Ultrakondensator-Lösungen für Mikro- und Off-Grid Raster

Original by  Jussi Pikkarainen: https://www.skeletontech.com/skeleton-blog/ultracapacitor-solutions-for-micro-and-offgrid( 01.07.2020)

Mit der zunehmenden Verbreitung von Sonnen- und Windenergie und anderen erneuerbaren Energieformen werden Mikro- und netzunabhängige Anlagen unter Frequenzinstabilität und einem hohen Risiko von Stromausfällen leiden. Änderungen in der Wind- und/oder Solarenergieproduktion wirken sich auf die Frequenz aus, die ein Netz liefern kann. Auch wenn die genaue Menge des verbrauchten Stroms nicht mit der Erzeugung übereinstimmt, wird die Frequenz erneut beeinflusst. Wenn die Nachfrage höher ist als das Angebot, sinkt die Frequenz, während die Frequenz steigt, wenn mehr Angebot als Nachfrage vorhanden ist.

Die Folgen können schwerwiegend sein. Abweichungen von der Standard-50-Hz-Frequenz riskieren Schäden an Infrastruktur, Maschinen und Anlagen. „Ultrakondensator-Lösungen für Mikro- und Off-Grid Raster“ weiterlesen

Superkondensatoren können Kosten erheblich senken und die Effizienz von Zügen verbessern

Original by Viktoria Jarosh: https://www.skeletontech.com/skeleton-blog/supercapacitors-can-significantly-reduce-costs-and-improve-train-efficiency (05.05.2020)

Ultrakondensatoren haben das Potenzial, die Bahnindustrie zu revolutionieren. Unsere Technologie kann die Effizienz von Zügen erheblich verbessern – Kosten und CO2-Emissionen reduzieren, Energieeinsparungen und die Dynamik des Zuges erhöhen. Die Einführung der Ultracapacitor-Technologie bietet eine effektive Spannungsstabilisierung für Bahnsysteme, verbessert die Antriebsleistung von Stadtbahnfahrzeugen erheblich und bringt die Starttechnologien für Lokomotivmotoren deutlich voran. Bei Skeleton Technologies bieten wir vier verschiedene Lösungen zur Verbesserung der Zugeffizienz an. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um mehr zu besprechen.

Kinetisches Energierückgewinnungssystem (KERS) für DMU-Züge

Viele Eisenbahngesellschaften setzen nach wie vor DMU-Züge ohne jegliche Form der Energierückgewinnung ein. Dies kann zu Strafen in Verbindung mit hohen CO2-Emissionen, hohen Betriebs- und Wartungskosten und starkem Verschleiß von Bremsen und Getriebekomponenten führen. Skeleton Technologies bietet KERS (Kinetic Energy Recovery System) an, ein Bordenergiespeichersystem, das von unseren branchenführenden Ultrakondensatoren gespeist wird und die Bremsenergie in den Zügen einfängt, um die Beschleunigung voranzutreiben und den Kohlenstoffausstoß zu verringern.

Mit KERS (Kinetic Energy Recovery System) können Sie Zehntausende von Euro pro Jahr einsparen. Züge können bis zu 20 % der Elektrizität zurückgewinnen, je nachdem, ob der Zug als Fernverkehrszug oder als Nahverkehrszug mit Vollstopp eingesetzt wird. Die Energierückgewinnung kann globale Auswirkungen haben, wenn man bedenkt, wie viele Tausende Tonnen Menschen und Güter täglich auf der Schiene bewegt werden. Die Implementierung dieses Systems führt zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz, reduzierten CO2-Emissionen, einer schnelleren Zugbeschleunigung und weniger Lärm. Darüber hinaus kann ein bordeigener Energiespeicher so dimensioniert werden, dass er genügend elektrische Reichweite bietet, um „Nicht-Diesel“-Bereiche zu passieren, was die Auslastung des Zuges erhöht.

