Für die meisten Menschen sind Diesel-Hybrid-Aggregate nichts, worüber sie sich aufregen. Tatsächlich wissen viele von uns vielleicht nicht einmal, was ein Aggregat überhaupt ist. (Es handelt sich um eine Kombination aus einem Motor und einem Generator in einer einzigen Einheit.)
Für manche Menschen sind sie jedoch wichtig. Wenn Sie im Bergbau, im Baugewerbe, in der Öl- und Gasindustrie arbeiten oder auch nur in einer abgelegenen Gemeinde leben, dann bekommen sie plötzlich eine ganz neue Bedeutung.
Aus diesem Grund war es für Triad Pro Innovators, Inc. (OTC PINK: TPII) sein neues EEL-Diesel-Hybrid-Aggregat auf den Markt gebracht hat, sind viele Menschen aufgesprungen und haben es zur Kenntnis genommen.
Um zu verstehen, warum, müssen wir zunächst einen Blick auf das Problem werfen, das ein Diesel-Hybrid-Aggregat löst. Dann müssen wir ihre Grenzen verstehen. Erst dann, wenn wir diesen Hintergrund kennen, können wir die Frage beantworten: Warum sind Syncrude, Ledcor Group und Ekati Mines so begeistert von Triad Pro Innovators‘ neuem EEL-Dieselhybridaggregat?
Eine Frage der Effizienz: Das Problem mit nackten Aggregaten
Denken Sie an die Art und Weise, wie Strom normalerweise verwendet wird. Zu Hause haben Sie vielleicht den Fernseher an und kochen in der Küche. Wenn Sie gerade Gemüse mit einem Messer schneiden, verbrauchen vielleicht nur der Fernseher und einige Lampen Strom.
Aber was passiert, wenn Sie den Mixer einschalten und vielleicht gleichzeitig etwas in die Mikrowelle stellen? Plötzlich steigt der Stromverbrauch sprunghaft an.
In der Regel können Sie diese Spitzen und Schwankungen im Energieverbrauch nur ausgleichen, wenn Sie eine überschüssige Kapazität zur Verfügung haben. Ihre Stromkreise müssen für die zu erwartende Höchstlast ausgelegt sein, auch wenn sie nur selten so viel Energie liefern müssen.
Die gleiche Regel gilt für ein Dieselaggregat, das diese Energie liefert: Das Aggregat muss halbwegs in Bereitschaft sein und mit vielleicht 10-20 % seiner Kapazität arbeiten.
Dies stellt zwar kein unmittelbares Problem dar, ist aber auch nicht ideal. Aggregate haben alle einen Bereich maximaler Effizienz, in dem sie die Umwandlung von Brennstoffenergie in elektrische Energie maximieren. Werden sie außerhalb dieses Bereichs betrieben, kann der Kraftstoffverbrauch pro Einheit erzeugter elektrischer Energie drastisch ansteigen.
Die obige Abbildung (aus einer Machbarkeitsstudie über Energiespeichersysteme in Diesel-/Windgeneratoren) zeigt den Wirkungsgrad, den ein typisches Dieselaggregat bei der Umwandlung der im Dieselkraftstoff gespeicherten latenten Energie in elektrische Energie hat. Wie wir sehen können, fällt der Wirkungsgrad eines Dieselaggregats mit abnehmender elektrischer Leistung dramatisch ab.
Bei einer typischen Dieselaggregat-Installation bedeutet dies, dass das Aggregat, abgesehen von den Zeiten, in denen die volle Stromerzeugungskapazität genutzt wird (wenn alle elektrischen Geräte in Betrieb sind), mit einem schlechten Wirkungsgrad läuft.
Hier kommt das Diesel-Hybrid-Aggregat: Mit 100% laufen, überschüssige Energie einfangen und gewinnen
Nimmt man das Hybrid aus dem Diesel-Hybrid-Aggregat heraus, was hat man dann? Ein gewöhnliches Dieselaggregat. Was es zu einem Hybridaggregat macht, ist die Hinzufügung eines Energiespeichers, bei dem es sich normalerweise um eine Batteriebank handelt. (Je nach Einsatzgebiet können auch Solar-, Wind- oder andere Energiequellen hinzugefügt werden, aber das ist für diese Diskussion nicht wichtig).
