Потребляйте электроэнергию и экономьте деньги Энергетический переход несет в себе не только вызовы, но и огромные возможности. Фабрика All Electric Society в Бломберге показывает, как аккумуляторные накопители и сети постоянного тока вместе предвещают новую эру. Проект с сигнальным эффектом.
С расширением использования возобновляемых источников энергии растет потребность в гибких решениях для хранения данных
Динамичный рынок электроэнергии
389 - таково количество часов с отрицательными ценами на электроэнергию в первой половине 2025 года в Германии. Рекордный показатель не только в нашей стране, но и во всем мире. "С 50-60 % доли возобновляемых источников энергии в структуре электропотребления системы хранения данных приобретают все большее значение. В противном случае будет еще больше дней с отрицательными ценами на электроэнергию", - говорит Роман Альберти, руководство компании Voltfang GmbH. Идея кажется безумной: бывают дни, когда потребители электроэнергии с динамическими тарифами получают деньги за потребленное электричество. Но именно это и происходит, когда цены на бирже электроэнергии становятся отрицательными.
И наоборот, в периоды темноты цены на электроэнергию могут резко возрастать. Если в скандинавских странах сильные колебания удается сбалансировать с помощью гидроэнергетики и насосных хранилищ, то рынок электроэнергии в Германии в настоящее время особенно динамичен. Это касается всех стран с высокой долей погодозависимой выработки электроэнергии, такой как ветровая и солнечная энергия.
Тобиас Люке из Phoenix Contact (слева) с Михаэлем Фройделем и Романом Альберти из Voltfang
Системы хранения энергии как бизнес-модель
Этот вызов для производителей электроэнергии и операторов сетей привел к настоящей золотой лихорадке в области хранения энергии. Компании инвестируют значительные средства в аккумуляторные накопители, позволяющие временно хранить электроэнергию и целенаправленно подавать ее в сеть, что является прибыльной сферой деятельности. Охотники за сокровищами уже выстраиваются в очередь в Федеральном сетевом агентстве. Они хотят заявить о своих претензиях и побороться за подключение к сетям.
Однако неспокойная ситуация - это еще и отличная возможность: "Мы можем экспортировать бизнес-модели за рубеж, потому что мы пострадали раньше других", - уверен Роман Альберти. Его компания Voltfang GmbH специализируется на создании экологичных систем хранения энергии из отработанных аккумуляторов электромобилей. "Для обеспечения стабильности сети в Европе нам потребуется гораздо больше накопителей энергии", - добавляет он. Германия может сыграть такую же роль первопроходца в организации стабильных сетей, как Норвегия в области электромобильности.
На фабрике DC
Стабильность энергосети важна не только для крупных поставщиков электроэнергии: "Мы должны сделать промышленность как можно более независимой с помощью фотоэлектрических систем и сетей постоянного тока на заводе, а с другой стороны, мы должны поглощать колебания", - продолжает Альберти.
Интеллектуальная система управления энергопотреблением, возобновляемые источники энергии, аккумуляторные накопители и решения для постоянного тока: Это части головоломки, которые вместе защищают промышленность от высоких цен на электроэнергию. На фабрике All Electric Society Factory в Бломберге все части головоломки складываются в единую картину: солнечные батареи освещают 11 000 м² крыши, производственные машины работают от сети постоянного тока, а перед зданием стоит большой контейнер с аккумуляторными накопителями и зарядными станциями постоянного тока.
Промышленная сеть постоянного тока является центральным элементом фабрики All Electric Society Factory в Бломберге
Более эффективное использование постоянного тока
"Сеть постоянного тока оптимизирует всю энергетическую цепочку от производства до распределения и потребления", - объясняет Тобиас Люке, эксперт по постоянному току компании Phoenix Contact. Это позволяет не только избежать потерь при преобразовании. Сети постоянного тока в сочетании с аккумуляторными накопителями снимают пиковые нагрузки с системы. Последнее становится особенно актуальным в условиях нестабильности рынков электроэнергии и колебаний в системе "feed-in".
