All Electric Society -puisto – näin sektorikytkentä onnistuu Joustavuutta akkuvarastojärjestelmän ja energianhallinnan ansiosta.

All Electric Society -puiston sektorikytkentä

Tiivistelmä

Teollisuusyritykset käyttävät yhä enemmän uusiutuvia energialähteitä vähentääkseen kustannuksia ja saavuttaakseen kestävän kehityksen tavoitteet. Sähköntuotannon epävakaus on tässä yhteydessä haaste. Ylijäämäenergian varastoimiseen ja sen hyödyntämiseen huippukuormitusaikoina tarvitaan tehokas energianhallintajärjestelmä. Muuten energiakustannukset nousevat.

Yksi esimerkki on Phoenix Contactin All Electric Society -puisto, jossa joustavuus ja tehokkuus saavutetaan keskitetyllä suurakkuvarastolla. Tämä varastointijärjestelmä kompensoi tehohuippuja ja mahdollistaa aurinkoenergian kestävän käytön.

Valkoinen merikontti, johon on sijoitettu akkuvarastojärjestelmä

Akkuvarastojärjestelmä Phoenix Contactin All Electric Society -puistossa Blombergissa

Kaikkien mahdollisuuksien hyödyntäminen

Teollisuusyritykset keskittyvät yhä enemmän uusiutuviin energialähteisiin vähentääkseen kustannuksia ja saavuttaakseen kestävän kehityksen tavoitteet. Mutta on huomattava, että kestävyyttä parannetaan käyttämällä yrityksen omista aurinkopaneelijärjestelmistä saatavaa sähköä. Uusiutuvista energialähteistä tuotetun sähkön tuotannon epävakaus on kuitenkin yleensä ristiriidassa jatkuvien teollisuusprosessien tarpeiden kanssa. Unelma vihreästä, puhtaasta energiasta kestävän, ilmastoneutraalin ja tehokkaan tuotannon kannalta on vaarassa pian kariutua.

Ilman tehokasta energianhallintajärjestelmää ylijäämäenergiaa ei voida varastoida kokonaisvaltaisesti optimoidulla tavalla, eikä sitä voida käyttää tehokkaasti huippukuormitusaikana. Tämä voi johtaa korkeisiin energiakustannuksiin. Yritykset joutuvat ostamaan kallista sähköä verkosta, jos niiden oma energiantuotanto ei riitä. Jos energiavaraston joustavuutta ei hyödynnetä kokonaisvaltaisesti optimoidulla tavalla, kustannusten alentamisen ja tehokkuuden lisäämisen mahdollisuudet jäävät usein käyttämättä, tai ne hyödynnetään vain osittain.

Phoenix Contactin All Electric Society -puisto Blombergissa auttaa havainnollistamaan aihetta: paljon omaa sähköä ja mahdollisimman suuri riippumattomuus on All Electric Society -puiston tärkein tavoite. Sähkön tulee olla peräisin ympäristöystävällisistä lähteistä. Erittäin optimoitu ja samalla hyvin joustava energiajärjestelmä on tässä yhteydessä olennaisen tärkeä.

Ilman akkuvarastoa ei tulla toimeen

Tämän joustavuuden tärkein tekijä on keskitetty suurakkuvarasto. Tuulienergiapuun värikkääseen muotoiluun ja modernin, läpinäkyvän vierailijakeskuksen tyylikkääseen lasijulkisivuun verrattuna se on melko vaatimaton. Mutta: ilman sitä ei tulla toimeen. Se on olennaisen tärkeä All Electric Society -puiston energiavirtojen joustavuuden kannalta.

Phoenix Contactin diplomi-insinööri Holger Krings oli mukana All Electric Society -puiston energiajärjestelmän suunnittelussa ja mitoitti akkuvaraston sen käyttöä varten sopivaksi: "Käytännössä monet paikan päällä toimivat energiajärjestelmät tarjoavat joustavia hyödyntämismahdollisuuksia ylimääräiselle aurinkoenergialle. Nämä eivät kuitenkaan useinkaan riitä. Jos rakennuksen toiminnassa ei ole riittävästi joustavuutta, akkuvarastojärjestelmät ovat yleensä paras ratkaisu."

All Electric Society -puiston nykyinen kysyntä on 1,2 MWh. Keskitetty suurakkuvarasto on sijoitettu energiavarastokonttiin, ja se sisältää 78 akkumoduulia ja keskusvaihtosuuntaajan. Tämä mahdollistaa jopa 1 MVA:n tehon käytön tarpeiden mukaan. Tämä on erityisen hyödyllistä esimerkiksi kompensoimaan tehopiikkejä, jotka syntyvät High Power Charging -latauksesta viereisessä sähköisen liikenteen latauspuistossa.