Wir tun dies, weil wir wissen, dass Dieselaggregate am effizientesten arbeiten, wenn sie nahe an ihrer maximalen Auslegungsleistung betrieben werden. Wenn wir das Aggregat also mit 100 % Leistung betreiben und die überschüssige Energieproduktion in einer Batteriebank speichern, können wir das Aggregat abschalten und eine Zeit lang von den Batterien leben. Einfach und effizient!
Ein weiterer Vorteil ist, dass wir auch die Größe des Aggregats selbst verringern können. Wenn wir die in den Batterien gespeicherte überschüssige Energie zur Deckung von Verbrauchsspitzen heranziehen können, brauchen wir kein riesiges Aggregat mehr, um nur momentane Spitzen abzudecken.
Dies führt dann zu noch größeren Effizienzgewinnen, so dass ein System je nach Anwendung bis zu 90 % effizienter sein kann als ein Standard-Dieselaggregat.
Zwei große Probleme mit Standard-Diesel-Hybrid-Aggregaten
Diesel-Hybrid-Aggregate sind zwar eine großartige Idee, haben aber in der Regel auch ein paar große Nachteile.
Der erste davon ist die Lebensdauer der Batterie. Wie die meisten anderen Geräte verwenden auch Diesel-Hybridaggregate in der Regel Batterien, die auf Technologien wie Lithium-Ionen oder Blei-Säure basieren. Wie wir wissen, haben diese Batterien eine begrenzte Lebensdauer, die sich bestenfalls in den unteren Tausenden von Entlade- und Wiederaufladezyklen bewegt. In einem System, das mehrmals am Tag entladen/aufgeladen wird, kann dies dazu führen, dass die Batterien während der gesamten Lebensdauer des Aggregats regelmäßig (und teuer) ausgetauscht werden müssen.
Das zweite große Problem ist, dass normale Batterien nicht für den Betrieb bei extremen Temperaturen ausgelegt sind. So können Lithium- und Blei-Säure-Batterien bei -10 °C nur 80 % bzw. 8 % ihrer Nennleistung liefern.
Das Ergebnis für Lithium sieht zwar nicht so schlecht aus, aber hier stößt man wirklich an seine Grenzen. Je kälter es ist, desto schneller sinkt die Leistung. Was noch schlimmer ist, ist das Risiko einer Beschädigung der Batteriezellen, die durch die unterschiedlichen Reaktionen der verschiedenen Materialien bei Temperaturen um oder unter dem Gefrierpunkt verursacht werden. Dies kann dazu führen, dass das Innere der Batterie buchstäblich zerbricht, da sich die Materialien unterschiedlich schnell ausdehnen und zusammenziehen.
In der Praxis bedeutet dies, dass gewerbliche und private Betreiber in kalten Klimazonen – wie in den nördlichsten zwei Dritteln Kanadas – nicht von herkömmlichen Diesel-Hybridaggregaten profitieren können. Die Batterien wären im tiefen Winter nicht nur unbrauchbar, sondern liefen auch Gefahr, durch Einfrieren zerstört zu werden.
Die Triad Pro eCell löst die Batterieprobleme in Diesel-Hybrid-Aggregaten
Ein relativ neues Energiespeichersystem auf dem Markt, die Triad Pro eCell, bietet eine der pragmatischsten Lösungen für die oben genannten Probleme. Durch den Einsatz von Festkörpertechnologie anstelle von flüchtigen Chemikalien, wie es bei den meisten Batterien der Fall ist, verschwinden die Probleme der Degradation und des Einfrierens nahezu vollständig.
