Energiespeicher

In den letzten Jahren hat sich die Art und Weise, wie die Unternehmen ihren Energiebedarf decken, in fast allen Betrieben, auch in der Industrie, stark verändert. Dies ist das Ergebnis einer Unternehmensführung, die mit Hilfe moderner Technologien die Wirtschaftlichkeit und die Ökologie ihrer Betriebe verbessern will, aber oft auch eine Notwendigkeit, die sich aus den Veränderungen auf dem Strommarkt und im nationalen und internationalen Recht ergibt.

Warum werden Energiespeicher zu einem wesentlichen Bestandteil von Industrieanlagen?

Heutzutage verlangt der globale Wettbewerb von Industrieanlagen, dass sie ihre Produktionskosten und ihren CO2-Fußabdruck auf jede erdenkliche Weise reduzieren und sich gegen Verluste bei Stromausfällen absichern, damit sie unter allen Umständen im Geschäft bleiben können. Bei Ausschreibungen wird zunehmend die Einhaltung der EU-Kriterien für die grüne Beschaffung von Strom verlangt. In jedem dieser Fälle kann der Einsatz von Energiespeichern eine Lösung sein.

Wirtschaftlicher Nutzen:

• Möglichkeit, die aus dem Netz bezogene Energiemenge zu reduzieren, wenn mit EE- und/oder KWK-Anlagen gearbeitet wird;
• Schutz vor einer Produktionsunterbrechung im Falle eines Stromausfalls;
• Glättung des Energiebedarfsprofils, was eine Verringerung der bestellten Leistung ermöglicht - Peak Shaving;
• Kauf von Energie zu niedrigeren Preisen und Nutzung zu einem höheren Preis - Preisarbitrage;
• Möglichkeit zur Teilnahme an DSR, ohne die Produktion unterbrechen zu müssen. Der Demand Side Response (DSR)-Dienst ist die vorübergehende Reduzierung des Stromverbrauchs durch Energieverbraucher in Zeiten, in denen die Kontinuität der Energieversorgung durch eine hohe Stromnachfrage bedroht ist. Die Unterzeichnung einer Verpflichtung, in der ein Unternehmen erklärt, dass es seinen Stromverbrauch auf Anweisung des Betreibers vorübergehend reduzieren kann, ist rentabel. Die Verteilernetzbetreiber sind bereit, bis zu 200 000 PLN pro Jahr für die Erklärung einer vorübergehenden Reduzierung der bestellten Leistung um 1 MW zu zahlen. Unternehmen mit einer Mindestanschlussleistung von 300 kW werden automatisch für das Programm zugelassen. Es ist auch möglich, wenn jährlich mindestens 2 GWh Strom aus dem Netz bezogen werden. Der Besitz eines Energiespeichers ermöglicht es, durch die Teilnahme an DSR-Dienstleistungen Geld zu verdienen, ohne den Betrieb einer Industrieanlage während einer Leistungsreduzierung einzuschränken.

Vorteile für die Umwelt:

• Verringerung der CO2-Emissionen in die Umwelt;
• Ermöglichung einer stärkeren Nutzung von RES;
• Unterstützung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge durch Bereitstellung zusätzlicher Energie in Zeiten hoher Belastung.

Geschäftliche Vorteile:

Erhöhen Sie die Möglichkeiten, Ausschreibungen zu gewinnen, indem Sie Kriterien für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen und die Reduzierung von CO₂ erfüllen. Die EU-Kernkriterien für ein umweltfreundliches öffentliches Beschaffungswesen empfehlen, die Stromversorgung zu mindestens 50 Prozent aus nicht-fossilen Quellen zu beziehen. Bei Anwendung umfassender Kriterien wird ein 100-prozentiger Anteil an erneuerbaren Energiequellen empfohlen. Der Einsatz wetterabhängiger erneuerbarer Energien allein zur Erfüllung dieser Kriterien ist in der Praxis nicht machbar, aber die Zusammenarbeit von erneuerbaren Energien mit Energiespeichern könnte dies bereits ermöglichen.

Erneuerbare Energien sind jedoch wetterabhängig, und die Merkmale ihrer Energieerzeugung stimmen nicht mit denen der Energienachfrage überein, was zu einer Destabilisierung des Stromsystems führt, die sich in lokalen Spannungs- und Frequenzspitzen äußert und die Abschaltung von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien erforderlich macht, was wiederum Verluste für deren Eigentümer bedeutet.
Die Lösung liegt im Einsatz von Energiespeichern.

