Energie
Industrie / Märkte
Erneuerbare Energien sind im Zuge der benötigten Reduzierung der Treibhausgase die wichtigste Stromquelle und ihr Ausbau stellt eine zentrale Säule der Energiewende dar. Die Energiewirtschaft ist daher eines der zentralen Themen der Industrie. Von Energieerzeugung in Form von z.B. Wasserstoff, Energieförderung und -speicherung bis hin zur Energieumwandlung, die Anforderungen an zukunftsorientierten Entwicklungen sind sehr vielfältig und hoch. Die dabei eingesetzte Elektronik bildet eines der Kernelemente dieser Produkte und hat einen großen Einfluss auf deren Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Die Funktion und Langlebigkeit der Elektronik hängt wiederum auch von dem entsprechenden Thermal Management ab, gerade schnelle Temperaturzyklen stellen eine mechanische und thermische Belastung für elektronische Bauteile dar. Kerafol beschäftigt sich schon seit vielen Jahren aktiv an der Entwicklung neuer Produkte & Lösungen für diesen zentralen Markt. Dadurch sind bereits verschiedene Materialien von Kerafol fester Bestandteil von z.B. Solarinvertern, stationärer Energiespeicher oder von Ladetechnik.
Energieerzeugung
Die Erzeugung von Energieträgern auf Basis erneuerbarer Quellen stellt einen wesentlichen Baustein der Energiewende hin zu einer CO2-neutralen und damit Klima-freundlichen Energiewirtschaft dar. Hier kommt Wasserstoff eine zentrale Bedeutung sowohl als Ersatz für fossile Brennstoffe als auch als Speichermedium für regenerativ gewonnenen elektrischen Strom zu.
Wir fertigen Zirkonoxid-Elektrolyte für Hochtemperatur-Brennstoff- und -Elektrolysezellen (Solid-Oxide Fuel/Electrolysis Cells – SOFC/SOEC), Teilzellen und vollständige Zellen, Glaslote zur Fügung von Stacks sowie spezielle Brennunterlagen für die Sinterung von Zellen.
Lösungen
für Energieerzeugung
Neben passenden Lösungen im Bereich Wärmeleitmaterialien bietet KERAFOL® auch verschiedene Dienstleitungen an, welche gerade in Bezug auf das Applizieren und Verarbeiten dieser Materialien hilfreich sind.
Energiespeicher
Bei dem vorherrschenden Boom im Bereich der Batterien für Elektro- und Hybridautos wurde die Bedeutung der stationären Speichersystem lange vernachlässigt. Soll der stetig steigende Strombedarf im Fahrzeugsektor durch erneuerbare Energien gedeckt werden, bedarf es einer adäquaten und breit ausgebauten Speichertechnologie. Das Funktionsprinzip ist dabei ähnlich zu dem im Automotive-Bereich, die Dimensionen sind jedoch deutlich größer und auch die spezifischen Anforderungen und Lastprofile unterscheiden sich. Spielen bei Elektroautos Gewicht und diverse Energiewandlungsprozesse eine große Rolle, so geht es bei den stationären Energiespeichern vor allem darum, große Mengen Strom auch länger zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben. Dies ist gerade bei der Nutzung von Erneuerbarer Energien sinnvoll, um entsprechende Lastspitzen abfangen zu können. Aktuell müssen immer wieder Windkraftanlagen kurzzeitig abgeschaltet werden, um das Netz nicht zu überlasten. Gerade dieser Überschussstrom kann mithilfe großer Batteriecontainer gespeichert, oder per Elektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet werden.
Für die Langlebigkeit der Batterie und deren Steuerung (Batterie Management Systems – BMS) ist ein effizientes Thermal Management von Nöten. Gerade die erhöhte Temperatur der Zellen oder der elektronischen Bauteile führt zu einer verringerten Leistungsfähigkeit sowie einer kürzeren Lebensdauer. Um die Wärme von den genannten Komponenten zur Wärmesenke (z.B. Metallgehäuse oder Kühlkörper) zu leiten, werden sogenannte Thermal Interface Materials (TIM) eingesetzt. Gerade KERATHERM® Gap Filler Liquids eignen sich für großflächige Anbindungen und stellen einen effizienten Lösungsweg dar. Mit der dazugehörigen Dispenstechnik ist KERAFOL® vertraut und bietet auch selbst Technikums Versuche an. Beim BMS kommen neben klassischen TIMs (Folien, Gap Filler usw.) auch Produkte der KERAMOLD Serie zum Einsatz, mit welchen komplette Baugruppen oder elektronische Bauteile entsprechend umspritzt werden können – neben der Wärmeableitung bietet dieses Konzept auch Schutz vor Staub oder mechanischen Belastungen (z.B. Vibrationen).
Lösungen
für Energiespeicher
Neben passenden Lösungen im Bereich Wärmeleitmaterialien bietet KERAFOL® auch verschiedene Dienstleitungen an, welche gerade in Bezug auf das Applizieren und Verarbeiten dieser Materialien hilfreich sind.