Motorstart für DEMU-Züge

Sicherheit und Zuverlässigkeit sind besonders bei extremen Wetterbedingungen von -40 °C wichtig. Manchmal sind Transportunternehmen mit Situationen konfrontiert, in denen ein DEMU-Zug nicht anspringt, was zu einer sehr kostspieligen Ausfallzeit führt. Der Hauptgrund, warum die Ausrüstung nicht anspringt, ist die Verwendung von Blei-Säure-Batterien als Antriebsaggregate für den Start. Mit den Motorstartmodulen (ESM) von Skeleton, deren Leistungsdichte den Anforderungen des Startvorgangs entspricht, werden Transportunternehmen nie mit batteriebedingten Startausfällen konfrontiert.

Im Vergleich zu einem typischen Blei-Säure-Batterie-Startsystem ist der Platzbedarf für ein Ultracapacitor-Motorstartsystem wesentlich geringer. Das ESM-Modul von Skeleton Technologies eignet sich ideal zum Starten von Dieselzuggeneratoren und löst das Platzproblem, indem es die gesamte erforderliche Leistung liefert und gleichzeitig 6 x weniger Platz bei etwa 30 x geringerem Gewicht als Bleibatterien beansprucht, so dass es eine einfache Nachrüstlösung darstellt.

Fahrleitungsfreier Betrieb mit bordeigenem Energiespeicher

Manchmal ist die Oberleitung für die geplante Route aufgrund von Einschränkungen hinsichtlich des Denkmalschutzes in bestimmten Stadtvierteln nicht vollständig verfügbar. In diesem Fall könnte ein fahrzeugseitiger Energiespeicher eine perfekte Lösung sein, der in Gleisabschnitten ohne Oberleitung Energie liefert. Diese Anwendung hat mehrere bedeutende Vorteile. Erstens sind keine fahrleitungsbezogenen Konstruktionen erforderlich – die Implementierung ist aufgrund des kompakten Designs des Bordenergiespeichersystems schnell und einfach. Und zweitens niedrigere Kosten für den Anschluss an das öffentliche Netz und eine höhere Energieeffizienz, da beim Bremsen des Zuges Energie zurückgewonnen wird.

Wegeseitige Energiespeicherung

Die meisten Oberleitungssysteme sind nicht in der Lage, Energie in das Netz zurückzuspeisen. Mit unserer Lösung wird die überschüssige Energie in den streckenseitigen Energiespeicher eingespart, der an mehreren Bahnhöfen installiert ist. Wenn der Zug beschleunigt, zieht er die Energie aus Ultrakondensatoren.

Schnelles Aufladen in Sekunden

Das sekundenschnelle Aufladen ist sowohl für die Energiespeicherlösung an Bord als auch an der Strecke möglich. Sie ermöglicht ein sekundenschnelles Laden von Stadtbahnfahrzeugen. Der Energiespeicher nimmt Energie auf und liefert dem Fahrzeug genügend Energie, um die nächsten paar Stationen zu erreichen.

Wenn Sie mehr über eine dieser Anwendungen erfahren möchten, setzen Sie sich mit uns in Verbindung!

 

Starten von Stromaggregaten – Batterien oder Ultrakondensatoren?

Original by Jussi Pikkarainen: https://www.skeletontech.com/skeleton-blog/genset-starting-batteries-or-ultracapacitors (02.06.2020)

Ein beliebter Anwendungsfall für Stromaggregate ist die Notstromversorgung, d.h. sie müssen zuverlässig starten und schnell ans Netz gehen, wenn der Bedarf an Strom entsteht. Meistens werden Stromaggregate mit Blei-Säure-Batterien gestartet – eine Technologie, die nicht für ihre Zuverlässigkeit bekannt ist. Das SkelStart-Motorstartmodul von Skeleton Technologies bietet eine Lösung: eine zuverlässige, leistungsstarke Lösung für das Anlassen des Motors, die das Aggregat auch unter schwierigen Bedingungen garantiert anspringt.

