Trender och utveckling inom förnybar energi
Hur artificiell intelligens, maskininlärning och sakernas internet påverkar framtidens rena energi
Moderna, miljövänliga energialternativ som till exempel vindkraft, solenergi, vattenkraft och tidvattenkraft utvecklas i rasande takt och ställer ingenjörerna inför ständigt nya utmaningar. Trycket ökar hela tiden på att skapa långsiktiga, utsläppssnåla alternativ till el från gas och kol. Samtidigt påverkar ekonomiska aspekter, politiska åtgärder, skatteincitament, stigande priser och marknadsfluktuationer både företag och konsumenter. För att kunna konkurrera framgångsrikt med de etablerade icke-förnybara alternativen krävs att gröna energitekniker har hög prestanda och effektivitet. Dessutom erbjuder förbättrade batterifunktioner och användningen av AI (inklusive maskininlärning) en lovande potential.
Litiumjonbatterier – en innovation inom batteritekniken
Den totala kapaciteten och tillförlitligheten hos grön energi måste nå upp till samma nivå som olja och kol, eller åtminstone vara jämförbar med dessa, för att den ska utgöra ett attraktivt alternativ. De utmaningar som länge funnits för att uppnå detta mål är för närvarande de viktigaste tekniska och utvecklingsmässiga prioriteringarna för branschens aktörer, och sakta men säkert uppnås många anmärkningsvärda framgångar och framsteg. Solcellspaneler för privat bruk har funnits på marknaden sedan 1970-talet, men det är först nyligen som solenergiproduktion har blivit den snabbast växande aktiva källan till megawattkapacitet inom området förnybar energi. Inte bara var de första versionerna av solceller av kisel enormt dyra att tillverka, utan även batteritekniken var vid den tiden ännu inte särskilt utvecklad. Lagringen av energi som producerades under dagens topptider var ineffektiv, vilket ledde till energibrist under nattens lågtrafik eller på molniga dagar. Behovet av att absorbera energi under topptider (med hög strömhastighet samtidigt som energiförlusterna under lagringen minskas) har under de senaste åren lett till stora framsteg inom batteritekniken. Under de senaste åren har framför allt flytande och fasta litiumjonbatterier utvecklats betydligt mer markant än de tidigare vanliga blybatterierna. De högre anskaffningskostnaderna motiveras idag av den högre energitätheten vid mindre storlek, lägre vikt och längre livslängd.
Optimering av energilagringssystem och förlängning av livslängden hos toppmoderna batterier
Övergången till litiumjonbatterier och elektrifieringen av styrfunktioner i form av batterihanteringssystem är nyckeln till att fullt ut utnyttja potentialen hos solenergi och andra förnybara alternativ. Inom ett batterihanteringssystem kan justeringar göras på kretskortet, vilket i sin tur kan förbättra den totala funktionaliteten hos en viss enhet. batterihanteringssystem fungerar som batteriets ”hjärna” genom att prioritera de elektriska belastningarna och stoppa respektive starta strömtillförseln och strömavgivningen. Regleringen av strömupptag och strömavgivning i ett topproduktionssystem bevarar batteriets livslängd på lång sikt och förhindrar förlust av höghastighetsströmkapaciteten.
Bland möjligheterna att minimera skador ingår noggrann övervakning av batteriets energinivå. kontaktdon i kretskorten i batterihanteringssystemet är en väsentlig del av den signalöverföring som krävs för att kommunicera de aktiva batterinivåerna i realtid. En konsekvent och noggrann övervakning förhindrar förlust av signaler, energinivåer och batteriets egen förmåga att lagra energi. Övervakning av batteristatusen med hjälp av sensorer kan förhindra att batteriet laddas ur för mycket och eventuellt orsakar interna skador. Aktiva övervakningssystem för batterihantering kan dessutom förhindra att maximala högströmsnivåer används under en längre tid, vilket med tiden leder till en liten men stadig förlust av enhetens prestanda. Detta gäller även vid användning av laddning med hög intagshastighet eller höghastighetsladdning. Den aktiva kommunikationen inom hanteringssystemet gör det möjligt för batterienheten att reglera laddningen och endast utnyttja höghastighetsladdningen vid de optimala tidpunkterna för energiproduktion. När det gäller solenergi är det till exempel en strategi för att maximera effektiviteten att endast upprätthålla högströmsupptagningsförmågan under de tider på dygnet då dagsljuset är som starkast. Å andra sidan leder en snabb urladdning av batteriet till en snabb utgångsström, vilket med tiden också kan leda till en prestandaförlust, så att även denna motsatta skadekälla kan undvikas genom ett optimerat, klokt utformat batterihanteringssystem.
