Erneuerbare Energie ist Energie, die aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird, die sich nach menschlichem Zeitmaßstab auf natürliche Weise erneuern. Bis zum Jahr 2035 sollen voraussichtlich mehr als 50% der weltweiten Stromerzeugung auf solche erneuerbaren Energiequellen zurückgehen. Anders ausgedrückt: Es handelt sich um Energie, die aus den unendlichen oder unerschöpflichen natürlichen Ressourcen der Erde gewonnen wird, und nicht um unsere traditionelle Abhängigkeit von den endlichen Ressourcen der fossilen Brennstoffe. Nach Angaben von *Allied Market Research wird der Markt für erneuerbare Energien bis 2025 voraussichtlich auf mehr als 1,5 Billionen Dollar anwachsen, wobei Biomasse die führende Energieform innerhalb dieses Marktes darstellt. Eine genauere Betrachtung der Anwendungen zeigt, dass alle Formen erneuerbarer Energiequellen Potenzial für eine Vervielfachung haben.
Wir beginnen unsere Diskussion mit einer traditionellen Quelle erneuerbarer Energie, dem Wasser. Wasserkraft, Gezeitenkraft und Wellenkraft beruhen alle auf dem hydrokinetischen Potenzial, d.h. auf der Energie, die von Gewässern getragen wird. Wasserkraft ist nachhaltig und hat einen geringen Kohlenstoff-Fußabdruck. Die Energie, die durch fallendes oder schnell fließendes Wasser erzeugt wird, ist typischerweise als Wasserkraft bekannt und wird seit Jahrhunderten für eine Vielzahl von mechanischen Anwendungen genutzt. Im späten 19. Jahrhundert wurde die Wasserkraft erstmals für die Stromerzeugung genutzt und hat sich seitdem zu einer wichtigen Quelle für erneuerbare Energien entwickelt. Wasserkraft wird erzeugt, indem das fließende Wasser durch Turbinengeneratoren geleitet wird, die aus einer Reihe von elektrischen/elektronischen Bauteilen bestehen, die einfach als Generatoren, Wechselrichter, Steuereinheit und Leistungsschalter oder -unterbrecher bezeichnet werden. Diese Art der Stromerzeugung ist unglaublich vielseitig, und Beispiele für ihre Anwendung gibt es auf der ganzen Welt, eines der berühmtesten ist der Hoover-Damm in den USA. Laufwasserkraftwerke können auch eingesetzt werden, um die Kraft des fließenden Wassers zu nutzen, anstatt des fallenden Wassers, wie es bei Staudämmen der Fall ist. Auch wenn die Emissionen dieser Anlagen gering sind, so sind sie doch nicht völlig emissionsfrei, und ihre Auswirkungen auf die Umwelt müssen ebenfalls berücksichtigt werden; der Schutz von Fischen vor Turbinen, die angemessene Nutzung des Bodens und die Bewertung der umliegenden Tierwelt sind nur einige Kriterien, die bei der Entwicklung neuer Standorte berücksichtigt werden müssen.
Die beiden verbleibenden wasserbasierten erneuerbaren Energiequellen klingen ähnlich, sind aber in Wirklichkeit sehr unterschiedlich. Das Gezeitenmuster ist kontinuierlich. Daher ist die Energieerzeugung daraus vorhersehbar. Gezeitengeneratoren werden an geeigneten Küsten aufgestellt, um die Kraft dieser Quelle nutzbar zu machen. Die Wellenenergie hingegen wird auf dem Meer erzeugt, ist unvorhersehbar und spielt derzeit eine sehr geringe Rolle im globalen Energiemix. In beiden Fällen müssen die Auswirkungen jeglicher Maschinen oder Bewegungen auf das umgebende Ökosystem berücksichtigt werden. Bei diesen anspruchsvollen elektronischen Anwendungen helfen die Produkte von Electrolube mit Schutzmitteln wie Gießharzen und Schutzlacken, die den effizienten und dauerhaften Einsatz dieser Elektronik unter schwierigen Umweltbedingungen unterstützen. Geräte wie Sensoren und Datenlogger sind wichtig für die Erfassung von Informationen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Anlage und liefern Detailinformationen wie Wassertiefe und Wellenbeschleunigung, um die Systeme anzupassen und eine maximale Leistungsausbeute zu erreichen. Der Feuchtigkeitsschutz für diese Geräte ist nur ein Beispiel dafür, dass erst der Schutz durch eine Vergussmasse diese Messungen ermöglicht und den Wartungsaufwand und die menschliche Interaktion bei der Datenerfassung erheblich reduziert.
