe de a fi epuizată. Chiar și cerințele PCIe 5.0 sunt acum de două ori mai mari decât cele ale predecesorului său, PCIe 4.0, cu o rată maximă de transfer de date de 32 GT/s (gigabiți pe secundă). Alegerea unui conector de mare viteză fiabil este opțiunea optimă pentru a procesa și interpreta informațiile provenite din domeniul IoT la viteză maximă într-o soluție de energie verde.
Miniaturizarea rămâne tendința tehnologică predominantă în numeroase sectoare, iar ansamblul de conectori de mare viteză „Colibri” de la ept este ideal pentru stațiile de date, stocarea datelor și alte funcționalități necesare pentru IoT, IIoT și învățarea automată, precum și pentru rețelele electrice și microreleele destinate stocării energiei.
Odată cu dezvoltarea unor tehnologii fiabile de energie solară, eoliană, hidroelectrică și geotermală, noile produse necesită instrumente de gestionare mai performante. Conectorii s-au dovedit a fi esențiali pentru succesul sistemelor de gestionare a bateriilor de ultimă generație și pentru optimizarea învățării automate. În domeniul energiilor curate mai sunt încă câțiva pași de făcut, iar un proiect performant al plăcilor de circuit imprimat face ca cerințele avansate de electrificare, precum reacțiile rapide ale învățării automate și o tehnologie optimă a bateriilor, să devină suficient de realizabile pentru a concura cu gazul și cărbunele învechite.
Odată cu dezvoltarea unor tehnologii fiabile de energie solară, eoliană, hidroelectrică și geotermală, noile produse necesită instrumente de gestionare mai performante. Conectorii s-au dovedit a fi esențiali pentru succesul sistemelor de gestionare a bateriilor de ultimă generație și pentru optimizarea învățării automate. În domeniul energiilor curate mai sunt încă câțiva pași de făcut, iar un proiect performant al plăcilor de circuit imprimat face ca cerințele avansate de electrificare, precum reacțiile rapide ale învățării automate și o tehnologie optimă a bateriilor, să devină suficient de realizabile pentru a concura cu gazul și cărbunele învechite.
Te interesează?
Atunci alegeți chiar acum un conector fabricat în Europa:
Lista de produse
Mai aveți întrebări?
Atunci vă rugăm să ne contactați!
Solicitare prin formular
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Atunci vă rugăm să ne contactați!
Solicitare prin formular
+49 8861 2501 0
sales@ept.de