Bland möjligheterna att minimera skador ingår noggrann övervakning av batteriets energinivå. kontaktdon i kretskorten i batterihanteringssystemet är en väsentlig del av den signalöverföring som krävs för att kommunicera de aktiva batterinivåerna i realtid. En konsekvent och noggrann övervakning förhindrar förlust av signaler, energinivåer och batteriets egen förmåga att lagra energi. Övervakning av batteristatusen med hjälp av sensorer kan förhindra att batteriet laddas ur för mycket och eventuellt orsakar interna skador. Aktiva övervakningssystem för batterihantering kan dessutom förhindra att maximala högströmsnivåer används under en längre tid, vilket med tiden leder till en liten men stadig förlust av enhetens prestanda. Detta gäller även vid användning av laddning med hög intagshastighet eller höghastighetsladdning. Den aktiva kommunikationen inom hanteringssystemet gör det möjligt för batterienheten att reglera laddningen och endast utnyttja höghastighetsladdningen vid de optimala tidpunkterna för energiproduktion. När det gäller solenergi är det till exempel en strategi för att maximera effektiviteten att endast upprätthålla högströmsupptagningsförmågan under de tider på dygnet då dagsljuset är som starkast. Å andra sidan leder en snabb urladdning av batteriet till en snabb utgångsström, vilket med tiden också kan leda till en prestandaförlust, så att även denna motsatta skadekälla kan undvikas genom ett optimerat, klokt utformat batterihanteringssystem.
Optimerat kontaktsystem i batterihanteringssystemet
SMT-anslutningar som både är robusta och förhindrar förlust av elektriska signaler är av avgörande betydelse för batteriregleringen. För att maximera ett batteris räckvidd och effektivitet måste en kontaktdon upprätthålla signalen även när kretskortet utsätts för rörelse och belastning. En kontaktdon med dubbel kontakt är ett utmärkt alternativ för att maximera övervakningsförmågan hos ett styrsystem för batteristatus. Till skillnad från konventionella kontaktsystem med kniv- och fjäderkontakter är det dubbelsidiga kontaktsystemet hermafroditiskt (både hankontaktelement och honkontaktelement finns på varje uttag och kontakt). En dubbel kontakt upprättas vid varje enskild stift, vilket ger maximal kontaktsäkerhet för signalen.
Den släta, dubbla kontaktytan på Zero8-kontaktdonn garanterar en snabb och säker anslutning (se fig. 1). Internt förhindrar Zero8-kontaktdon dessutom att kontakterna sätts in felaktigt vid installationen genom att de förs in i isolerkropp och därmed skyddas mot skador.
Den släta, dubbla kontaktytan på Zero8-kontaktdonn garanterar en snabb och säker anslutning (se fig. 1). Internt förhindrar Zero8-kontaktdon dessutom att kontakterna sätts in felaktigt vid installationen genom att de förs in i isolerkropp och därmed skyddas mot skador.
Det finns ännu inga tecken på att vidareutvecklingen av litiumjonbatterier kommer att avstanna. Konsumenterna kräver fortfarande att elfordon ska kunna köra allt längre sträckor på en enda laddning. Ju fler laddnings- och urladdningscykler ett batteri genomgår, desto mer försämras det med tiden. Ett väl genomtänkt batterihanteringssystem kan dock mildra skadorna och förlänga livslängden.
Optimering av energiproduktionen med hjälp av maskininlärning
Ny teknik inom batterier och tillhörande styrsystem skapar nya möjligheter inom området ren energi. Framväxten av artificiell intelligens, maskininlärning och sakernas internet (IoT) erbjuder potential att förbättra enheternas effektivitet.
IoT, sakernas internet, omfattar enorma datamängder från miljontals elektroniska enheter. Artificiell intelligens (AI) försöker efterlikna mänsklig intelligens och kreativitet för att utföra vissa uppgifter. Maskininlärning är en undergrupp till det mer omfattande begreppet AI och fokuserar på analysen av tillgängliga IoT-data och använder AI-funktioner för att tolka dessa. Maskininlärning använder data och fattar det bästa möjliga beslutet utan direkt mänsklig inblandning eller instruktioner.
Maskininlärning har potential att bearbeta enorma mängder inkommande data och fatta beslut inom ett system på bråkdelar av en sekund utan att människan behöver ingripa. Detta kan bidra till att göra sol-, vind-, vatten- och tidvattenkraftverk i stor skala genomförbara. AI kan till exempel bearbeta ny IoT-information om väderförhållandena och därefter anpassa tekniken för att utvinna energi från vattenkraft eller tidvatten för att dra nytta av ökande vattenhastigheter eller högre tidvatten. System med maskininlärning kan också användas för att upptäcka avvikelser. Om till exempel en extern störningskälla träder in i bilden kan beslut fattas utan att en människa behöver vara närvarande för att göra systemjusteringar. Vid dåligt väder eller andra slumpmässiga extrema förhållanden kan maskininlärningen fatta beslutet att tillfälligt stoppa energiproduktionen för att skydda kritisk hårdvara mot överbelastning och undvika kostsamma systemavbrott.