Die Solarenergie ist eine der bekanntesten Formen der erneuerbaren Energien, die bevorzugt auch im privaten Bereich der Stromerzeugung zum Einsatz kommt. Solarzellen erzeugen mit Hilfe der als Photovoltaik (PV) bekannten Technologie Gleichstrom aus Sonnenlicht, und wir haben uns daran gewöhnt, diese Solarzellen in vielen verschiedenen Anwendungen weltweit zu sehen. Die Technologie beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Solarzelle. Wechselrichter werden eingesetzt, um den Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, so dass er vom Solarmodul in Ihr Haus/Gebäude eingespeist werden kann, um Standardgeräte zu betreiben. Darüber hinaus werden Kondensatoren verwendet, um bei Bedarf Strom zwischenzuspeichern, oder bei netzunabhängigen Anwendungen können Batterien erforderlich sein, um Strom für eine breitere Nutzung zu speichern. In solchen Fällen müssen diese elektronischen Geräte vor Witterungseinflüssen geschützt werden, aber auch bei höheren Temperaturen arbeiten und es ist eine Form der Wärmeableitung zu realisieren, da sie während des Betriebs Wärme abgeben. Je nach Konstruktion können Wärmemanagementprodukte verwendet werden, um die Wärme von den Geräten abzuleiten, z. B. in Form von Gap-Fillern (Electrolube GF400). Um jedoch sowohl Schutz vor der Umgebung als auch eine gleichzeitige Wärmeableitung zu realisieren, können spezielle Vergussmassen wie ER2221 von Electrolube erforderlich sein.
Neben der Erfassung und Umwandlung der Energie kann es erforderlich sein, die Leistung zu messen oder eine gewisse Kontrolle über das Solarmodul zu haben. Messungen, wie z.B. der Temperatur des Solarmoduls, können bei der Verwaltung von Solarparks helfen und sicherstellen, dass die Technologie so effizient wie möglich genutzt wird. Leider können einige dieser elektronischen Systeme relativ klein und möglicherweise zerbrechlich sein. Umgekehrt muss ein durchschnittliches Solargerät in der Lage sein, ziemlich extremen Wetterbedingungen standzuhalten, einschließlich direkter Sonneneinstrahlung, Hitze und anderen Umweltelementen. Electrolube hat direkt mit Organisationen zusammengearbeitet, die sich die Sonnenenergie zunutze machen. In einem speziellen Fall musste ein kleines Gerät, das Informationen über die Leistung und Konnektivität der Solarmodule in einer Anlage anzeigt, vor der äußeren Umgebung geschützt werden. Bei den getesteten Harzen traten einige Probleme auf, da Härte und Tg des Materials Druck auf den LCD-Bildschirm ausübten, was zu Betriebsstörungen führte. Aufgrund dieser geringen Belastbarkeit wurden zunächst Silikon-Optionen getestet, die jedoch nicht das hohe Niveau des Gießharz UR5044 von Electrolube erreichten, das über einen weiten Temperaturbereich eine hohe Stabilität und geringe Härte verfügt. Insbesondere die Haftung dieses Polyurethanharzes war im Vergleich zu den zuvor getesteten Silikonharzen wesentlich besser, so dass ein erhöhter Schutz vor den äußeren Bedingungen erreicht wurde.
