Zasobniki energii łączą sektory, ale co łączy zasobniki energii? Znaczenie innowacyjnej techniki przyłączeniowej dla bezpiecznego działania systemów magazynowania energii i realizacji wizji All Electric Society.

Streszczenie

Stacjonarne systemy magazynowania energii są niezbędnym ogniwem w łączeniu sektorów energii. Ich bezpieczeństwo i niezawodność zależą nie tylko od zastosowanej techniki przyłączeniowej. Zapewnia wolną od zakłóceń transmisję zasilania i danych.

Zasobniki energii w All Electric Society

Łagodzenie zmian klimatycznych i zmniejszanie zależności geopolitycznych to jedne z najważniejszych kwestii naszych czasów. Idea All Electric Society, a w jej ramach łączenie sektorów energii, oferuje możliwe rozwiązania. Nasze społeczeństwo, budynki, zakłady produkcyjne, mobilność i infrastruktura muszą być połączone w sieć energetyczną i informatyczną. W All Electric Society odbywa się to w oparciu o odnawialne źródła energii, które są dostępne w nieograniczonej ilości i nie wytwarzają szkodliwych emisji.

Energia wiatrowa i słoneczna nie są stale dostępne. Jednak współczesne społeczeństwo ma ciągły głód energii, 24 godziny na dobę. Stabilne dostawy można osiągnąć tylko wtedy, gdy wystarczająca nadwyżka energii jest tymczasowo buforowana, tak aby w razie potrzeby można ją było ponownie udostępnić w późniejszym terminie – np. za pomocą systemów magazynowania energii.

Modułowa konstrukcja systemu magazynowania energii

W systemie kilka szaf magazynu jest połączonych ze sobą na trzech wyżej wymienionych poziomach zasilania, sygnałów i danych. Nadrzędny sterownik na najwyższym poziomie zarządza systemem. Tutaj ponownie łączą się wszystkie połączenia elektryczne z szafek. Zawiera również zewnętrzne interfejsy zasobnika energii. Energia jest wymieniana z siecią za pośrednictwem energoelektroniki. Sygnały z różnych jednostek pomocniczych zbiegają się w module zarządzania systemem, np. dla systemu gaśniczego. Poprzez odpowiednie połączenia danych moduł zarządzania systemem komunikuje się z operatorem sieci i dostawcami usług, którzy mogą mieć dostęp do magazynu.

Układ sercowo-naczyniowy zasobnika energii

Połączenia elektryczne w zasobniku energii mogą można opisać obrazowo jako układ nerwowy i sercowo-naczyniowy. Przepływy energii odpowiadają krwiobiegowi, przez który transportowana jest energia życiowa, a sygnały naszym zmysłom – na przykład dla temperatury, gazów i wrażeń wizualnych. Przewody danych służą do wymiany informacji, podobnie jak nerwy. Jeśli coś jest nie tak z układem krążenia lub układem nerwowym, człowiek nie czuje się dobrze i zaczyna chorować. Podobnie jest w przypadku systemu magazynowania energii. Błędy w połączeniach elektrycznych powodują nieprawidłowe działanie systemu i awarie, a nawet przy niekorzystnej konstelacji mogą prowadzić do zniszczenia całego systemu.

Przykładowe błędy w technice przyłączeniowej

Trzy przykłady pokazują, jak ważna jest technika przyłączeniowa, zaczynając od okablowania zasilania:

1. W wielu przypadkach do podłączenia modułów akumulatorowych na poziomie zasilania stosuje się klasyczne połączenie śrubowe. Połączenia śrubowe mogą się poluzować w niekorzystnych warunkach. W przypadku niedokładnego podłączenia podczas pierwszej instalacji lub podczas późniejszej konserwacji, doprowadzi to do zwiększenia rezystancji styków. W najlepszym przypadku efektem są straty ciepła, ale w najgorszym razie może dojść do poważnego przegrzania, które może nawet doprowadzić do zapalenia się magazynu, a tym samym do jego całkowitego zniszczenia.

2. Typowym połączeniem sygnałowym jest podłączenie kabla czujnika prądu do płytki drukowanej. Są one często lutowane bezpośrednio, co wiąże się z ryzykiem wystąpienia tzw. zimnych lutów w połączeniu z odsłoniętymi końcówkami kabli. Skutkuje to nieprawidłowymi informacjami o sygnale, np. zbyt niskimi wartościami zmierzonych prądów. Jeśli prądy ładowania i rozładowania byłyby zbyt wysokie, akumulator starzałby się znacznie szybciej.

3. Połączenia danych są często realizowane za pomocą kabli krosowych, czyli kabli wtykowych. Jeśli nie jest zapewniona jakość w sensie np. wąskich tolerancji wymiarowych i wysokiej jakości powierzchni styku, podczas transmisji danych mogą wystąpić błędy. Prowadzą one do nieprawidłowego działania systemu lub nawet jego awarii, a w najgorszym przypadku nawet do uszkodzenia sprzętu.

Podsumowanie

To samo dotyczy systemów magazynowania energii: kto oszczędza w początkowej fazie inwestycji, zapłaci więcej podczas eksploatacji. Ponadto te urządzenia i systemy są często używane w ważnych aplikacjach. Dlatego dla powodzenia realizacji wizji All Electric Society ważna jest niezawodność. Decydującą rolę odgrywają tu połączenia elektryczne. Należy poświęcić im dużo uwagi.