Завод DC в Бломберге - яркий пример объединения секторов в действии. Он демонстрирует интеллектуальное сочетание производства, хранения, распределения и потребления электроэнергии в различных рабочих зонах. "Промышленная сеть постоянного тока является центральным элементом фабрики All Electric Society в Бломберге", - резюмирует Тобиас Люке.
Вид на складской контейнер Voltfang перед фабрикой All Electric Society Factory
Интеграция аккумуляторных накопителей в сеть постоянного тока
Хотя аккумуляторные накопители поглощают постоянный ток, до сих пор они почти полностью интегрировались в обычные сети переменного тока. Прямая интеграция в сети постоянного тока технологически сложна и на сегодняшний день практически не опробована. "Вместе с компанией Voltfang нам удалось реализовать аккумуляторный накопитель, подключенный к сети постоянного тока, который поглощает избыточную энергию от фотогальваники", - сообщает Люке. Затем эта энергия снова поступает в производственный процесс. Это позволило партнерам по сотрудничеству повысить общую стабильность системы. "Самой большой проблемой при интеграции системы хранения энергии была система регулирования и управления. Это означает, что аккумуляторный накопитель может быть оптимально использован в сети постоянного тока и адаптирован к любым сценариям использования", - сообщает Михаэль Фройдель, инженер-разработчик компании Voltfang.
Вид на складской контейнер Voltfang перед фабрикой All Electric Society Factory
Экологичные аккумуляторные системы хранения данных, произведенные в Германии
Еще один аспект экологичности - использование отработавших свой срок батарей от электромобилей. "Здесь, в Европе, есть лишь несколько видов сырья, необходимого для производства батарей, - объясняет Альберти. "Это делает еще более важным эффективное использование ресурсов, которые уже есть в стране"
Батарейные модули поставляются известными автопроизводителями в качестве батарей, отслуживших свой срок, или из излишков производства. Поскольку стандарты в автомобильной промышленности очень высоки, они отличаются необычайно долгим сроком службы. "Мы также проводим интенсивный мониторинг: каждые 10 с мы смотрим, как ведут себя отдельные элементы батареи. Это обеспечивает срок службы 15 лет и более"
Тобиас Люке - эксперт по постоянному току в компании Phoenix Contact
Сети постоянного тока и аккумуляторные накопители в гармонии
Михаэль Фройдель подчеркивает, насколько хорошо могут быть адаптированы модульные системы хранения энергии: "Вся система управления энергопотреблением стала гораздо более гибкой. Кроме того, интеллектуальность систем хранения энергии делает объединение секторов чрезвычайно возможным"
Сеть постоянного тока проходит через All Electric Society Factory, как тонкая сеть вен в теле. Он не только снабжает каждую клетку свежей энергией, но и поглощает ее излишки. "Преимущества очевидны: у нас меньше потерь при преобразовании, повышается общая стабильность системы и мы используем меньше ресурсов", - резюмирует Тобиас Люке.
"Аккумуляторные накопители и технология постоянного тока просто созданы друг для друга. Это абсолютно ключевые технологии на пути к All Electric Society"
Постоянный ток проходит через тонкую сеть проводов на фабрике All Electric Society Factory
Заключение: Приспособление к будущему
Энергетический переход не является далекой целью - он осуществляется уже давно, как в крупных сетях снабжения, так и децентрализованно на предприятиях и в жилых районах. Фабрика All Electric Society в Бломберге показывает, как компании могут уже сегодня отвечать на вызовы завтрашнего дня: с помощью интеллектуальных систем хранения энергии, сетей постоянного тока и возобновляемых источников энергии. Инвестируя в такие решения сейчас, вы меньше зависите от нестабильного рынка электроэнергии, сокращаете расходы в долгосрочной перспективе и укрепляете собственную конкурентоспособность.
Свяжитесь с нашими экспертами
Дополнительные материалы
All Electric Society Factory
Фабрика All Electric Society Factory от Phoenix Contact может вырабатывать больше энергии, чем она потребляет, благодаря сложной сети постоянного тока. Загляните за кулисы и узнайте, как это работает.
Что такое постоянный ток?
Узнайте, что такое постоянный ток, где он используется и какую роль будет играть в будущем в энергоснабжении.
Менеджмент электропитания 2.0
Phoenix Contact предлагает сертифицированное решение для фотогальванических установок.