消耗电力,节省成本 能源转型不仅带来了挑战,也催生了巨大机遇。德国布隆伯格全电气社会工厂展示了电池储能系统和直流电网如何携手共塑新时代。项目颇具标杆效应。
随着可再生能源的增长,对灵活储能解决方案的需求也与日俱增
活跃的电力市场
389——这是德国2025年上半年共计出现负电价的小时数。不仅在全国,而且在全世界都创下了历史记录。“可再生能源在电力结构中的占比超过50%至60%时,储能系统就会变得愈发重要。否则,负电价的日子还会更多。“Voltfang GmbH总经理Roman Alberti说道。这听起来似乎有些疯狂:在某些日子里,采用动态电价的用电方会因为用电而收到钱。然而当电力交易所的价格为负数时,就会出现这种情况。
反之,在无光照时段,电价可能会飙升。尽管斯堪的纳维亚国家能够利用水电和抽水蓄能有效平衡强烈的波动,而德国的电力市场目前却格外活跃。这同样适用于风能和太阳能等依赖天气发电占比较高的各类国家。
菲尼克斯电气的Tobias Lüke(左)与Voltfang的Michael Freudel和Roman Alberti
作为商业模式的储能系统
发电商和电网运营商不得不面对的一个挑战,掀起了储能领域的真正热潮。各公司正在大力投资电池储能系统,旨在缓冲电力并针对性地将电力馈入电网,这已成为一个利润丰厚的业务领域。热潮中的入局者早已在德国联邦网络管理局 (Bundesnetzagentur) 排起了长队。他们希望抢占先机,争夺电网接入资格。
然而,这种动荡局势也是一个重大机遇。Roman Alberti坚信:“我们可以向国外输出商业模式,因为我们早于其他国家受到这种情况影响。“ 他创办的公司Voltfang GmbH专门从事可持续电池储能系统业务,系统采用二手电动汽车电池制成。他补充说:“我们将需要更多储能系统来确保欧洲电网的稳定性。” 德国可在协调稳定电网方面发挥先锋作用,正如挪威在电动汽车领域所做的一样。
在直流工厂中
电网稳定性深入影响的远不止大型电力供应商。Alberti继续说:“我们必须确保工业领域的能源自主,例如在工厂中使用光伏系统和直流电网,另一方面还需平抑电力波动。“
菲尼克斯电气推出智能能源管理系统、可再生能源、电池储能系统和直流解决方案,一同构成了保护工业免受高电价影响的整体解决方案。在德国布隆伯格的全电气社会工厂,上述产品携手打造了协调一致的整体方案:11,000平方米屋顶上铺设着闪耀的太阳能电池板,生产设备均采用直流电网供电,楼宇前还设有内置电池储能系统的大型集装箱和直流充电站。
德国布隆伯格全电气社会工厂的核心是工业直流电网
直流电助力提高效率
菲尼克斯电气直流电网专家Tobias Lüke解释说:“直流电网优化了从发电、配电到用电的整个能源链。“ 这不仅避免了转换损耗。通过搭配使用电池储能系统,直流电网还可转移系统中的峰值负载。在电力市场动荡不止和馈电量波动的情况下,这一点变得尤为重要。
德国布隆伯格直流工厂是行业耦合的典范。该项目展现了不同工作区域中发电、储能、配电和用电之间的智能互联。“工业直流电网是德国布隆伯格全电气社会工厂的核心。”Tobias Lüke总结道。
全电气社会工厂前的Voltfang储能集装箱一览
将电池储能系统集成至直流电网
虽然电池储能系统汲取的是直流电,但此类系统迄今大都集成到了传统的交流电网中。直接并入直流电网在技术上非常复杂,目前鲜少进行过测试。Lüke报告说:“我们携手Voltfang,成功打造了通过直流电网耦合的电池储能系统,可汲取光伏发电产生的多余电力。“ 然后,这些电力又被反馈到生产过程中。依托这一设计,合作伙伴得以提高系统的整体稳定性。“集成储能系统的关键挑战在于控制技术。这项技术可让电池储能系统高效应用于直流电网,并适应各类使用场景。”Voltfang开发工程师Michael Freudel报告说。
全电气社会工厂前Voltfang储能集装箱内部一览
德国制造的可持续电池储能系统
另一方面,可持续发展也涉及对电动汽车二次电池的利用。“我们生产电池所需的原材料只有少数产自欧洲。”Alberti解释说, “因此,我们更有必要高效利用国内现有的资源。”
电池模块来自知名汽车制造商,部分是二次电池,部分是生产盈余的电池。得益于汽车行业的严苛标准,这些电池的使用寿命异常长久。“我们还实施了密切监测:每10秒钟检查一次各个电池芯的运行情况。由此实现了15年甚至更长的使用寿命。“
菲尼克斯电气直流专家Tobias Lüke
相得益彰的直流电网和电池储能系统
Michael Freudel着重强调,此类模块化储能系统具有出色的适配性。“整个能源管理系统的灵活性显著提高。此外,储能系统的智能化意味着可轻松实现行业耦合。“
直流电网贯穿全电气社会工厂,如同遍布人体的细密血管网。电网不仅为各个装置提供全新电能,还能吸收多余电力。“这样做的好处显而易见:我们减少了转换损耗,提高了整个系统的稳定性,而且所用资源也更少。”Tobias Lüke总结说,
“电池储能系统和直流电技术简直是天作之合。二者无疑是打造全电气社会的关键技术。“
流经全电气社会工厂细密导线网络的直流电
摘要:适应未来需求
能源转型并非遥远的目标——无论是在大型供电网中,还是在工厂和居民区的分布式应用中,这一转型早已持续已久。德国布隆伯格全电气社会工厂展示了企业如何在当下应对未来挑战:智能储能系统、直流电网和可再生能源。现在投资此类解决方案,即可减少对波动电力市场的依赖,从长远来看可降低成本,并增强自身竞争力。