Gratis webinar om cyber security - EU's NIS2 direktiv bliver national lov. Er du klar?
Gratis webinar om functional safety - bliv klædt på til design af din sikkerhedsfunktion.
Overspændingsbeskyttelse, strømforsyning, komponentbeskyttelse og energiovervågning sikrer høj rådighed for systemet - vi kalder det Power Reliability. Download whitepaper!
DC-koblede batterilagringssystemer
Jævnstrømsnet bliver stadig vigtigere i industrien, fordi jævnstrømsnet kan øge energieffektiviteten og bæredygtigheden betydeligt. For at kunne udnytte disse fordele optimalt skal nettene være stabile og sikkert forsynet. Batterienergilagringssystemer (BESS) yder et væsentligt bidrag til dette.
Udfordring
Forsyningssikkerhed i All Electric Society Factory
Som en af de første industribygninger i Tyskland blev vores nye bygning i Blomberg, All Electric Society Factory, udstyret med et jævnstrømsnetværk for at udnytte de dermed forbundne fordele. Der blev selvfølgelig lagt særlig vægt på forsyningssikkerhed kombineret med maksimal energieffektivitet. Integrationen af et batterilagringssystem, der er direkte forbundet med jævnstrømsnettet, var derfor et oplagt valg.
En af fordelene ved en DC-koblet BESS er dens effektivitet sammenlignet med konventionelle AC-systemer. Da der ikke kræves nogen konvertering fra jævnstrøm (DC) til vekselstrøm (AC) og omvendt, undgås konverteringstab. Dette fører til en mere effektiv udnyttelse af den lagrede energi, maksimerer den tilgængelige effekt og gør batterilagre til en attraktiv mulighed i jævnstrømsnet.
Omkostningseffektiv elproduktion ved hjælp af vedvarende energi spiller også en stor rolle i All Electric Society Factory. Det giver mulighed for strategisk at omorganisere dit eget energiindkøb for at beskytte dig mod stigende elpriser og sikre din forsyning. Med et batterilagringssystem kan man også købe billig elektricitet og bruge den, når der er behov for det.
Batterilagre er fleksible, fordi de kan absorbere og frigive elektrisk energi med høj effekt og reaktionstider i millisekundområdet. Takket være deres modulære konstruktion kan de skaleres og tilpasses fleksibelt – helt op til industrielle lagersystemer i stort format. Analysemetoder muliggør præcis overvågning og styring af batteriernes energiindhold og ydeevne. De registrerede data kan bruges i Smart Grids til at sikre optimeret forsyning, lagring og brug af energi. Det bidrager ikke kun til netstabiliteten, men muliggør også en mere effektiv integration af vedvarende energi.
Et jævnstrømsnet optimerer hele energikæden fra produktion til distribution og forbrug. Her er energilagringssystemer uundværlige.
Tobias Lüke fra Phoenix Contact Power Supplies GmbH og Roman Alberti fra Voltfang GmbH
Samarbejde som succesfaktor
Phoenix Contact samarbejder med virksomheden Voltfang
Det Aachen-baserede firma Voltfang GmbH udvikler metoder til genbrug af batterier til elektromobilitet. Second-life batterier eller batterier fra overproduktion, der er designet til elektromobilitet, har generelt en højere belastningskapacitet end batterier, der er udviklet til stationær brug. Voltfang udnytter dette og satser på genbrug af højtydende batterier, der er designet til høj cyklusstabilitet. Optimerede driftsstrategier og intelligent energistyring maksimerer disse batteriers levetid og sikrer effektivitet til stationære anvendelser. Med Voltfangs energistyringssystem i kombination med PLCnext Technology kan use cases som begrænsning af spidsbelastninger, optimering af egetforbrug, dynamiske strømpriser og fleksibel markedsføring installeres og den økonomiske drift af energisystemet optimeres. Den Aachen-baserede virksomhed har også i årevis arbejdet med at koble batterilagringssystemer til jævnstrømsnet. Det lagde grunden til et vellykket samarbejde.
Løsning
Fra idé til reel drift: Et batterilager fuldender All Electric Society Factory
Samarbejdet mellem Phoenix Contact og Voltfang resulterede i en løsning med en lagringskapacitet på 300 kWh. Voltfang bruger ombyggede batterimoduler fra elkøretøjer til strømlageret, som er placeret foran All Electric Society Factory. De får endnu et liv, før de bliver genbrugt: ved at forlænge deres levetid i stationære lagerapplikationer. DC-effektmodulerne CHARX bruges som grænseflade mellem jævnstrømsnettet og batteriet og leverer systemets 270 kW effekt i begge retninger af energiflowet. Ud over styretavlekomponenter som klemmer, sikkerhedskomponenter, relæer og sikringsindsatser blev der brugt en 24 V DC hjælpestrømforsyning i QUINT-serien inkl. UPS fra Phoenix Contact.
Komponenterne er selvforsynende med strøm fra batteriet. Det giver systemet mulighed for at udføre en black start af hele jævnstrømsnettet og varetager derfor også nødstrømsfunktionen i bygningens energisystem. Systemet er anbragt i en 20 fods container og er beskyttet mod overspænding med produkter fra Phoenix Contacts VAL MB-serie. DC-BESS er integreret i netværksmanagement via PLCnext Technology-platformen fra Phoenix Contact. Voltfang EMS bruger en forenklet kontrolalgoritme til at regulere parametrene for opladning og afladning udelukkende via systemspændingen i DC-linket. Det udligner spændingsudsving og stabiliserer nettet. Den karakteristik, der skal bruges til styring, specificeres til batterienergilagringssystemet af energistyringssystemet på højere niveau afhængigt af den respektive energistyringsapplikation. Lagringssystemet fungerer normalt som en netstabilisator. Denne systemarkitektur giver mulighed for fejlfri og skalerbar drift takket være minimeret kommunikation mellem de enkelte delsystemer i energinettet. Med pilotprojektet skabte virksomhederne et modulært, skalerbart, bæredygtigt og samtidig effektivt energilagringssystem, som også bruges i andre jævnstrømsnet i industrielle applikationer i lignende skala på grund af dets højere effektivitet og lavere materialeforbrug sammenlignet med AC-kobling.
