Sistem de stocare a bateriei în rețele de curent continuu
Sisteme de stocare a bateriei cuplate la curent continuu
Rețelele de curent continuu devin din ce în ce mai importante în industrie, deoarece acestea pot crește semnificativ eficiența energetică și sustenabilitatea. Pentru a utiliza optim aceste avantaje, rețelele trebuie să fie alimentate stabil și sigur. Sistemele de stocare a energiei bateriei (BESS) joacă un rol important în acest caz.
Provocare
Securitatea alimentării în fabrica All Electric Society
Ca una dintre primele clădiri industriale din Germania, am echipat noua noastră clădire din Blomberg, fabrica All Electric Society, cu o rețea de curent continuu pentru a beneficia de avantajele asociate. Un accent deosebit a fost pus, desigur, pe siguranța alimentării, combinată cu eficiența energetică maximă. Prin urmare, integrarea unui sistem de stocare a bateriei conectat direct la rețeaua de curent continuu a fost, astfel, alegerea evidentă.
Unul dintre avantajele unui BESS cuplat la curent continuu este eficiența sa în comparație cu sistemele de curent alternativ convenționale. Deoarece nu este necesară conversia curentului continuu (CC) în curent alternativ (CA) și viceversa, pierderile de conversie sunt evitate. Acest lucru duce la o utilizare mai eficientă a energiei stocate, maximizează puterea disponibilă și face ca sistemul de stocare a bateriei să fie opțiunea atractivă pentru rețele de curent continuu.
De asemenea, producția de energie electrică la costuri reduse prin surse regenerabile joacă un rol important în fabrica All Electric Society. Aceasta oferă oportunitatea de a-ți reproiecta în mod strategic propriul consum de energie, pentru a te proteja împotriva costurilor de curent în creștere și pentru a asigura alimentarea. Cu un sistem de stocare a bateriei, electricitatea ieftină poate fi, de asemenea, achiziționată și apoi utilizată când este necesar.
Sistemele de stocare a bateriei sunt flexibile, deoarece acestea pot stoca și elibera energie electrică de înaltă putere și cu timpi de răspuns în domeniul milisecundelor. Datorită construcției modulare, acestea pot fi scalate și adaptate flexibil – până la sisteme de stocare industriale de mari dimensiuni. Metodele de analiză permit monitorizare și control precis al conținutului de energie și performanței bateriilor. Datele colectate pot fi utilizate în rețele inteligente pentru a asigura o alimentare, stocare și utilizare a energiei optimizate. Acest lucru nu contribuie numai la stabilitatea rețelei, ci permite și o integrare mai eficientă a energiilor regenerabile.
O rețea de curent continuu optimizează întregul lanț energetic, de la generare, distribuție și până la consum. În acest caz, sistemele de stocare a energiei sunt indispensabile.
Tobias Lüke de la Phoenix Contact Power Supplies GmbH și Roman Alberti de la Voltfang GmbH
Cooperarea ca factor de succes
Phoenix Contact colaborează cu compania Voltfang
Compania Voltfang GmbH cu sediul în Aachen dezvoltă metode pentru reciclarea bateriilor pentru mobilitate electrică. Bateriile Second Life sau bateriile din supraproducție, care au fost proiectate pentru mobilitate electrică, au în general o capacitate de încărcare mai mare decât bateriile dezvoltate pentru aplicații staționare. Voltfang valorifică acest lucru și se concentrează pe reutilizarea bateriilor de înaltă performanță, proiectate pentru o rezistență ridicată la cicluri. Strategiile de utilizare optimizate și managementul inteligent al energiei maximizează durata de exploatare a acestor baterii și asigură eficiența pentru aplicații staționare. Cu sistemul de management al energiei Voltfang, în combinație cu tehnologia PLCnext, pot fi implementate cazuri de utilizare precum reducerea vârfurilor de sarcină, optimizarea autoconsumului, tarife dinamice de energie și comercializarea flexibilității, optimizând astfel funcționarea economică a sistemului energetic. În plus, cei din Aachen se ocupă de ani de zile cu conectarea sistemelor de stocare a energiei în baterii la rețelele de curent continuu. Acest lucru a pus bazele unei cooperări de succes.
Soluție
De la idee la realitate: un sistem de stocare a bateriei completează fabrica All Electric Society
Cooperarea dintre Phoenix Contact și Voltfang a avut ca rezultat o soluție cu o capacitate de stocare de 300 kWh. Pentru sistemul de stocare a energiei, amplasat în fața fabricii All Electric Society, Voltfang utilizează module de baterii recondiționate de la vehicule electrice. Acestea primesc o a doua viață înainte de reciclare, prin extinderea duratei de utilizare în aplicații de stocare staționare. Ca interfață între rețeaua de curent continuu și baterie, sunt utilizate modulele de putere pentru curent continuu CHARX, care asigură o putere de sistem de 270 kW în ambele direcții de flux de energie. În plus față de componentele tabloului electric, cum ar fi blocurile terminale modulare, componentele de siguranță, releele și siguranțele fuzibile, s-a utilizat sursa de alimentare auxiliară de 24 V CC din seria Quint, inclusiv sursa de alimentare neîntreruptibilă de la Phoenix Contact.
Alimentarea proprie a componentelor este realizată de la baterii. Acest lucru permite sistemului să pornească în regim de black start (repornirea sistemului electric după o întrerupere a curentului) întreaga rețea de curent continuu și, astfel, să preia funcția de curent de rezervă în cadrul sistemului energetic al clădirii. Sistemul se află într-un container de 20 de picioare (6,09 m) și este protejat împotriva descărcărilor de către produse din seria VAL MB de la Phoenix Contact. BESS pentru curent continuu este integrat în managementul rețelei de curent continuu prin intermediul platformei PLCnext Technology de la Phoenix Contact. EMS al Voltfang reglează parametrii pentru încărcare și descărcare cu ajutorul unui algoritm de reglare simplificat exclusiv prin intermediul tensiunii de sistem al rețelei de curent continuu. Acest lucru compensează variațiile de tensiune și stabilizează rețeaua. Curba caracteristică conform căreia are loc reglarea este specificată pentru sistemul de stocare a energiei bateriei de către sistemul de management al energiei supraordonat în funcție de cazul de utilizare respectiv de management al energiei. În mod normal, sistemul funcționeză ca stabilizator pentru rețea. Această arhitectură a sistemului permite o operare rezistentă la erori și scalabilă datorită comunicării minimizate dintre sistemele secundare individuale din rețeaua de energie. Prin acest proiect pilot, companiile au creat un sistem de stocare a energiei modular, scalabil, sustenabil și eficient care, datorită eficienței sale crescute și utilizării reduse de materiale în comparație cu cuplarea la curent alternativ, începe să fie utilizat și în alte rețele de curent continuu din aplicații industriale asemănătoare.
Produse pentru sisteme de stocare a bateriei cuplate la curent continuu
