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DESIGN ELEKTRONIK 02 2023 18 www designelektronik de Stromversorgung Verbindungstechnik Energie wird mittels Leistungselektronik mit dem Netz ausgetauscht Signale von diversen Hilfsaggregaten laufen im Systemmanagement zusammen so zum Beispiel für das Brandlöschsystem Über entsprechende Datenverbindungen kommuniziert das Systemmanagement mit dem Netzbetreiber und mit Dienstleistern die auf den Speicher zugreifen können Verbindungstechnik als Lebensadern Die elektrischen Verbindungen innerhalb des Energiespeichers lassen sich bildlich als dessen Nervengerüst und Blutkreislauf veranschaulichen Energieströme entsprechen dabei dem Blutkreislauf über den die Lebensenergie transportiert wird Signale unseren Sinnen – etwa für Temperaturen Gase und optische Eindrücke Die Datenleitungen dienen dem Informationsaustausch ähnlich wie die Nerven Wenn etwas mit dem Blutkreislauf oder dem Nervensystem nicht stimmt geht es dem Menschen nicht gut Er wird krank Im Energiespeichersystem ist das ähnlich Fehler in den elektrischen Verbindungen sorgen für Systemstörungen und Ausfälle Bei entsprechender Konstellation kann dies sogar zur Zerstörung des gesamten Systems führen Drei Beispiele sollen zeigen wie wichtig die Verbindungstechnik ist um dem entgegenzuwirken Um Batteriemodule auf Leistungsebene zu verbinden wird in vielen Fällen eine klassische Schraubverbindung eingesetzt Unter ungünstigen Umständen können sich Schraubverbindungen jedoch lösen Treten beim ersten Anschließen oder in der späteren Wartung Versäumnisse auf können die Übergangswiderstände ansteigen Dadurch steigen im besten Fall die Wärmeverluste ein wenig im schlimmsten Fall jedoch kommt es zu einer starken Energie für die All Electric Society Das Zukunftsbild der All Electric Society beschreibt eine Welt in der regenerativ erzeugte elektrische Energie als primäre Energieform weltweit in ausreichendem Maße und vollständig wirtschaftlich zur Verfügung steht Grundlage dafür ist die umfassende Elektrifizierung Vernetzung und Automatisierung aller Sektoren von Wirtschaft und Infrastruktur Phoenix Contact stellt Komponenten und Lösungskonzepte für die Sektorenkopplung bereit und bietet Produkte und Lösungen für die effiziente Gewinnung Wandlung Speicherung und den Transport von regenerativer Energie Bild 3 links Das Batterie-Rack mit Power-Control Unit PCU oben und Batteriemodulen Bild Phoenix Contact Überhitzung sodass der Batteriespeicher zu brennen beginnt und völlig zerstört wird Eine typische Signalverbindung ist der Anschluss eines Stromsensorkabels an eine Leiterplatte Diese werden oft direkt aufgelötet was in Verbindung mit freien Leitungsenden das Risiko sogenannter kalter Lötstellen birgt Die Folge sind falsche Signalinformationen also zum Beispiel dass die Ströme falsch gemessen werden Dies könnte zu hoher Ladeund Entladeströme zur Folge haben wodurch die Batterie deutlich schneller altert Datenverbindungen werden oft mittels Patch-Kabeln hergestellt also streckbaren Leitungen Achtet man hier nicht auf Qualität im Sinne von beispielsweise engen Dimensionstoleranzen und hochwertigen Kontaktoberflächen könnten Daten falsch übertragen werden Dies kann zu Systemstörungen oder sogar Systemausfällen führen im schlechtesten Fall sogar zu Schäden an der Hardware Auswahl der Verbindungstechnik Die beschriebenen Fehler die immer zu finanziellen Einbußen für den Betreiber von Energiespeichern führen lassen sich vermeiden Bei Leistungsverbindungen sollten überall wo sich keine definierten Installationsbedingungen sicherstellen las-Bild 4 rechts Innovative Anschlusstechniken für Leis - tung Signale und Daten zum Einsatz in Energiespeichersystemen Bild Phoenix Contact sen Steckverbindungen eingesetzt werden Dies gilt also für Leistungsverbindungen die bei der Installation und zur Wartung hergestellt werden müssen Bild 4 Um freie Leitungsenden auf Leiterplatten anzuschließen eignen sich innovative Anschlusstechniken besser als Lötverbindungen Bei Schneidklemmverbindungen beispielsweise müssen die Leiterenden nicht vorbereitet werden und bieten – ebenso wie Federanschlusstechniken – hohen Komfort und maximale Zuverlässigkeit Bei Datenanschlüssen definieren die Umgebungsbedingungen die Anforderungen So bieten sich bei hohen Verschmutzungsgraden oder feuchter Umgebung IPgeschützte Datenstecker an bei rauen mechanischen Anforderungen Datenverbindungen in Industriequalität Fazit Auch für Energiespeichersysteme gilt Wer bei der Anfangsinvestition spart zahlt im laufenden Betrieb drauf Hinzu kommt dass die Geräte und Anlagen häufig in systemrelevanten Anwendungen betrieben werden Zuverlässigkeit ist somit eine wichtige Eigenschaft um die Vision einer All Electric Society gelingen zu lassen Die elektrischen Verbindungen spielen dabei eine entscheidende Rolle Ihnen sollte eine hohe Aufmerksamkeit gewidmet werden rh