Das Ergebnis ist ein Energiespeichersystem, dessen Lebensdauer Zehntausende von Entlade- und Wiederaufladezyklen erreicht. Da die Materialien auch bei extremer Kälte stabil bleiben, kann die eCell auch unter extremen klimatischen Bedingungen eingesetzt werden, ohne dass es zu nennenswerten Leistungseinbußen kommt oder die Gefahr von Schäden besteht.
Es liegt auf der Hand, dass die eCell die Probleme löst, die Diesel-Hybridaggregate haben. Durch den Ersatz von Lithium-Ionen- oder Blei-Säure-Batterien durch eCell-Einheiten mit ähnlicher Kapazität können die Vorteile der Energieeinsparung nun auch auf Gemeinden und gewerbliche Betreiber ausgedehnt werden, in denen extreme Kälte zur Lebensrealität gehört.
Syncrude, Ledcor Group und Ekati Mines: Aufgepasst!
Wer mit Betrieben wie den Ekati-Diamantenminen oder den Ölsandminen von Syncrude vertraut ist, wird die Antwort auf die Titelfrage wahrscheinlich schon kennen. All diese Betriebe befinden sich im Norden Kanadas, wo selbst die Höchsttemperaturen unter denen liegen, bei denen Batterien versagen. Und sie befinden sich alle in abgelegenen Gebieten, in denen die einzige Möglichkeit, an Strom zu gelangen, darin besteht, ihn selbst zu erzeugen.
Als Triad Pro Innovators, Inc. sein neues EEL-Diesel-Hybridaggregat entwickelte, wurden viele Unternehmen, die in solchen Klimazonen arbeiten, hellhörig. Die eCell-Einheit in dem Aggregat löste einige wichtige Probleme und stellte einen so großen Durchbruch dar, dass sie tatsächlich einen ganz neuen Markt für Diesel-Hybrid-Aggregate schuf.
Das Besondere an diesen Szenarien ist jedoch, dass sich die Kraftstoff- und Batterieeinsparungen summieren. Viele dieser Einsätze sind so abgelegen, dass allein die Beschaffung von Nachschub eine große Ausgabe sein kann. Jeder Liter Kraftstoff muss transportiert werden – oft mit dem Flugzeug – was bedeutet, dass die Einsparungen weit über die reinen Kosten pro Liter des im Aggregat verwendeten Diesels hinausgehen.
Wie geht es weiter mit Triad Pro Innovators, seiner eCell und dem EEL-Dieselhybridaggregat?
Das EEL Diesel-Hybrid-Aggregat stellt zwar einen großen Fortschritt in der Welt der Diesel-Hybrid-Generatoren dar, ist aber nur ein kleiner Schritt in einem viel größeren Bild für Triad Pro Innovators. Wie das Unternehmen mitteilt, will es das Aggregat auch in Zukunft weiteren Kunden vorführen, doch sein Kerngeschäft ist die firmeneigene eCell-Technologie.
Diese zum Patent angemeldete Energiespeichertechnologie, die das Herzstück des EEL bildet, geht weit über Dieselhybridaggregate hinaus. Die Vorteile der eCell-Technologie gegenüber der herkömmlichen Batterietechnologie gehen weit über das hinaus, was den EEL so besonders macht. Darüber hinaus profitiert die eCell von einer ultraschnellen Aufladung (die theoretisch nur durch die Kapazität der Energiequelle begrenzt ist) und ist aufgrund der für ihre Konstruktion verwendeten Materialien zu 100 % recycelbar.
Letztendlich ist das EEL Diesel Hybrid Geset zwar etwas, wovon einige Gemeinden und Betreiber begeistert sein können, aber hinter dem Triad Pro steckt noch viel mehr. Für den Rest von uns ist es nur eine Frage der Zeit, bis seine eCell für die Zulassung von, sagen wir mal, ultraschnell ladenden Elektrofahrzeugen bereit ist. Und wenn dieser Tag gekommen ist, werden wir alle etwas haben, worüber wir uns freuen können.
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(Bildrechte Cover Foto: ksuku via Pixabay)
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