Energiewandler
Nach einem starken Zuwachs der installierten Photovoltaikleistung ist der Ausbau von PV-Anlagen in Deutschland ab 2012 ins Stocken geraten. Durch das Ziel, eine C02-neutrale Stromproduktion zu erreichen, hat sich die Ausbaugeschwindigkeit wieder deutlich erhöht. Neben den PV-Modulen werden für den Betrieb einer Anlage sogenannte Wechselrichter bzw. Solarinverter benötigt. Die bei PV-Modulen eingesetzten Solarzellen erzeugen Gleichstrom, während die meisten elektrischen Verbraucher jedoch Wechselstrom benötigen. Der Wechselrichter übernimmt daher die Aufgabe, den gewonnenen Strom nutzbar zu machen. Gute Wechselrichter stellen über Funktionen wie dem Maximum Power Point Tracking sicher, dass der Gesamtwirkungsgrad der Anlage möglichst hoch ist. Die Art des benötigten Wechselrichters hängt von der Größe der Photovoltaik Anlage ab. Die darin verbauten elektronischen Komponenten werden durch die vielen Schalt- und Wandlungsvorgänge stark beansprucht und erwärmen sich dadurch. Um die Wärme entsprechend von der Wärmequelle zu Wärmsenke (z.B. Metallgehäuse oder Kühlkörper) zu leiten, werden sogenannte Thermal Interface Materials (TIM) eingesetzt.
Gerade KERATHERM® Gap Filler Liquids oder Wärmeleitpasten stellen hier einen leistungsstarken und effizienten Lösungsweg dar. Mit der dazugehörigen Applizierungstechnik ist KERAFOL® vertraut und bietet auch selbst Technikums Versuche mit Dosieranlagen an.
Neben klassischen TIMs (Folien, Pasten usw.) können auch Produkte der KERAMOLD® Serie zum Einsatz kommen. Damit können komplette Baugruppen oder elektronische Bauteile entsprechend umspritzt werden– neben der Wärmeableitung bietet dieses Konzept auch Schutz vor Staub, Feuchtigkeit oder mechanischen Belastungen (z.B. Vibrationen).
Lösungen
für Energiewandler
Neben passenden Lösungen im Bereich Wärmeleitmaterialien bietet KERAFOL® auch verschiedene Dienstleitungen an, welche gerade in Bezug auf das Applizieren und Verarbeiten dieser Materialien hilfreich sind.
Ladesäulen / Wallbox
Gerade das Thema Ladesäulen Verfügbarkeit ist nach wie vor ein Diskussionsthema, wenn es um die Anschaffung eines rein elektrisch betriebenen Fahrzeugs geht. Der Ausbau der Ladeinfrastruktur verlief sehr lange schleppend, doch neue Anbieter von Ladetechnik und effizientere Systeme führen zu einer Verbesserung der Lademöglichkeiten, öffentlich wie privat. Während Ladesäulen ausschließlich im öffentlichen Raum, also an Tankstellen oder auf Rastplätzen, vorzufinden sind, befindet sich eine Wallbox oft in Privatbesitz. Eine Wallbox und auch die meisten Ladestationen funktionieren mit Wechselstrom. Eine verkürzte Ladezeit ist mit sogenannten Schnellladesäulen möglich. Beim Schnellladen wandelt die Ladestation selbst den Wechselstrom in Gleichstrom um und gibt diesen verlustarm an die Batterie des Elektroautos weiter. Bei den meisten Schnellladestationen kommt dabei das IU-Ladeverfahren zum Einsatz: Hierbei wird der Akku in Phasen geladen, um die volle Ladekapazität ausschöpfen zu können. Dabei erfolgt die Ladung zunächst über Konstantstrom, bis etwa 80 Prozent der Ladekapazität erreicht sind, was innerhalb sehr kurzer Zeit möglich ist. Anschließend stellt die Ladestation auf Konstantspannung um. Je höher der Ladestand der Batterie ist, desto weniger Strom wird geliefert. So wird eine Überlastung des Akkus vermieden.
Die thermische Belastung von den hier eingesetzten Bauteilen ist dabei ein großes Thema.
Um die Wärme entsprechend von der Wärmequelle (z.B. Leistungselektronik) zur Wärmsenke (z.B. Metallgehäuse oder Kühlkörper) zu leiten, werden sogenannte Thermal Interface Materials (TIM) eingesetzt. Hierfür eigenen sich z.B. die Gap Filler Liquids und Gap Pad Serie der KERATHERM® Produktreihe besonders gut. Für die Kapselung kompletter elektronischer Baugruppen, Stromschienen oder Leitungen können Produkte der KERAMOLD® Serie zum Einsatz kommen. Neben der Wärmeableitung bietet dieses Konzept auch Schutz vor Staub, Feuchtigkeit oder mechanischen Belastungen (z.B. Vibrationen).
Lösungen
für Ladesäulen / Wallboxen
Neben passenden Lösungen im Bereich Wärmeleitmaterialien bietet KERAFOL® auch verschiedene Dienstleitungen an, welche gerade in Bezug auf das Applizieren und Verarbeiten dieser Materialien hilfreich sind.