Energiespeicher ermöglichen den Anschluss von mehr erneuerbaren Energien an das Netz

Investoren, die erneuerbare Energiequellen entwickeln, sehen sich häufig mit der Verweigerung der Genehmigung für den Anschluss von Anlagen konfrontiert, die auf die Kapazität des Netzes am Standort der geplanten Investition zurückzuführen ist. Dies ist vor allem für diejenigen ein Problem, die ihr Portfolio kontinuierlich ausbauen und ein grüneres und wirtschaftlicheres Ergebnis erzielen möchten.

Wenn die Energieerzeugung die Nachfrage übersteigt, wird die überschüssige Energie zur späteren Nutzung in den Energiespeicher übertragen, wodurch der lokale Spannungs- und Frequenzanstieg aufgrund von Diskrepanzen zwischen Erzeugung und Verbrauch begrenzt wird.

Energiespeicher erhöhen den Nutzen bestehender EE-Anlagen

Sobald die verfügbare Mindesterzeugung von Kohle- und Gasblöcken überschritten ist und Notfallexporte vereinbart wurden, erfolgt ein Systemwechsel der Erzeugungsquellen, um Angebot und Nachfrage im Stromsystem auszugleichen. Dies führt zu Verlusten und verlängert die Amortisationszeit. Der Einsatz von Energiespeichern mit der Möglichkeit des Inselbetriebs minimiert diese Probleme durch eine größere Flexibilität bei der Rückspeisung von Energie in das Netz.

Energiespeicher fangen einen Teil der überschüssigen Energie aus erneuerbaren Energien auf und speichern sie, so dass sie später ohne zusätzliche Kosten genutzt werden kann. Die Stabilisierung des Erzeugungsniveaus ermöglicht auch eine zeitliche Anpassung der Energieaufnahme und -rückgabe an das Netz mit der Möglichkeit, von Preisunterschieden aufgrund der Nachfrage zu profitieren. Die Energiespeicherung ermöglicht es also, die Kosteneffizienz von Photovoltaikanlagen zu erhöhen.

Hybride EE-Anlagen mit Energiespeicherung

Eine hybride EE-Anlage ist eine Kombination aus mindestens zwei verschiedenen erneuerbaren Energiequellen. Diese Quellen, die sich in ihren Erzeugungszeiten unterscheiden, bieten die Möglichkeit einer größeren Energieunabhängigkeit als nur eine von ihnen. Die Kombination von wetterabhängigen Quellen, wie Sonne und Wind, garantiert jedoch keine konstante Erzeugung. Der gesetzlich vorgeschriebene Auslastungsgrad der installierten Leistung einer solchen Hybridanlage ist sehr hoch, so dass eine Energiespeicherung erforderlich ist, wobei der Anteil der über die Speicherung in das Stromnetz eingespeisten Energie an der gesamten in das Stromnetz eingespeisten Energiemenge nicht weniger als 5 % betragen darf. Obwohl sich Energiequellen wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen oft gegenseitig ergänzen, gibt es Zeiten, in denen die Erzeugung die Anschlusskapazität übersteigt. Ein wesentliches Element dieser idealen Symbiose ist die Energiespeicherung, die es ermöglicht, die Erzeugung zu stabilisieren und eine konstante Einspeisung ins Netz zu optimieren.

Der Kapazitätsmarkt ist ein Mechanismus, der die Kontinuität der Stromversorgung der Verbraucher sicherstellen soll. Mit dem Strommarktgesetz wird eine Kapazitätsverpflichtung eingeführt, d.h. die Verpflichtung eines Energieerzeugers, eine bestimmte Kapazität für das Stromnetz bereitzuhalten. Dies wird die Energiesicherheit in Polen erhöhen. Alle Eigentümer von Erzeugungseinheiten mit einer Kapazität von mindestens 2 MW sowie bereitwillige Eigentümer kleinerer Einheiten werden an einem Zertifizierungsverfahren teilnehmen, nach dem sie an von Polskie Sieci Elektroenergetyczne organisierten Auktionen teilnehmen können. Dies ist für die Energieversorger von Vorteil, da sie eine Vergütung für ihre Bereitschaft erhalten, in Situationen, in denen die Energieversorgungssicherheit gefährdet ist, Energie zu liefern.

