All Electric Society Park – udany przykład łączenia sektorów energii Elastyczność dzięki magazynowi energii i zarządzaniu energią.

Łączenie sektorów energii All Electric Society Park

Streszczenie

Firmy przemysłowe coraz częściej wykorzystują energie odnawialne w celu obniżenia kosztów i osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju. Wyzwaniem jest tutaj zmienność produkcji energii elektrycznej. Efektywny system zarządzania energią jest wymagany do magazynowania nadwyżek energii i wykorzystywania ich w okresach szczytowego obciążenia. W przeciwnym razie koszty energii rosną.

Jednym z przykładów jest All Electric Society Park Phoenix Contact, który osiąga elastyczność i wydajność dzięki centralnemu dużemu magazynowi energii. Ten system magazynowania kompensuje szczyty mocy i umożliwia zrównoważone wykorzystanie energii słonecznej.

Biały kontener morski, w którym umieszczony jest magazyn energii

Magazyn energii w All Electric Society Park w zakładzie Phoenix Contact w Blombergu

Wykorzystanie całego potencjału

Aby obniżyć koszty i osiągnąć cele zrównoważonego rozwoju, firmy przemysłowe coraz częściej wykorzystują odnawialne źródła energii. Ale uwaga: zrównoważony rozwój poprawia się dzięki wykorzystaniu energii elektrycznej z własnych systemów PV. Jednak zmienność wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych jest na ogół sprzeczna z potrzebami ciągłych procesów przemysłowych. Marzenie o zielonej, czystej energii dla ekologicznej, neutralnej dla klimatu i wydajnej produkcji jest zagrożone.

Bez skutecznego systemu zarządzania energią nadwyżki nie mogą być magazynowane w sposób zoptymalizowany i nie mogą być efektywnie wykorzystywane w okresach szczytowego obciążenia. Może to prowadzić do wysokich kosztów energii. Firmy są zmuszone do zakupu drogiej energii elektrycznej z sieci, jeśli ich własna produkcja energii jest niewystarczająca. Jeśli elastyczność magazynu energii nie jest wykorzystywana w sposób zoptymalizowany, potencjał redukcji kosztów i zwiększenia wydajności często pozostaje niewykorzystany lub przynajmniej częściowo wykorzystany.

Spojrzenie na All Electric Society Park firmy Phoenix Contact w Blombergu pomaga zwizualizować ten temat: Generowanie dużej ilości własnej energii elektrycznej i jak największa niezależność to najważniejszy cel All Electric Society Park. Energia elektryczna powinna pochodzić ze źródeł przyjaznych dla środowiska. Niezbędny jest do tego zoptymalizowany i jednocześnie bardzo elastyczny system energetyczny.

Bez magazynu energii nie działa nic

Cichą gwiazdą tej elastyczności jest duży centralny magazyn energii. W porównaniu z kolorowym Windtree i elegancką szklaną fasadą nowoczesnego, półprzezroczystego centrum dla zwiedzających, jest raczej mało spektakularny. Ale: bez niego nie da rady. Jest niezbędny dla elastyczności przepływów energii w All Electric Society Park.

Mgr inż Holger Krings z firmy Phoenix Contact pomógł zaplanować system energetyczny All Electric Society Park i dobrał odpowiedni magazyn energii: „W praktyce wiele systemów energetycznych na miejscu oferuje elastyczne opcje wykorzystania nadwyżek energii słonecznej. Jednak często są one niewystarczające. Jeśli nie ma wystarczającej elastyczności w eksploatacji budynku, zazwyczaj najlepszym rozwiązaniem są magazyny energii.”

Aktualne zapotrzebowanie All Electric Society Park wynosi 1,2 MWh. Centralny, duży magazyn energii jest umieszczony w kontenerze. Zawiera on 78 modułów baterii oraz centralny falownik. Pozwala to na uzyskanie mocy do 1 MVA, w zależności od potrzeb. Jest to szczególnie pomocne, na przykład w celu kompensacji szczytów mocy spowodowanych High Power Charging w sąsiednim parku ładowarek do samochodów elektrycznych.

