Batteriakkumulator som funksjonell Booster for eldre vindparker Med åpen styreteknikk tetter Phoenix Contact gapet mellom generering av energi, lagring og videre bruk.
Kortversjon
Når det blåser en frisk bris, gleder alle operatører av vindanlegg seg over avkastningen som de kan høste fra vindens kraft. Hvis vinden stanser opp, er det ingenting som roterer lenger – heller ikke dersom behovet for elektrisk energi består. Og nettopp her kommer energi fra fornybare kilder til kort, da de i seg selv ikke er egnet for å dekke grunnlast. Dette endrer seg senest når parkene får sine egne magasiner. Batteriakkumulatorer gir vindparker en god funksjonell Booster i retning økonomisk kraft, forsyningssikkerhet og nettkvalitet. For å kunne holde dem lenger på nettet kan spesielt eldre anlegg fint påmonteres magasiner utenom støttede tidsperioder. Phoenix Contact følger denne utviklingen med systemer for installering av energiakkumulatorer fra en modul.
Med en avkastning på 125,3 mrd. kWh er nettopp vindenergi den viktigste bæreren i energiblandingen i Tyskland.
Kombinasjon av vindkraft og magasin for et nytt liv
Energi fra fornybare kilder dekker pr. dato 46,2 % av brutto strømforbruk i Tyskland. Tallene fra det tyske miljødepartementet tar for seg 2022 og betegner vindenergien, med en avkastning på 125,3 mrd. kWh, som den viktigste aktøren i energiblandingen. I henhold til Statista (tysk nettplattform for data) lå andelen vindenergi på 21,7 %.
Selv om dette i første omgang høres bra ut, kan det ikke utelates at det nettopp for vind, i henhold til det tyske miljødepartementet, kreves et høyere utbyggingstempo for å nå klimamålene. I tillegg til videre utbygging er spørsmålet hele tiden hvordan eldre vindanlegg best skal håndteres. Dette er først og fremst vindanlegg som ble satt opp med statlig støtte i forbindelse med den tyske loven om fornybare energier (EEG) i år 2000. Det betyr at de første vindanleggene har passert en alder på 20 år og betraktes som "ferdigfinansiert".
Fordi statlig støtte bortfaller, stilles driftsansvarlige foran det økonomisk motiverte spørsmålet hvorvidt anleggene skal rives eller om driften skal fortsette. En tredje mulighet: Repowering i kombinasjon med industrielle energiakkumulatorer. Med denne bufferen kan også eldre vindparker delta på markedet for primærstandardytelse. Omsatt i praksis forløper kombinasjonen av vindpark og magasin optimalt sett på det felles nettilkoblingspunktet. Her dannes det en reserveenhet som, på grunn av energiakkumulatoren, kan tilrettelegge primærstandardytelse. Dermed åpner muligheten seg for et nytt liv for tilårskomne vindparker, da det med en slik kombinasjon med energiakkumulatorer oppstår helt nye forretnings- og bruksmodeller.
Phoenix Contact følger denne utviklingen med systemer for installering av energiakkumulatorer fra en modul. Med åpen styreteknikk tetter Phoenix Contact slik også gapet mellom generering av energi, lagring og videre bruk. Bak dette står målet om sektorkobling, der Phoenix Contact arbeider videre med All Electric Society.
Dr. Rüdiger Meyer er ekspert på energiakkumulatorer hos Phoenix Contact
Tre former for standardytelser for å holde nett stabile
For at strømnettet skal kunne holdes stabilt, er primærstandardytelser en nødvendighet. Av naturlige årsaker er det selvsagt her ikke fysisk mulig å lagre energi. Derfor er det om å gjøre å stadig skape en balanse mellom tilbud og etterspørsel. Energisektoren skiller her mellom tre former for standardytelse, og som defineres ut ifra tidsrelaterte opphentingsmuligheter. Primærstandardytelser må være tilgjengelige i løpet av 30 s. Ved sekundærytelser har man fem minutter tid for reserven, som da også har som oppgave å overta primærytelsens stafettpinne i løpet av 15 minutter – slik at denne kan innhente seg igjen. Minuttreserveytelsen har forkortelsen MRL. Også denne må være disponibel i løpet av 15 minutter for negativ og positiv standardenergi. For postive ytelser bruker man vanligvis kraftverk som er lett tilgjengelige. Negativ last er tilgjengelig med større forbrukere som lysbueovner, nattmagasineringsovner, pumpekraftverk eller også med kontrollert nedstengning av vindanlegg. Samtlige tiltak som her er kort beskrevet, har til syvende og sist som mål å skape nettstabilitet. "Hvis det foreligger for høy last, synker frekvensen. Hvis lasten bortfaller, stiger den. Det gjelder å unngå begge deler", oppsummerer Dr. Rüdiger Meyer, som er applikasjonsekspert for energiakkumulatorer hos Phoenix Contact.
