de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in den USA haben eine Berechnungsmethode eingeführt, die die Batteriealterung in nur wenigen Tagen abschätzen kann und damit herkömmliche Testverfahren ersetzt, die Monate dauern.
Mit dem rasanten Wachstum erneuerbarer Energien ist die großflächige Batteriespeicherung zu einem entscheidenden Bestandteil moderner Stromnetze geworden. Diese Batterien speichern überschüssige Energie aus Solar- und Windkraft und geben sie bei sinkender Stromerzeugung wieder ab, was zur Stabilisierung des Netzes beiträgt. Traditionell erfordert die Bewertung der Batterielebensdauer jedoch monatelange Tests, was Innovationen verlangsamt und die Entwicklungskosten erhöht.
Jeder wiederaufladbare Akku verliert im Laufe der wiederholten Lade- und Entladezyklen allmählich an Kapazität. Für netzgekoppelte Energiespeichersysteme ist die genaue Vorhersage dieses Kapazitätsverlusts von entscheidender Bedeutung, da er sich direkt auf die Systemleistung, die Wartungsplanung und langfristige Investitionsentscheidungen auswirkt. Bisher mussten Forscher Hunderte oder sogar Tausende von Lade- und Entladezyklen durchführen, um die Batterielebensdauer zuverlässig zu bewerten – ein Prozess, der viel Zeit und Ressourcen in Anspruch nahm.
Das neue Framework des ORNL nutzt komplexe Computermodelle, um das Verhalten von Batterien unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu simulieren. Forscher können die langfristige Alterung innerhalb weniger Tage analysieren, ohne monatelang auf experimentelle Ergebnisse warten zu müssen. Das System kombiniert detaillierte Batteriewissenschaft mit Hochleistungsrechnen und ermöglicht es Wissenschaftlern, die komplexen chemischen und physikalischen Prozesse zu untersuchen, die die Batteriegesundheit beeinflussen, und so neue Batteriematerialien und -designs schneller zu bewerten.
Laut Srikanth Allu, einem Computerwissenschaftler am ORNL, stützt sich die Methode auf Hochleistungsrechnen, um die Batteriealterung nach 500 bis 1000 Betriebszyklen detailliert zu analysieren – Ergebnisse liegen innerhalb weniger Tage vor. Dieses wiederverwendbare Framework kann gleichzeitig über 10.000 Batteriezellen simulieren und ist auf verschiedene Lithium-Ionen-Batteriechemien anwendbar – die am weitesten verbreitete Technologie für netzgekoppelte Speicher.
Die Technologie verspricht, die Forschung und Entwicklung der nächsten Batteriegeneration zu beschleunigen, Testkosten und -zeit zu reduzieren, Herstellern zu helfen, Designs vor der Kommerzialisierung zu verbessern und Versorgungsunternehmen bei der genaueren Planung von Wartung und Austausch zu unterstützen. Da das Stromnetz zunehmend auf erneuerbare Energien angewiesen ist, ist eine zuverlässige Batteriespeicherung für die Aufrechterhaltung einer stabilen Stromversorgung unerlässlich. Diese schnellere und genauere Bewertungsmethode wird Versorgungsunternehmen helfen, fundiertere Investitionsentscheidungen zu treffen und die Gesamteffizienz von Energiespeichersystemen zu steigern.
