2024-02-26

Eski rüzgâr santralleri için işlevsel güçlendirici olarak batarya depolama sistemi Phoenix Contact, enerji üretimi, depolama ve daha fazla kullanım arasındaki boşluğu kapatmak için açık kontrol teknolojisini kullanır.

Rüzgâr türbinleri ve güneş panellerinin yanı sıra batarya depolama sistemi

Kısa özet

Serin bir rüzgâr estiğinde, rüzgâr türbini jeneratörlerinden sorumlu olan herkes onun gücünden elde ettikleri verimden memnun olur. Rüzgâr şiddeti azalırsa, elektrik talebi sürse bile hiçbir şey dönmez. Ve yenilenebilir enerji kaynaklarının sıkıntısı tam da burasıdır çünkü kendi başlarına istikrarlı bir kaynak olamamaktadırlar. Ancak parkların kendi depoları olduğunda bu durum değişecek. Batarya depolama sistemleri rüzgâr santrallerine verimlilik, besleme güvenliği ve şebeke kalitesi açısından gerçek bir işlevsel güçlendirici sağlar. Şebekeye daha uzun süre bağlı kalmalarını sağlamak için özellikle eski sistemler, fonlama dönemleri dışında depolama sistemleriyle etkin şekilde donatılabilir. Phoenix Contact, bu gelişmeyi bir yapı taşı sisteminden enerji depolama kurulumuna yönelik sistemlerle destekliyor.

Havadan çekilmiş rüzgâr çiftliği görüntüsü

125,3 milyar kWh'lik üretimle rüzgâr enerjisi, Almanya'nın enerji havuzundaki en önemli kaynaktır.

İkinci bir yaşam için rüzgâr enerjisi ve depolamanın kombinasyonu

Almanya'da brüt elektrik tüketiminin %46,2'si yenilenebilir kaynaklardan karşılanıyor. Federal Çevre Ajansı'nın rakamı 2022 yılına aittir ve 125,3 milyar kWh'lik üretimle rüzgâr enerjisini enerji havuzundaki en önemli taşıyıcı olarak tanımlamaktadır. Statista'ya göre rüzgâr enerjisinin payı %21,7 oldu.

Ancak ilk başta kulağa hoş gelen bu durum, Federal Çevre Ajansı'na göre iklim hedeflerine ulaşmak için rüzgâr enerjisinde daha yüksek oranda bir artışın gerekli olduğu gerçeğini gizlememeli. Daha fazla genişlemeye ek olarak, inşaatın ilk yıllarındaki rüzgâr türbini jeneratörlerinin (WTG'ler) nasıl ele alınacağı sorusu da sıklıkla tartışılmaktadır. Bunlar öncelikle 2000 yılında yürürlüğe giren Alman Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası (EEG) kapsamında devlet finansmanıyla inşa edilen rüzgâr türbini jeneratörleridir. Bugün bu, ilk WTG'lerin 20 yaşında olduğu ve "tükenmiş" kabul edildiği anlamına geliyor.

Devlet ödemelerinin ortadan kalkması nedeniyle, operatörler için sistemlerin sökülmesi mi yoksa çalışmaya devam mı edilmesi gerektiği konusunda ekonomik açıdan motive edici bir soru ortaya çıkıyor. Üçüncü seçenek: Endüstriyel enerji depolama sistemleriyle birlikte yeniden güç sağlamak. Bu tamponla eski rüzgâr santralleri de primer kontrol enerji piyasasına katılabilirler. Bu amaçla rüzgâr santrali ve depolama sistemi kombinasyonunun en iyi şekilde ortak şebeke bağlantı noktasında konumlandırılması sağlanır. Bu, enerji depolama sistemi aracılığıyla primer kontrol gücü sağlayabilen bir yedek ünite oluşturur. Enerji depolamayla birleştirildiğinde tamamen yeni iş ve kullanım modelleri ortaya çıktığı için bu, yaşlanan rüzgâr santralleri için ikinci bir hayatın kapısını açıyor.

Phoenix Contact, bu gelişmeyi bir yapı taşı sisteminden enerji depolama kurulumuna yönelik sistemlerle destekliyor. Ayrıca şirket enerji üretimi, depolama ve daha fazla kullanım arasındaki boşluğu kapatmak için açık kontrol teknolojisini kullanır. Bunun arkasındaki amaç, Phoenix Contact'ın All Electric Society için üzerinde çalışmaya devam ettiği sektör entegrasyonudur.