För att hantera svårigheterna med externa störningar måste ett system kunna identifiera problemet och reagera i tid. Ju snabbare ett maskininlärningssystem kan kommunicera internt, desto snabbare kan det anpassa sig. Hastigheter på över 25 Gbit/s har inte bara funnits inom IoT-området en tid, utan har även blivit standard för datacenter. Men det innebär inte att tekniken har nått sin gräns. Till och med kraven för PCIe 5.0 är nu dubbelt så höga som för dess föregångare PCIe 4.0, med en maximal datahastighet på 32 GT/s (gigabitöverföringar per sekund). Att välja en pålitlig höghastighetskontakt är det bästa sättet att bearbeta och tolka informationen från IoT-området med maximal hastighet i en miljövänlig energilösning.
IoT, sakernas internet, omfattar enorma datamängder från miljontals elektroniska enheter. Artificiell intelligens (AI) försöker efterlikna mänsklig intelligens och kreativitet för att utföra vissa uppgifter. Maskininlärning är en undergrupp till det mer omfattande begreppet AI och fokuserar på analysen av tillgängliga IoT-data och använder AI-funktioner för att tolka dessa. Maskininlärning använder data och fattar det bästa möjliga beslutet utan direkt mänsklig inblandning eller instruktioner.
Maskininlärning har potential att bearbeta enorma mängder inkommande data och fatta beslut inom ett system på bråkdelar av en sekund utan att människan behöver ingripa. Detta kan bidra till att göra sol-, vind-, vatten- och tidvattenkraftverk i stor skala genomförbara. AI kan till exempel bearbeta ny IoT-information om väderförhållandena och därefter anpassa tekniken för att utvinna energi från vattenkraft eller tidvatten för att dra nytta av ökande vattenhastigheter eller högre tidvatten. System med maskininlärning kan också användas för att upptäcka avvikelser. Om till exempel en extern störningskälla träder in i bilden kan beslut fattas utan att en människa behöver vara närvarande för att göra systemjusteringar. Vid dåligt väder eller andra slumpmässiga extrema förhållanden kan maskininlärningen fatta beslutet att tillfälligt stoppa energiproduktionen för att skydda kritisk hårdvara mot överbelastning och undvika kostsamma systemavbrott.
För att hantera svårigheterna med externa störningar måste ett system kunna identifiera problemet och reagera i tid. Ju snabbare ett maskininlärningssystem kan kommunicera internt, desto snabbare kan det anpassa sig. Hastigheter på över 25 Gbit/s har inte bara funnits inom IoT-området en tid, utan har även blivit standard för datacenter. Men det innebär inte att tekniken har nått sin gräns. Till och med kraven för PCIe 5.0 är nu dubbelt så höga som för dess föregångare PCIe 4.0, med en maximal datahastighet på 32 GT/s (gigabitöverföringar per sekund). Att välja en pålitlig höghastighetskontakt är det bästa sättet att bearbeta och tolka informationen från IoT-området med maximal hastighet i en miljövänlig energilösning.
Miniatyriseringen är fortfarande den tekniska trenden inom många branscher, och epts modul med höghastighetskontaktdon ”Colibri” är perfekt för datastationer, datalagring och andra funktioner som krävs för IoT, IIoT och maskininlärning samt för elnät och mikronät för energilagring.
I takt med utvecklingen av tillförlitliga tekniker inom sol-, vindkraft-, vattenkraft- och geotermisk energi kräver nya produkter mer kraftfulla styrverktyg. kontaktdon har visat sig vara avgörande för framgången hos de allra modernaste batterihanteringssystemen och för optimeringen av maskininlärning. Det återstår fortfarande en del steg att ta inom området för ren energi, och en kraftfull kretskortsdesign gör de avancerade elektrifieringskraven – såsom snabba reaktioner inom maskininlärning och optimal batteriteknik – tillräckligt genomförbara för att kunna konkurrera med föråldrade energikällor som gas och kol.
I takt med utvecklingen av tillförlitliga tekniker inom sol-, vindkraft-, vattenkraft- och geotermisk energi kräver nya produkter mer kraftfulla styrverktyg. kontaktdon har visat sig vara avgörande för framgången hos de allra modernaste batterihanteringssystemen och för optimeringen av maskininlärning. Det återstår fortfarande en del steg att ta inom området för ren energi, och en kraftfull kretskortsdesign gör de avancerade elektrifieringskraven – såsom snabba reaktioner inom maskininlärning och optimal batteriteknik – tillräckligt genomförbara för att kunna konkurrera med föråldrade energikällor som gas och kol.
Är du intresserad?
Välj då direkt din kontaktdon från europeisk tillverkning:
Produktlista