Auch vom Solarpark getrennte Geräte sind sehr wichtig. Messungen der Sonneneinstrahlung, des einfallenden UV- und Infrarotlichtspektrums liefern Daten, die zur korrekten Positionierung und den Betrieb dieser Solaranlagen beitragen. Diese Daten müssen übertragen werden, oft über GPRS oder vielleicht Bluetooth, und das verwendete Gießharz darf diese Signale nicht stören. Am besten geeignet sind Verkapselungsharze mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante, wie z. B. UR5118 von Electrolube, das auch eine ausgezeichnete Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist. Wenn das Gerät jedoch durch das äußere Gehäuse gut abgedichtet ist und eine hohe IP-Schutzart aufweist, kann auch ein Schutzlack (Electrolube AFA) verwendet werden, um vor den Auswirkungen einer Betauung der Elektronik zu schützen, als auch das Gewicht des Geräts im Vergleich zu einem vergossenen Gerät zu minimieren.
Überall, wo wir hinschauen, sind Solarmodule zu sehen, die Geräte von der dekorativen Gartenbeleuchtung bis hin zu Straßenlaternen und Straßenschildern mit Strom versorgen. Intelligente Straßenlaternen und Solarbänke gehören zu den neuesten Produkten, in die zahlreiche Technologien wie Fernsteuerung, drahtloses Aufladen und Wi-Fi-Hotspots integriert sind, die wiederum alle Schutz für die verwendete Elektronik erfordern. Die chemische Industrie spielt eine wichtige Rolle bei den neuen Entwicklungen in dieser Branche, bis hin zur Entwicklung von Solarfarben. Die Möglichkeiten sind hier scheinbar endlos.
Die dritte erneuerbare Energiequelle, über die wir sprechen, ist die Windenergie, eine unserer wichtigsten Energiequellen, denn das Vereinigte Königreich ist derzeit der sechstgrößte Erzeuger von Windenergie in der Welt. Windparks fangen die Energie des Windstroms mit Hilfe von Turbinen ein und wandeln sie in Strom um. Kommerziell aufgestellte Windsysteme können viele alternative Organisationen mit Strom versorgen, während einzelne Windturbinen vorwiegend als Ergänzung zu bereits vorhandenen Energiequellen eingesetzt werden.
Herkömmliche Turbinen sind riesig und haben sehr große Flügel, die von der Windkraft angetrieben werden, die wiederum einen Rotor antreibt. Dieser Rotor treibt eine Welle in der Kanzel der Turbine an, die einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Fast alle Windturbinen bestehen aus bis zu 8.000 Einzelteilen, darunter Getriebe, Stromversorgungssysteme, Generatoren, Sensoren und Geräte für die elektronische Steuerung. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, diese riesigen Geräte so zu montieren, dass eine lange Lebensdauer und ein störungsfreier Betrieb gewährleistet sind. Die gesamte Elektronik und die im Turm montierten Komponenten müssen außerdem ständigen Vibrationen, Temperaturschwankungen und extremen Umweltbedingungen standhalten (diese können je nach Standort variieren, müssen aber auch Salzsprühnebel und eingeschränkte Zugänglichkeit mit im Blick haben). Eine lange Lebensdauer der Komponenten, ein geringerer Wartungsaufwand und geringe langfristige Kosten sind die wichtigsten Faktoren, die zuverlässige Schutzsysteme in Form von Schutzlacken, Vergussmassen oder manchmal einer Kombination aus Beiden erforderlich machen.
Es gibt auch Anforderungen an Wärmeleitmaterialien für den Einsatz in Windturbinen, und Electrolube stand vor einem besonders kniffligen Problem, als eine “grünere” Version eines Standard-Wärmeleitmaterials benötigt wurde. Es ist ermutigend, dass die Entwickler grüner Energie alle Aspekte der Umweltauswirkungen berücksichtigen, einschließlich der bei der Herstellung ihrer Produkte verwendeten Materialien. In diesem Fall musste das Wärmeleitmaterial als völlig ungefährlich eingestuft werden, und da herkömmliche TIMs Zinkoxid enthalten, wurden sie als völlig ungeeignet angesehen. Vor dieses Problem gestellt, entwickelte Electrolube eine Lösung speziell für diesen Zweck, HTCX_ZF. Diese wurde unter Verwendung alternativer wärmeleitender Füllstoffe entwickelt, bei denen das Zinkoxid und der entsprechende Gefahrensatz H410, der für die Toxizität für Wasserorganismen steht, entfernt wurden. Das Produkt bot außerdem eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Standardmaterial und damit eine effizientere Wärmeableitung bei Kundentests.