Die Teilnahme am Strommarkt wird auch durch in sich geschlossene Energiespeicher ermöglicht, die bei Bedarf oder bei der Notwendigkeit, den Verbrauch aus dem Netz zu reduzieren, ausreichend Strom liefern können - allerdings nur unter günstigen Bedingungen. Die in den Speichern gespeicherte Energie ermöglicht ein flexibles Management und die Erfüllung der vierstündigen On-Demand-Backup-Bedingung.

Im Zeitalter der Energiewende werden Energiespeicher für das reibungslose Funktionieren des Stromsystems immer wichtiger. Zu ihren Funktionen gehören:

• Vermeidung von Frequenz- und Spannungseinbrüchen und -spitzen - Frequenz- und Spannungsschwankungen beeinträchtigen den Betrieb von Geräten und die Infrastruktur des Stromnetzes und führen zu Stromausfällen in Teilen des Netzes oder zur Abschaltung von EE-Anlagen. Energiespeicher als Quellen, deren Leistung gesteuert werden kann, können dies verhindern und tragen zur Ökologie und Ökonomie des Stromnetzbetriebs bei.
• Verbesserung der Energiesicherheit - Energiesicherheit bedeutet, die Kontinuität der Stromversorgung für die Verbraucher zu gewährleisten. Sie wird durch Ausfälle der Energieerzeugungs- und -übertragungsinfrastruktur gefährdet. Wie das Informationszentrum für den Energiemarkt betont, minimieren Energiespeicher die durch Ausfälle verursachten Verluste und tragen so zur Verbesserung der Energiesicherheit des Landes bei. Wenn das polnische Energiesystem in Zukunft mehr batteriegestützte Energiespeicher einführt, wird es möglich sein, sofort auf Ausfälle und Änderungen bei der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu reagieren, was die Betriebssicherheit des Systems erhöhen wird.
• Phasenspannungssymmetrie - Asymmetrie der Phasenspannungen führt zu einer Verringerung der Effizienz der Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung. Energiespeicher ermöglichen es, die Last auf einzelnen Phasen auszugleichen.
• Blindleistungsregelung - Blindleistung wird von vielen Stromverbrauchern verbraucht; sie ist für deren ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich. Ihr Verbrauch verursacht jedoch eine Reihe nachteiliger Erscheinungen, wie z. B. eine Verringerung der Leistung der Generatoren, einen Anstieg der Spannungsabfälle und der Leistungsverluste im Netz und eine Verringerung der Kapazität für Wirkleistung. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer Blindleistungskompensation. Energiespeicher, deren Wechselrichter mit unterschiedlichen Leistungsfaktoren arbeiten können, werden dabei helfen.

Die Stromversorgung auf einer Baustelle erfordert häufig den Einsatz eines Stromgenerators, der jedoch nicht die ökologischste und wirtschaftlichste Lösung darstellt, da er mit umweltschädlichen Abgasemissionen, Lärm und hohem Kraftstoffverbrauch verbunden ist.
Der Energiespeicher dient dazu, die überschüssige Energie, die von der Photovoltaikanlage erzeugt wird, zu speichern und später zu nutzen, wodurch der Einsatz des Generators minimiert werden kann, der in einem solchen System nur in einer kritischen Situation eingesetzt wird, wenn die Sonne nicht scheint und der Energiespeicher entladen wird.

Der Einsatz von Energiespeichern in Verbindung mit einer PV-Anlage reduziert die Kohlendioxidemissionen aus dem Brennstoff, der das Aggregat antreibt, erheblich.

Aus Gründen des Umweltschutzes muss in vielen Fällen die Geräuschentwicklung der Anlage so weit wie möglich reduziert werden, was durch die Installation des RES und des gedämpften Aggregats gewährleistet wird.
Die Betriebskosten für die Versorgung der Anlage durch die Einzelstation werden durch die Installation des RES minimiert.
Die Anlage kann an mehreren Standorten eingesetzt werden, wodurch die Rentabilität der Investition optimiert werden kann.

Die intelligente Trafostation mit Energiespeicher ist eine Lösung, die die Funktionen einer ferngesteuerten Verteilertransformatorstation in einem Smart-Grid-System mit einem bidirektionalen Wechselrichter integriert, der mit einem Energiespeicher in Form einer Lithium-Ionen-Batterie zusammenarbeitet. Die mit einer internen Ladestation ausgestattete Station bietet die Möglichkeit, Elektrofahrzeuge aufzuladen. Das System wird durch die Möglichkeit ergänzt, Energiespeicher oder Verbraucher direkt aus erneuerbaren Stromquellen wie Photovoltaik- oder Windkraftanlagen zu versorgen.

