Systemy magazynowania energii połączone z siecią DC Sieci prądu stałego stają się coraz ważniejsze w przemyśle, ponieważ sieci DC mogą znacznie zwiększyć efektywność energetyczną i zrównoważony rozwój. Aby optymalnie wykorzystać te zalety, sieci muszą być stabilne i bezpiecznie zasilane. Systemy magazynowania energii wnoszą w to znaczący wkład.

Pracownik Phoenix Contact otwierający magazyn energii przed fabryką All Electric Society w Blombergu

All Electric Society Factory w zakładzie Phoenix Contact w Blombergu

Wyzwanie Bezpieczeństwo zasilania w All Electric Society Factory

Byliśmy jednym z pierwszych obiektów przemysłowych w Niemczech, który wyposażył nasz nowy budynek w Blombergu, All Electric Society Factory, w sieć prądu stałego, aby wykorzystać związane z tym korzyści. Oczywiście szczególną uwagę zwrócono na bezpieczeństwo zasilania w połączeniu z maksymalną wydajnością energetyczną. Integracja systemu magazynowania energii, który jest bezpośrednio podłączony do sieci prądu stałego, była zatem oczywistym wyborem.

Jedną z zalet systemu magazynowania energii połączonego z siecią prądu stałego jest jego wydajność w porównaniu z konwencjonalnymi systemami AC. Ponieważ nie jest wymagana konwersja z prądu stałego (DC) na prąd przemienny (AC) i odwrotnie, unika się strat konwersji. Prowadzi to do bardziej efektywnego wykorzystania zmagazynowanej energii, maksymalizuje dostępną moc i sprawia, że magazynowanie energii jest atrakcyjną opcją w sieciach prądu stałego.

Otwarty magazyn energii przed All Electric Society Factory w Blombergu

Efektywne kosztowo wytwarzanie prądu przy użyciu odnawialnych źródeł energii również odgrywa ważną rolę w All Electric Society Factory. Daje to możliwość strategicznej reorganizacji własnego zaopatrzenia w energię w celu ochrony przed rosnącymi kosztami energii elektrycznej i zabezpieczenia dostaw. Dzięki systemowi magazynowania energii można również kupować tanią energię elektryczną i korzystać z niej w razie potrzeby.

Magazyny energii są elastyczne, ponieważ mogą magazynować i oddawać energię elektryczną z wysoką wydajnością i czasem reakcji rzędu milisekund. Dzięki modułowej konstrukcji można je elastycznie skalować i dostosowywać – aż do wielkoformatowych, przemysłowych systemów magazynowania. Metody analizy umożliwiają precyzyjne monitorowanie i sterowanie poziomem energii oraz wydajnością akumulatorów. Zebrane dane mogą być wykorzystywane w inteligentnych sieciach w celu zapewnienia optymalnego zasilania, magazynowania i wykorzystania energii. Przyczynia się to nie tylko do zwiększenia stabilności sieci, ale także umożliwia bardziej efektywną integrację odnawialnych źródeł energii.

Sieć elektroenergetyczna DC optymalizuje cały łańcuch energetyczny, od wytwarzania po dystrybucję i zużycie. Do tego są niezbędne systemy magazynowania energii.

Tobias Lüke, Projekt Manager DC Technology

Tobias Lüke z Phoenix Contact Power Supplies GmbH i Roman Alberti z Voltfang GmbH

Współpraca jako czynnik sukcesu Phoenix Contact współpracuje z firmą Voltfang

Firma Voltfang GmbH z siedzibą w Akwizgranie opracowuje metody recyklingu akumulatorów do pojazdów elektrycznych. Akumulatory używane lub pochodzące z nadprodukcji, które zostały zaprojektowane z myślą o elektromobilności, mają zazwyczaj wyższą pojemność niż akumulatory stworzone do użytku stacjonarnego. Voltfang wykorzystuje to i stawia na ponowne wykorzystanie wydajnych akumulatorów o dużej odporności na zmienne cykle ładowania i wyładowania. Zoptymalizowane strategie operacyjne i inteligentne zarządzanie energią maksymalizują żywotność akumulatorów i zapewniają wydajność w zastosowaniach stacjonarnych. Dzięki systemowi zarządzania energią Voltfang w połączeniu z PLCnext Technology można realizować różne aplikacje, takie jak zmniejszenie obciążeń szczytowych, optymalizacja zużycia własnego, dynamiczne taryfy energii elektrycznej i elastyczność energetyczna oraz zoptymalizować ekonomiczne działanie systemu energetycznego. Firma z siedzibą w Akwizgranie od lat pracuje również nad połączeniem systemów magazynowania energii z sieciami prądu stałego. Położyło to podwaliny pod udaną współpracę.

Osoba pracująca przy modułach mocy DC CHARX w magazynie energii przed All Electric Society Factory w Blombergu

Rozwiązanie Od pomysłu do działania: magazyn energii uzupełnia All Electric Society Factory

Współpraca Phoenix Contact i Voltfang zaowocowała rozwiązaniem o pojemności 300 kWh.
Firma Voltfang wykorzystała przekwalifikowane moduły baterii z pojazdów elektrycznych w magazynie energii, który znajduje się przed All Electric Society Factory. Zanim zostaną poddane recyklingowi, otrzymują kolejne życie: poprzez wydłużenie ich okresu użytkowania w magazynach stacjonarnych. Moduły mocy DC CHARX są wykorzystywane jako interfejs między siecią DC a baterią, zapewniając moc systemu 270 kW w obu kierunkach przepływu energii. Oprócz komponentów szafy sterowniczej, takich jak złączki szynowe, elementy bezpieczeństwa, przekaźniki i wkładki bezpiecznikowe, zastosowano zasilacz pomocniczy 24 V DC serii Quint wraz z UPS firmy Phoenix Contact.

Osoba pracująca przy złączach akumulatorowych w magazynie energii przed All Electric Society Factory w Blombergu

Komponenty są zasilane z baterii. Daje to systemowi możliwość rozruchu całej sieci DC, a zatem pełni również funkcję zasilania rezerwowego w systemie energetycznym budynku. System mieści się w 20-stopowym kontenerze i jest zabezpieczony przed przepięciami za pomocą produktów z serii VAL MB firmy Phoenix Contact. System magazynowania energii DC jest zintegrowany z systemem zarządzania siecią DC poprzez platformę PLCnext Technology firmy Phoenix Contact. System EMS Voltfang wykorzystuje uproszczony algorytm sterowania do regulacji parametrów ładowania i wyładowania wyłącznie za pomocą napięcia systemowego zespołu DC. Równoważy to wahania napięcia i stabilizuje sieć. Charakterystyka, która ma być używana do regulacji, jest określana dla systemu magazynowania energii przez nadrzędny system zarządzania energią w zależności od odpowiedniej aplikacji zarządzania energią. System magazynowania działa zazwyczaj jako stabilizator sieci. Taka architektura systemu umożliwia odporne na błędy i skalowalne działanie dzięki zminimalizowanej komunikacji między poszczególnymi podsystemami w sieci energetycznej. W ramach projektu pilotażowego firmy stworzyły modułowy, skalowalny, zrównoważony i wydajny system magazynowania energii, który jest również wykorzystywany w innych sieciach prądu stałego w zastosowaniach przemysłowych na podobną skalę ze względu na wyższą wydajność i mniejsze zużycie materiałów w porównaniu z połączeniem z siecią AC.