Dr. Rüdiger Meyer

Dr. Rüdiger Meyer, Phoenix Contact'ta enerji depolama uzmanıdır

Şebekeyi kararlı tutmak için üç kontrol gücü biçimi

Elektrik şebekesini kararlı tutmak için primer kontrol güçleri gereklidir. Doğal olarak bunun fiziksel olarak enerji depolama şansı yoktur. Dolayısıyla arz-talep dengesinin sürekli yönetilmesi gerekir. Burada enerji endüstrisi, zaman içinde sürekliliklerine göre tanımlanan üç kontrol gücü biçimi arasında ayrım yapar. Primer kontrol gücü 30 saniye içinde kullanıma sunulmalıdır. Sekonder güç söz konusu olduğunda, rezerv için beş dakikalık bir süre vardır ve bu yedek, aynı zamanda 15 dakika içinde primer gücün ölçeğini devralarak yeniden toparlanma görevini de üstlenir. Üçüncül kontrol gücüne dakika yedek gücü de denir. Ayrıca negatif ve pozitif kontrol enerjisi için 15 dakika içinde hazır olmalıdır. Pozitif güçler için genellikle hızlı yükselen enerji santralleri kullanılır. Elektrik ark ocakları, gece depo ısıtma sistemleri, pompalı depolama tesisleri ve hatta rüzgâr türbini jeneratörlerinin kontrollü kapatılması gibi büyük yüklerle negatif yükler elde edilebilir. Kısaca özetlenen tüm önlemler, şebeke kararlılığını sağlama amacına yöneliktir. “Yük çok büyük olursa frekans düşer. Yük azalırsa yükselir. Her iki durumun da önlenmesi gerekir” diyerek durumu özetliyor Phoenix Contact'ta enerji depolama uygulama uzmanı Dr. Rüdiger Meyer.

Maliyet etkinliği açısından bakıldığında, dakikalarca rezerve edilen güç için hızla kullanıma sunulan gaz türbini enerji santralleri, kapanan rüzgâr santralleri kadar verimsizdir. Bir yandan yüksek oranda primer enerji kullanımıyla elektrik enerjisi üretilirken, diğer yandan rüzgârın mevcut kinetik enerjisinden yararlanılmıyor. Bu ikilemi göz önünde bulunduran Dr. Rüdiger Meyer, mevcut rüzgâr santrallerinin endüstriyel ölçekte enerji depolama sistemleriyle donatılması konusunda çok iyi fırsatlar görüyor. "Rüzgâr santrallerini büyük ölçekli depolama sistemleriyle birleştirirsek, şebekedeki yük dağılımı tamponlanabilir. Rüzgâr türbinleri kendi depolama sistemlerine sahip oldukları için rüzgârda kalabiliyor ve şebeke dolduğunda enerji üretebiliyor”. Ters yönde, rüzgâr olmasa bile depolama sisteminden güç çekilebilir, bu da ünitelere şebeke kararlılığında önemli bir rol verecektir.

Pik yükleri hafifletirken aynı zamanda para kazanmak

Ve burası tam da inşaatın önceki yıllarında rüzgâr santrallerinin “yeniden güçlendirilmesi” yönünde yeni faaliyet alanlarının geliştiği yerdir. Lityum iyon pillere veya redoks akış hücrelerine dayalı depolama sistemleriyle kombinasyon, şebeke kararlılığına değerli bir katkı sağlar. Ayrıca, arbitraj işlemleri yoluyla operatörler için yeni kazanç fırsatları yaratıyorlar. Burada kuvvetli dalgalanan elektrik fiyatları spot piyasayı etkiliyor. Depolama sistemi rüzgâr enerjisini düşük tarife zamanlarında çeker ve geçici olarak oluşan pik yüklerde daha yüksek fiyatlarla tekrar serbest bırakır. Bu ekonomik model şüphesiz parasal motivasyona sahiptir ancak enerji üretimi ve enerji tüketiminin depolama sistemleri yardımıyla geçici olarak ayrılabileceğini göstermektedir. Dolayısıyla bu ayrıştırma, All Electric Society'ye giden yolda sektör entegrasyonu için yeni fırsatlar getiriyor.

Phoenix Contact, rüzgâr türbini jeneratörlerinin ekipmanları için montaja hazır kısmi uygulamalara kadar hazır çözümler sunmaktadır. İşlevlerin kapsamı, mevcut ve gelecekteki haberleşme standartlarının entegrasyonu da dahil olmak üzere bulut uygulamalarına kadar uzanmaktadır. Açık PLCnext kontrol platformu, özel gereksinimleri kolayca karşılamak için kullanılabildiğinden burada önemli bir rol oynar. Buna IoT tabanlı iş modelleri de dahildir. Bulut tabanlı hizmetler ve veri tabanı destekli bilgi süreçleri açısından bunlar gereklidir. Donanım düzeyinde, besleme yönetimi için komple çözümler kullanılır. Geniş sistem, örneğin tüm kesitlerde güç elektroniği için bağlantı çözümleri içerir. Ayrıca Phoenix Contact network izleme için hazır uygulamalar sağlar. Zorunlu: Yüksek performanslı paratonerler aracılığıyla yıldırım çarpmasına karşı etkili ve güvenilir koruma.

Yenilenebilir hibrit enerji santralleri

“Bugün tüm portföyümüzle rüzgâr santrallerinin endüstriyel enerji depolama sistemleriyle yeniden güçlendirilmesini mühendisliğe kadar destekleyebildiğimiz için şanslıyız. Bu şekilde sektör entegrasyonu için bir temel oluşturuyoruz”, diye özetliyor Dr. Rüdiger Meyer. Rüzgâr santrallerinin enerji depolama sistemleriyle yükseltilmesi, enerji üretimine yönelik yenilenebilir sistemleri yenilenebilir hibrit enerji santrallerine dönüştürür; bu, enerji üretimi ve enerji depolamanın tek bir yerde olması anlamına gelir. Dr. Rüdiger Meyer, “Batarya depolama sistemleri, özellikle milisaniyeler içinde güç sağlayabildiği için, pik yük enerji santrallerinin yerini alan, kullanımı çok kolay bir alternatiftir” diyor.

Yazar: Thorsten Sienk

E-Posta:

İlgili Makaleler