In einer typischen Anordnung, wie Sie unten sehen, wird die Startleistung von Bleibatterien bereitgestellt.

skeleton ultrakapacitor

Bei unserer Lösung werden die Batterien durch das SkelStart Engine Start Module ersetzt, wodurch ein zuverlässiger Start sowie eine Reihe weiterer Vorteile gewährleistet werden:

  • Keine batteriebasierten Startfehler mehr
  • 10 – 20% weniger Kurbelzeit
  • Betriebstemperaturbereich -40°C bis +65°C
  • 100 % zuverlässige Energiespeicherung mit Null-Wartung
  • Über 1 Million Zyklen & längere Lebensdauer im Kalender: 15 bis 20 Jahre
  • Ultrakondensatoren sind nicht undicht und enthalten weder Säure noch Blei
  • Erheblich leichter als Batterien für Hochleistungsanwendungen
  • SkelStart kann über eine spezielle Stromversorgung oder über Solarpaneele aufgeladen werden.

SkelStart deutsch

In einem Kundenfall haben wir 12 Blei-Säure-Batterien durch nur zwei SkelStart ersetzt, was eine Reihe von Vorteilen mit sich brachte. Der Kunde hatte 12V-Batterien verwendet, um ein KTA50-G3-Dieselaggregat zu starten und musste monatlich Wartungskontrollen durchführen. SkelStarts verdoppelten die Lebensdauer des Startsystems und reduzierten den Wartungsbedarf erheblich.

skeleton ultrakondensator vorteile

Die Vorteile liegen auf der Hand:

  • 6x weniger Volumen
  • 16x weniger Gewicht
  • >2x längere Lebensdauer
  • Nur jährliche Wartungskontrollen

In Bezug auf die Gesamtbetriebskosten ist die batteriebetriebene Lösung 5,5-mal teurer als SkelStart, wenn wir einen langfristigen Zeitrahmen betrachten.

welche vorteile haben ultrakondensatoren

Wie Skeleton zur Entwicklung eines wasserstoffgepaarten Elektro-Rennwagens in Malaysia beiträgt

Original by Arnaud Castaignet: https://www.skeletontech.com/news/how-skeleton-is-helping-develop-a-hydrogen-paired-electric-race-car-in-malaysia (20.05.2020)

Skeleton Technologies arbeitet mit NanoMalaysia, einem malaysischen Unternehmen, das sich auf die Kommerzialisierung und Industrialisierung von Nanotechnologie spezialisiert hat, zusammen, um das erste Elektrofahrzeug mit Brennstoffzellenantrieb für den Einsatz in der Motorsportindustrie zu entwickeln. Das Projekt wurde über mehrere Monate entwickelt und soll in der zweiten Junihälfte abgeschlossen werden.

Wasserstoff auto

Das vom Vorstandsvorsitzenden von NanoMalaysia, Dr. Rezal Khairi Ahmad, initiierte Projekt konzentriert sich auf Speichersysteme für erneuerbare Energien und deren Anwendung im Automobil-Motorsport. Es zielt darauf ab, ein lokal entwickeltes Elektromotorsportfahrzeug mit dem Namen Hydrogen-Paired Electric Racecar (HyPER) herzustellen.

HyPER soll von NanoMalaysias Wasserstoff- und Hybrid-Energiespeichersystem (H2SS) angetrieben werden, und hier kommen die Ultrakondensatoren von Skeleton ins Spiel. Bei diesem Speichersystem handelt es sich um ein hybrides Energiespeichersystem mit Li-Ionen-Batterien und Ultrakondensatoren auf Graphenbasis sowie einem Brennstoffzellenstapel mit bordeigenem Wasserstofferzeugungssystem. Die Verwendung von Skeletons Ultrakondensatoren ermöglicht eine höhere Leistungsdichte und blitzschnelle Aufladung im Vergleich zu herkömmlichen Li-Ion-basierten Fahrzeugen.