Kolejny, mniejszy magazyn energii o mocy 225 kVA bezpośrednio w parku ładowarek uzupełnia system magazynowania i działa głównie jako tzw. „Power Booster”. I odwrotnie, nadwyżka energii generowanej z PV może być ładowana do magazynu i udostępniana później. Łącznie do 1,5 MWh dla obu magazynów. Zwiększa to ekologiczne wykorzystanie energii elektrycznej wytwarzanej regeneracyjnie i znacznie rozszerza zakres efektywnego zarządzania energią.

Budowa systemu magazynowania energii z komponentami sterującymi

Systemy magazynowania energii obejmują szeroką gamę komponentów w różnych kategoriach

Zalety zarządzania obciążeniem

Wykorzystanie dynamicznych taryf prądu
Systemy magazynowania energii mogą być wykorzystywane do ładowania z sieci, gdy taryfy prądu są korzystne. Energia ta może być wykorzystywana w czasach drogich taryf. Niekoniecznie jest to związane z celem zrównoważonego rozwoju, ale może być interesujące z ekonomicznego punktu widzenia. Jeśli różnica w cenie jest wystarczająco wysoka, zakup magazynu energii może być opłacalny.

Zmniejszenie obciążeń szczytowych (peak shaving)
Aby uniknąć wysokich kosztów związanych z nagłym, wysokim poborem mocy w godzinach szczytu, sensowne jest monitorowanie poboru mocy w punkcie przyłączenia do sieci. Dotyczy to przyłączy sieciowych z rejestracją pomiaru mocy (RLM), które są normą dla zakładów przemysłowych i wielu firm. W tym przypadku magazyn energii może pomóc w utrzymaniu mocy wyjściowej w każdym kwadransie w ustalonych granicach.

Zwiększenie mocy dla lokalnych szczytów zużycia
Podobnie jak zmniejszenie obciążeń szczytowych działa tzw. „boost”. Służy przede wszystkim zrekompensowaniu lokalnie niewystarczającej wydajności infrastruktury. Jednocześnie pomaga zapobiegać potencjalnie kosztownym szczytom mocy na przyłączu do sieci, tj. ma również efekt zmniejszenia obciążeń szczytowych. Pozwala również na realizację infrastruktury ładowania HPC, ponieważ istniejąca infrastruktura często nie ma wystarczających rezerw.

Dostarczanie mocy do sieci publicznej
Chociaż wiąże się to ze znacznie wyższymi wymogami regulacyjnymi, udział w rynku bilansującym może być również interesujący dla dużych systemów magazynowania energii. Z drugiej strony, w dużej mierze wyklucza to jednoczesne wewnętrzne wykorzystanie do innych celów.

Łagodzenie szczytów mocy

Magazyny energii w All Electric Society Park w Blombergu umożliwiają kompensację szczytów mocy. Pomagają one potencjalnie zaoszczędzić około 200 000 EUR rocznie. Niższy limit mocy można również uzgodnić z operatorem sieci w punkcie przesyłu do sieci publicznej. Nieplanowane szczyty mocy stały się znacznie droższe na przestrzeni lat. 200 EUR/kW mocy szczytowej nie jest rzadkością. Na przykład w przypadku nieplanowanego 1 MVA przy mocy szczytowej, w zależności od przyczyny może zostać naliczona wspomniana składka.

Albo wyobraźmy sobie gościa ładującego swój samochód elektryczny przez 15 minut z mocą 50 kW, gdy umowny limit mocy został już osiągnięty lub przekroczony. Może to kosztować 10 000 EUR, ale trudno wymagać pokrycia tej kwoty od gościa.

Podsumowując – centralny magazyn energii pomaga obniżyć koszty i chronić środowisko. Ważne jest, aby magazyn energii był prawidłowo dobrany. Wydajność ładowania i rozładowywania zależy od pojemności. W najlepszym przypadku system można rozbudowywać modułowo i dostosowywać do przyszłych wymagań energetycznych i wydajnościowych. Niezależny system zarządzania energią jest niezbędny do optymalnego wykorzystania elastyczności systemu magazynowania i optymalizacji systemu energetycznego.