Toinen, pienempi 225 kVA:n akkuvarasto suoraan latauspuistossa täydentää varastointijärjestelmää ja toimii lähinnä tehonlisäysjärjestelmänä. Aurinkosähköllä tuotettu ylijäämäenergia taas voidaan ladata varastointijärjestelmään ja ottaa käyttöön myöhemmin. Yhteensä jopa 1,5 MWh molemmille varastoille yhdessä. Tämä lisää uusiutuvasti tuotetun sähkön kestävää käyttöä ja laajentaa tehokkaan energianhallinnan mahdollisuuksia moninkertaisesti.

Akkuvarastojärjestelmän ja ohjauskomponenttien rakenne

Akkuvarastojärjestelmät sisältävät laajan valikoiman eri luokkiin kuuluvia komponentteja

Kuormanhallinnan edut

Dynaamisten sähkötariffien hyödyntäminen
Akkuvarastojärjestelmiä voidaan käyttää lataamiseen sähköverkosta silloin, kun sähkötariffit ovat edulliset. Tätä energiaa voidaan käyttää korkeiden tariffien aikana. Tämä ei välttämättä liity kestävyyden tavoitteeseen, mutta voi olla taloudellisesti kiinnostavaa. Jos hintaero on riittävän suuri, pelkkä akkujärjestelmän hankinta voi olla kannattavaa.

Huippukuormituksen vähentäminen (huippukuorman yläraja, peak shaving)
Jotta vältyttäisiin äkillisistä kulutushuipuista johtuvilta korkeilta kustannuksilta, on järkevää seurata sähkönkulutusta verkkoliitäntäpisteessä. Tämä koskee verkkoliittymiä, joissa on tallentava tehonmittaus (RLM), joka on normaali käytäntö teollisuusyrityksissä ja monissa kaupallisissa yrityksissä. Tällöin akkuvarastojärjestelmä voi auttaa pitämään kunkin neljännestunnin jakson tuotannon sovituissa rajoissa.

"Boost"-teho paikallisia kulutushuippuja varten
Boost-tehon aktivointi toimii samalla tavalla kuin huippukuorman ylärajatoiminto. Tämän tarkoituksena on ensisijaisesti kompensoida paikallisesti riittämätöntä infrastruktuurin suorituskykyä. Samalla se auttaa ehkäisemään mahdollisia kalliita tehohuippuja verkkoliitännässä, eli sillä on myös huippuja tasaava vaikutus. Vain näin HPC-latausinfra tulee usein ylipäätään mahdolliseksi, koska olemassa olevaa infrastruktuuria ei useinkaan ole mitoitettu riittäväksi.

Tasesähkön toimittaminen julkiseen verkkoon
Huomattavasti suuremmista sääntelyvaatimuksista huolimatta suuria akkuvarastojärjestelmiä käytettäessä myös osallistuminen tasesähkömarkkinoille voi olla kiinnostavaa. Toisaalta tämä sulkee suurelta osin pois samanaikaisen sisäisen käytön muihin tarkoituksiin.

Tehohuippujen tasaaminen

Blombergissa sijaitsevan All Electric Society -puiston akkuvarastojen ansiosta tehohuippuja voidaan kompensoida kohdennetusti. Niiden avulla voidaan säästää noin 200 000 euroa vuodessa. Verkon ylläpitäjän kanssa voitaisiin sopia myös alemmasta tehorajasta siirtymäkohdassa yleiseen verkkoon. Suunnittelemattomat tehohuiput ovat vuosien mittaan tulleet huomattavasti kalliimmiksi. Huipputehon hintana 200 euroa/kW ei ole harvinaista. Jos kyseessä on esimerkiksi suunnittelematon 1 MVA:n huipputeho, voitaisiin syystä riippuen periä esimerkiksi edellä mainittu maksu.

Tai jos ajatellaan, että vierailija lataa sähköautoaan 15 minuutin ajan 50 kW:n teholla, kun sopimuksen mukainen tehoraja on jo saavutettu tai ylitetty. Tämä prosessi maksaa 10 000 euroa, mutta sitä tuskin voi vaatia vierailijalta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että keskitetty akkuvarastojärjestelmä auttaa säästämään kustannuksia ja tekemään toiminnasta kestävämpää. On tärkeää, että akkuvarasto on mitoitettu oikein. Lataus- ja purkausteho riippuu kapasiteetista. Parhaimmillaan järjestelmä on laajennettavissa modulaarisesti, ja se voidaan mukauttaa tuleviin energia- ja suorituskykyvaatimuksiin. Riippumaton energianhallintajärjestelmä on välttämätön, jotta energiavaraston joustavuutta voidaan hyödyntää parhaalla mahdollisella tavalla ja optimoida koko energiajärjestelmä.