akkujärjestelmien

Akkujärjestelmien tarkoituksena on varastoida sähköenergiaa useista kennnoista muodostuvassa kokonaisuudessa ja vapauttaa se tarpeen mukaan. Niitä käytetään sekä kulutuselektroniikassa, kuten älypuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa, että suurissa sovelluksissa, kuten sähköajoneuvoissa ja sähköverkkojen energiavarastoissa.

Järjestelmän keskeiset osat ovat kennot tai moduulit, jotka on kytketty sarjaan ja/tai rinnan, sekä niihin liittyvät hallinta- ja turvajärjestelmät. Akkujärjestelmän hallinta, eli BMS, seuraa jännitteitä, lämpötiloja ja varaustilaa, tasapainottaa kennot ja käynnistää suojatoimia tarvittaessa.

Yleisimmät akut ovat litiumioni (esim. NMC ja LFP), lyijyakut sekä nikkelimetallihydridit. Kiinteäelektrolyytteihin perustuvat akut ovat kehitteillä. Eri kemiat tarjoavat erilaiset energiatiheyden, elinikäprofiilit ja turvallisuusominaisuudet.

Käyttökohteita ovat kuluttajalaitteet, sähköajoneuvot ja verkonvarastot. Akkujärjestelmät mahdollistavat uusiutuvien energialähteiden varastoinnin, kuormituksen tasauksen sekä sähköverkon hallinnan parantamisen. Ne tukevat energiatuotannon vaihtelun hallintaa, verkon toimitusvarmuutta ja varavoimaa.

Suunnittelussa keskeisiä tekijöitä ovat kapasiteetti ja teho, syklien määrä, käyttölämpötila ja turvallisuus. BMS:n lisäksi huomioidaan sekä lämmitys- ja jäähdytystarpeet että paloturvallisuus. End of life -käsittely sekä kierrätys ovat olennaisia osia järjestelmän elinkaarta.

Tulevaisuuden kehityksen ajureita ovat kustannusten edelleen aleneminen, suurempien akkukokonaisuuksien sekä suurten varastointisovellusten yleistyminen, sekä kierrätys ja toisen elämän ratkaisut.