NanoMalaysia verwendet SkelMod 102V-Module, die viel Leistung auf kleinem Raum bieten. Allgemeine Anwendungen sind z.B. Spitzenstromversorgung, Spannungsstabilisierung, Lastabgleich und Frequenzregelung, aber die Stärke des Moduls ist seine Vielseitigkeit.

Obwohl sich dieses Projekt auf die Motorsportindustrie konzentriert, wird es auch Möglichkeiten in Bezug auf die Geschäfts- und Humankapitalentwicklung im Zusammenhang mit erneuerbarer Energie für den Automobil- und Transportsektor sowie Anwendungen in anderen Branchen in Malaysia bieten. Da das Hauptproblem bei Elektrofahrzeugen die fehlende Ladeinfrastruktur und die lange Ladezeit sind, können Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge die Ladezeit erheblich verkürzen, und zwar auf so wenig Zeit, wie derzeit zum Tanken benötigt wird.

Die von HyPER entwickelten Technologien könnten daher der Entwicklung des Elektrofahrzeugsektors in Malaysia einen enormen Schub verleihen.

Trägheit von Windturbinen – Unterstützung des Netzes mit Wirkleistung

Original by Skeletontech: https://www.skeletontech.com/skeleton-blog/wind-turbine-inertia-supporting-the-grid-with-active-power (19.05.2020)

„Wind- und Solarenergie werden bald auf allen großen Märkten der Welt billiger sein als Kohle“, berichtet The Guardian, basierend auf der Analyse der Carbon Tracker Initiative, und wir sehen ähnliche Schlagzeilen wöchentlich, wenn nicht sogar täglich.

Das Zeitalter der erneuerbaren Energien ist wirklich da und wir werden alle dafür sein. Die Probleme, die der Aufstieg der erneuerbaren Energien mit sich bringt, werden jedoch auch gravierender, wenn der Marktanteil der Wind- und Sonnenenergieproduktion die fossilen Brennstoffe überholt.

Eines davon ist die fehlende Trägheit und heute diskutieren wir speziell die Frage der fehlenden Trägheit, wenn es um Windturbinen geht.

Fehlende rotierende Massen

windturbine skeletontech

Traditionelle, von Generatoren dominierte Energiesysteme, die hauptsächlich Kohle, Wasser und Kernenergie nutzen, weisen eine hohe Trägheit auf und sind in der Lage, schnell und problemlos auf Frequenzänderungen zu reagieren. Wenn wir zu wechselrichterdominierten Energiesystemen mit Energiespeicherung, PV- und Windsystemen übergehen, wird die geringe Trägheit, das Fehlen rotierender Massen, zu einem Problem:

  • das Netz ist schwächer und instabiler
  • die Netzqualität ist niedrig und es gibt hohe Frequenzabweichungen
  • es besteht ein höheres Risiko von Lastabwürfen oder Netzausfällen

Es gibt mehrere Lösungen, um das Problem zu beheben:

  1. Windturbinengeneratoren laufen eingeschränkt, um zusätzliche Leistung zu liefern, aber leider bedeutet dies weniger Geld für den Betreiber der Windturbine.
  2. Windturbinengeneratoren nutzen die Trägheit der Rotoren, um zusätzliche Leistung zu liefern, erreichen aber in diesem Fall nur 6-8% der Nennleistung des Windturbinengenerators.
  3. Die Verwendung von Ultrakondensatoren zur Bereitstellung zusätzlicher Leistung, um die virtuelle Trägheit zu emulieren.

Systemfrequenz skeletontech

Unser Ultracapacitor-Energiespeicher kann zusätzliche Leistung zur Emulation virtueller Trägheit bereitstellen und damit mögliche Frequenzprobleme aus dem Netz nehmen. Einer der Hauptvorteile von Ultrakondensatoren ist ihre Fähigkeit, praktisch sofort auf die Nachfrage zu reagieren, was bedeutet, dass Ultrakondensatoren ideal geeignet sind, um die Netzfrequenz in Anwendungen mit virtueller Trägheit zu stabilisieren. Und wie immer bieten Ultrakondensatoren eine Reihe weiterer Vorteile:

  • Hohe Leistungsdichte & geringer Widerstand
  • Über 1 Million Zyklen & längere Lebensdauer im Kalender: 15 bis 20 Jahre
  • Betriebstemperaturbereich -40°C bis +65°C
  • Erheblich leichter als Batterien für Hochleistungsanwendungen
  • Systeme können für sichere Wartungsarbeiten leicht vollständig entladen werden
  • Einfachere Überwachung und Systemzustandsprüfungen für Systeme und Module
  • Ultrakondensatoren sind undicht und enthalten weder Säure noch Blei

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Ultrakondensatoren: Reibungslose Spannungs-Dips mit VSD-Backup-Leistung

Original by Jussi Pikkarainen: https://www.skeletontech.com/skeleton-blog/ultracapacitors-ensure-smooth-production-with-vsd-backup-power (11.05.2020)

Drehzahlvariable Antriebe (VSDs) sind für verschiedene Produktionsprozesse wichtig, da sie für den Betrieb der Elektromotoren verwendet werden, die diese Prozesse antreiben. Eine schlechte Stromqualität kann sich jedoch negativ auf die Produktionsprozesse auswirken und zu Maschinen- und Produktionsabschaltungen und Produktionsverlusten führen. In einigen Fällen kann die Säuberung der Produktionslinien und die Wiederaufnahme der Produktion Tage dauern, so dass eine schlechte Stromqualität und die damit verbundenen Probleme für viele Produktionsstätten ein ernstes Problem darstellen können.

Spannungseinbrüche gehören zu den häufigsten Vorkommnissen, die große Auswirkungen auf die Stromqualität und damit auf die Produktionseffizienz haben. Je neuer und komplexer Ihre Maschinen oder Anlagen sind, desto empfindlicher sind sie wahrscheinlich, wenn es zu Spannungseinbrüchen und anderen Problemen mit der Stromqualität kommt.

Wie lässt sich das Problem also beheben? Die Ultrakondensatoren von Skeleton werden als Backup für die VSDs verwendet, um bei kurzfristigen Stromausfällen oder Strom- und Spannungsschwankungen eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für mehrere Sekunden zu gewährleisten. Bei dieser Lösung wird ein Ultrakondensator-Pack an den DC-Zwischenkreis eines drehzahlvariablen Antriebs angeschlossen, so dass die Produktion reibungslos weiterlaufen kann.

Die Vorteile enden damit nicht: Neben der Beibehaltung des VSD unter Volllast senkt die Ultrakondensatorlösung die Wartungs- und Austauschkosten aufgrund von Störungsauslösungen oder Systemausfällen und verlängert die Lebensdauer von VSD-Systemen.

Ein 350-kW-System für einen Kunden in der Fertigung

Für einen unserer Kunden haben wir ein Schranksystem gebaut, das 350 kW für mehrere Sekunden zur Verfügung stellt, um eine qualitativ hochwertige Stromversorgung für sensible Fertigungsprozesse zu gewährleisten. Das 6s1p SkelGrid-System umfasst alles von Sicherungen, Schaltgeräten und Kommunikationseinrichtungen bis hin zur Kühlung und zu Vorlade- und Entladeschaltungen.

skeleton ultrakondensator

Ultrakondensatoren bieten als Energiespeichertechnologie eine Reihe von Vorteilen:

  • Hohe Zuverlässigkeit, keine Wartung erforderlich
  • Über 1 Million Lade-Entlade-Zyklen
  • Großer Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +65°C
  • Deutlich leichter als Batterien für Hochleistungsanwendungen
  • Leicht vollständig zu entleeren für sichere Wartungsarbeiten
  • Einfache Überwachung und Systemzustandsprüfungen
  • Ultrakondensatoren sind ebenfalls sehr sicher – sie laufen nicht aus und enthalten weder Säure noch Blei

Wenn Sie an unseren VSD-Backup-Lösungen mit Ultrakondensatoren interessiert sind, setzen Sie sich mit uns in Verbindung!