Fra et økonomisk perspektiv er raskt tilgjengelige gassturbinkraftverk like ueffektive for minuttreserveytelsen som nedstengning av vindparker. På den ene siden genereres elektrisk energi med høy bruk av primærenergi,, på den annen side blir ikke vindens tilgjengelige bevegelsesenergi benyttet. Med hensyn til dette dilemmaet ser Dr. Rüdiger Meyer meget gode utviklingsmuligheter nettopp for å utstyre eksisterende vindparker med energiakkumulatorer i industriell målestokk. "Hvis man kombinerer vindparker med masselagre, kan man slik bufre nettets lastforløp. Vindturbinene har et eget magasin som gjør at de dermed også kan forbli i vinden og generere energi når nettet er fullt." I omvendt retning kan effekt hentes ut av magasinet når vinden står så å si stille. Derfor ville enhetene også overta en viktig rolle i forbindelse med nettstabilitet.
Jevne ut topplast og samtidig tjene penger
Og nettopp her foregår det for vindparker av eldre årganger en utvikling av nye virkeområder i retning "Repowering". Kombinasjonen av lagringssystemer med utgangspunkt i litiumionbatterier eller Redox-Flow-celler yter et verdifullt bidrag til nettstabilitet. For de driftsansvarlige åpner det seg også nye avkastningsmuligheter – og da gjennom Arbitrage-forretninger. Her griper de kraftig svingende strømprisene på spotmarkedet inn. Magasinet tar opp vindstrøm til tider med lave tariffer, og avgir den til høyere priser ved temporær topplast. Denne finansmodellen er uten tvil motivert av penger, samtidig viser den at det ved hjelp av akkumulatorer er mulig å tidsmessig skille generering av energi og energiforbruk. Denne dekoblingen bringer altså nye muligheter for sektorkoblingen på veien mot All Electric Society.
Phoenix Contact tilbyr for dette allerede i dag alt fra klargjorte løsninger og helt til monteringsklare delapplikasjoner for utstyr til vindanlegg. Funksjonsomfanget strekker seg opp til skyanvendelser inkludert en integrering av dagens og fremtidige kommunikasjonsstandarder. Her inntar den åpne styreplattformen PLCnext en nøkkelfunksjon, ettersom individuelle krav kan imøtekommes enkelt og praktisk med denne. Dette omfatter også IoT-baserte forretningsmodeller. De er nødvendige med hensyn til skybaserte tjenester samt databasestøttede informasjonsprosesser. På maskinvarenivået brukes blant annet komplette løsninger for administrering av forsyning. Dette brede systemet har blant annet tilkoblingsløsninger for effektelektronikk på alle tverrsnitt. I tillegg tilbyr Phoenix Contact klargjorte applikasjoner for nettovervåking. Obligatorisk: Effektiv og pålitelig beskyttelse mot lynnedslag ved hjelp av høyytelses-lynavledere.
Hybridkraftverk for fornybare energikilder
"Vi er i dag med vår samlede portefølje i den lykkelige situasjon av å kunne følge en repowering av vindparker med industrielle energiakkumulatorer – helt opp til Engineering. Dermed tilrettelegger vi for et vesentlig fundament for sektorkoblingen", som Dr. Rüdiger Meyer oppsummerer det. Oppgradering av vindparker ved hjelp av energiakkumulatorer gjør anlegg som genererer energi fra fornybare kilder, om til hybridkraftverk for fornybare kilder – som betyr generering av energi og lagring av energi, på ett og samme sted. Dr. Rüdiger Meyer: "På bakgrunn av dette er batteriakkumulatorer et meget godt alternativ for å erstatte topplastkraftverk, all den tid batteriakkumulatorer ikke først må startes opp og effekten deres er klar i løpet av millisekunder."
Ta kontakt med ekspertene våre
Ytterligere bidrag
Administrering av forsyning 2.0
Phoenix Contact tilbyr en sertifisert løsning for solenergianlegg.
Integral bygningsplanlegging
Hvordan integral bygningsplanlegging og digitalisering revolusjonerer høyhusbygg.
Grønn energi med sikkerhet
Hauke Kästing og Phoenix Contact beskytter vindanlegg mot cybercrime.