DC結合型バッテリーストレージシステム DCグリッドはエネルギー効率と持続可能性を大幅に向上させることができるため、産業界におけるDCグリッドの重要性はますます高まっています。これらの利点を最大限に活用するためには、グリッドが安定し、確実に供給される必要があります。バッテリーモジュールシステム(BESS)は、これに大きく貢献しています。

ドイツのブロムベルク(Blomberg)のAll Electric Society Factoryの前でバッテリーストレージシステムを開けるフエニックス・コンタクトの従業員
ドイツのブロムベルク(Blomberg)にあるフエニックス・コンタクトのAll Electric Society Factory

課題 All Electric Society Factoryにおける供給の安全保障

ドイツで最初の工業用建物のひとつとして、ブロムベルク(Blomberg)の新しい建屋、All Electric Society FactoryにDCグリッドを設置し、そのメリットを享受できるようにしました。当然ながら、最大限のエネルギー効率と併せ、供給の安全保障にも特別な注意を払いました。したがって、DCグリッドに直接接続されたバッテリーストレージシステムの導入は、当然の決断でした。

DC結合型BESSの利点のひとつは、従来型のACシステムに比べて効率が高いことです。直流(DC)を交流(AC)に変換したり、その逆の変換を行う必要がないため、変換による損失を回避することができます。これにより、蓄えられたエネルギーをより効率的に活用できるようになり、利用可能な電力が最大化され、DCグリッドでのバッテリーストレージシステムの利用が魅力的な選択肢となります。

ドイツのブロムベルク(Blomberg)のAll Electric Society Factoryの前にあるオープンなバッテリーストレージシステム

再生可能エネルギーによるコスト効率の高い発電も、All Electric Society Factoryでは重要な役割を果たしています。電力コストの上昇や供給リスクに備えるために、自社のエネルギー消費を戦略的に再設計する機会を提供します。バッテリーストレージシステムがあれば、電気が安いときに自由に電気を購入し、必要なときに使用することもできます。

バッテリーストレージシステムは、高出力で電気エネルギーを貯蔵・放出でき、応答時間がミリ秒単位であるため、柔軟性に優れています。モジュール型設計により、大型の産業用ストレージシステムまで、柔軟に拡張、適応することができます。分析方法により、バッテリーのエネルギー含有量および性能を正確に監視・制御することが可能になります。取得したデータはスマーグリッドで使用して、エネルギーの供給、貯蔵、使用を最適化することができます。これは、グリッドの安定性に貢献するだけでなく、再生可能エネルギーのより効率的な統合も可能にします。

DCグリッドは発電から配電、消費に至るまで、エネルギーチェーン全体を最適化します。ここではバッテリーモジュールシステムは不可欠です。

Tobias Lüke - PHOENIX CONTACT Power Supplies GmbH, Application Expert DC Technology
フエニックス・コンタクトのApplication Expert DC Technology、Tobias Lüke
Phoenix Contact Power Supplies GmbHのTobias LükeとVoltfang社のRoman Alberti氏

Phoenix Contact Power Supplies GmbHのTobias LükeとVoltfang社のRoman Alberti氏

成功要因としての協力 フエニックス・コンタクトがVoltfang社と協力

ドイツのアーヘン(Aachen)に拠点を置くVoltfang GmbH社は、E-Mobility用バッテリーのリサイクル方法を開発しています。E-Mobility向けに設計されたセカンドライフバッテリーや余剰生産のバッテリーは、通常、定置用途向けに開発されたバッテリーよりも高い負荷容量を備えています。Voltfang社はこの利点を活かし、高いサイクル安定性を備えた高性能バッテリーの再利用に注力しています。最適化された運用戦略とインテリジェントなエネルギー管理により、これらのバッテリーの耐用年数は最大化され、定置用途における効率性を確保しています。Voltfang社のエネルギー管理システムは、PLCnext Technologyと連携することで、ピークシェービング、自己消費の最適化、動的電気料金、フレキシビリティマーケティングなど、あらゆるアプリケーション機能を導入し、エネルギーシステムの経済的運用を最適化することができます。さらに、アーヘン(Aachen)を拠点とする同社は、バッテリーストレージシステムをDCグリッドに接続することにも注力しています。これにより、コラボレーションを成功させる土台が築かれました。

ドイツのブロムベルク(Blomberg)にあるAll Electric Society Factoryの前で、バッテリーストレージシステムのCHARX DC電源モジュールの作業を行う従業員

ソリューション 構想から実際の運用まで:バッテリーストレージシステムがAll Electric Society Factoryの完成度を高めます

フエニックス・コンタクトとVoltfang社のコラボレーションの結果、300 kWhのストレージ容量を備えたソリューションが誕生しました。
Voltfang社は、All Electric Society Factoryの前に設置されたバッテリーモジュールシステムに、電気自動車から再評価されたバッテリーモジュールを使用しました。この定置型ストレージアプリケーションで耐用年数を延ばすことで、これらの電池はリサイクルされる前に新たな活用の場が与えられます。CHARX DC電源モジュールは、エネルギーの双方向で270 kWシステムに電力を供給し、DCグリッドとバッテリー間のインターフェースとして使用されます。端子台、安全部品、リレー、ヒューズリンクなどの制御盤部品に加え、フエニックス・コンタクトのUPSを含むQuintシリーズの24 V DC補助電圧電源も設置されました。

ドイツのブロムベルク(Blomberg)にあるAll Electric Society Factoryの前で、バッテリーストレージシステムのバッテリーポールコネクタの作業を行う従業員

部品はバッテリーから供給されます。その結果、本システムはDCグリッド全体をブラックスタートする能力を備え、建物のエネルギーシステムのバックアップ電源としての機能も担うことができます。システムは20フィートのコンテナに収容されており、フエニックス・コンタクトのVAL MBシリーズの製品によってサージ電圧から保護されています。DC BESSは、フエニックス・コンタクトのPLCnext Technologyプラットフォームを介してDCグリッド管理システムに統合されます。Voltfang社のEMSは、DCネットワークのシステム電圧のみを介して、簡素化された制御アルゴリズムを使用して充電と放電のパラメータを調整します。これにより電圧変動が補正され、グリッドが安定します。エネルギーの用途に応じて、上位レベルのエネルギー管理システムは、制御機能のためにバッテリーモジュールシステムが使用する特性曲線を指定します。通常運転時には、蓄電システムがグリッド安定化装置として機能します。このシステムアーキテクチャは、送電網内の個々のサブシステム間の通信を最小限に抑えることで、エラー耐性や拡張性のある運用を可能にします。このパイロットプロジェクトにより、両社はモジュール型で拡張性があり、持続可能、かつ効率的なバッテリーモジュールシステムを構築してきました。このシステムは、ACカップリングに比べて効率が高く、材料使用量が少ないため、すでに産業アプリケーションの他のDCグリッドでも同様の規模で使用されています。

お問い合わせ先

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フエニックス・コンタクトのApplication Expert DC Technology、Tobias Lüke
Tobias Lüke
フエニックス・コンタクトのApplication Expert DC Technology
フエニックス・コンタクトのBESSアプリケーションエキスパート、Rüdiger Meyer
Rüdiger Meyer
フエニックス・コンタクトのBESSアプリケーションエキスパート