Der Standort des Windparks ist genauso wichtig wie der Standort anderer Standorte für erneuerbare Energien. In Offshore-Windparks sind die Bedingungen viel extremer und korrosive Elemente wie Salznebel können sich sowohl auf mechanische als auch auf elektrische Teile nachteilig auswirken. Aufgrund seiner Erfahrung mit elektronischen Geräten für Schiffsanwendungen ist Electrolube bestens in der Lage, Unterstützung und Beratung zu geeigneten Schutzmitteln für solche Anwendungen anzubieten. Wie die Entwickler integrierter Technologien ist Electrolube bestrebt, Erfahrungen aus verschiedenen Branchen und aus den unterschiedlichen Produkttypen, die in unserem Sortiment angeboten werden, zu nutzen. Die Kombination von Kenntnissen über die erforderlichen Schutzniveaus zusammen mit einem korrekten Wärmemanagement und der Eignung für Anwendungen wie die LED-Technologie hilft bei der richtigen Auswahl von Produkten für komplexe und kritische Anwendungen. Die Verwendung von Electrolube-Produkten zum Schutz von Beleuchtungsanlagen in Außenbereichen wie Einkaufszentren, Sportstadien und sogar Start- und Landebahnen von Flugzeugen vermittelt Vertrauen und Verständnis für die potenzielle Verwendung dieser Produkte zum Schutz der Warnleuchten, die auf der Spitze von Windkraftanlagen eingesetzt werden. Kombiniert mit unserem Wissen über unsere Produkte in Anwendungen, bei denen eine drahtlose Datenübertragung erforderlich ist, kann das intelligente Management solcher Beleuchtungstechnik selbst unter solch rauen äußeren Bedingungen erfolgreich sein.
Die im Vereinigten Königreich am häufigsten genutzte Form der erneuerbaren Energie ist jedoch kohlenstoffneutral und wird aus Bioabfällen gewonnen, die als unerwünschte Nebenprodukte der heutigen Lebensweise genutzt werden. Biomasse ist ein alternativer Brennstoff, der aus organischen Materialien wie Holz, Pflanzen, tierischen Abfällen und anderem hergestellt wird. Biomasseprodukte werden in einem Kessel verbrannt und erzeugen Dampf, der eine Turbine antreibt und so Strom erzeugt. Herkömmliche kohlebefeuerte Kraftwerke können so umgerüstet werden, dass sie ausschließlich mit Biomasse betrieben werden. Biomasse, Wasserkraft und Windenergie sind die drei Ressourcen, auf die wir am meisten angewiesen sind, um die Ziele einer sauberen Energieversorgung und einer Verringerung des CO2-Fußabdrucks zu erreichen.
Während die zuverlässigsten und produktivsten erneuerbaren Energiequellen in hohem Maße auf Gerätetechnik mit unzähligen beweglichen Teilen angewiesen sind, ist es klar, dass elektronische Entwicklungen bei der Entwicklung und Integration dieser Quellen in unser tägliches Leben eine Schlüsselrolle spielen. Im Laufe der Zeit wird die Energiegewinnung wahrscheinlich noch stärker automatisiert und mit dem Internet der Dinge verflochten werden, wenn wir sehen, wie Bäume mit PV-Zellen und Drucksensoren unter stark befahrenen Straßen angebracht werden. Effizienz und Zuverlässigkeit werden mit zunehmender KI steigen. Materialien für das Wärmemanagement, Schutzlacke und Vergussmassen spielen eine wichtige Rolle für den Schutz, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer von Geräten bei der Planung und Wartung von Technologien zur Energieerzeugung und -gewinnung.