Komponenten einer intelligenten Trafostation mit Energiespeicher:

• Energiespeicherung,
• Bidirektionaler Wechselrichter,
• LV-Schaltanlage,
• Leistungstransformator,
• MV-Schaltanlage (optional),
• Steuerschrank SPS-Steuerung,
• Brandmelde- und Brandbekämpfungssystem,
• HVAC-System.
• optionale Komponenten: Schnellladegeräte für Elektrofahrzeuge, Wechselrichter für RES-Betrieb, Löschanlage.

Vorteile eines intelligenten Umspannwerks mit Energiespeicher:

• Die Station ermöglicht ein automatisiertes intelligentes Management von Netz- und EE-Stromspreizung, so dass die Batterien geladen werden können, wenn die Erzeugung den Bedarf übersteigt oder wenn die Netzpreise niedrig sind, und entladen werden können, wenn die Preise höher sind bzw. die Erzeugung niedrig ist (Preisarbitrage).
• Es ermöglicht die Glättung von Leistungsspitzen und bietet die Möglichkeit, den Wert und die Richtung des Wirk- und Blindleistungsflusses anzupassen.
• Es kann als Notstromaggregat bei einem Netzausfall eingesetzt werden.
• Die Station ermöglicht das Aufladen von Elektrofahrzeugen, sowohl Autos als auch z. B. Bussen, dank einer Ladestation mit einer bestimmten Leistung.
• Die einzelnen Komponenten können unabhängige Anlagen bilden. Wenn sie von SPS-Control verwaltet werden, können sie jedoch auch als ein einziges fortschrittliches System betrieben werden, das die Zuverlässigkeit der Stromversorgung von Elektrizitätswerken effektiv verbessert und den Strombedarf und den damit verbundenen finanziellen Aufwand optimiert.
• Die intelligente Trafostation mit Energiespeicher ist eine vollständig skalierbare Station. Das bedeutet, dass wir auf jede einzelne Anfrage unserer Kunden eingehen und uns bemühen, eine Anlage zu schaffen, die vollständig optimiert und auf die spezifischen Bedürfnisse des Nutzers zugeschnitten ist. Das gemeinsame Merkmal der SPS-Umspannstation ist ihre zweiteilige Konstruktion, ein oberirdischer Teil und ein unterirdischer Teil (es ist möglich, die gesamte Umspannstation in einem oberirdischen Teil zu bauen).
• Die mögliche Positionierung der Batterien im unterirdischen Bereich gewährleistet optimale Betriebstemperaturen der Zellen, ohne dass ein umfangreiches HVAC-System erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil des Untergrunds ist die Brandsicherheit. Durch die Unterbringung der Batterien unter der Erde entstehen natürliche Feuerbarrieren, was die Feuerbeständigkeit der gesamten Station erheblich verbessert. Außerdem verdoppelt sich bei dieser Lösung die Grundfläche im Vergleich zu einer herkömmlichen oberirdischen Lösung.
• Durch die Anpassung der Energiespeichertechnologie, z. B. Lithium-Ionen-Batterien mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Blei-Säure-Batterien oder Superkondensatoren, können die technischen Parameter der Energiespeicher an die gewünschte Anwendung und Funktionalität angepasst werden.

Energiespeicher in Betongehäusen sind eine vielseitige Lösung für die Platzierung eines Energiespeichers in der Nähe einer Produktionsanlage, um von Vorteilen wie der vollen Ausschöpfung des Erzeugungspotenzials bestehender EE-Anlagen, der Durchführung von Preisarbitrage oder der Bereitstellung einer Energiereserve im Falle eines Stromausfalls zu profitieren. Da der Hersteller für die Konstruktion des gesamten Energiespeichers einschließlich des Gehäuses verantwortlich ist, muss der Investor nur den Platz für die Installation bereitstellen und den Anschluss an die bestehenden Stromkreise ermöglichen.

Bei Energiespeichern in Betonbauweise handelt es sich um vorgefertigte Behälter, die aus drei monolithischen Stahlbetonelementen der Klasse C30/37 bestehen - dem Fundament, dem Hauptkörper und dem Dach. Die Verwendung einer solchen Lösung ermöglicht es, die Wände mit ausreichendem Feuerwiderstand zu bauen. Die Betonhülle bietet einen besseren Wärmeleitkoeffizienten, und die zusätzliche Wärmedämmung reduziert den Energiebedarf für die Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur im Inneren der Hülle erheblich.

Elemente, die in den Energiespeicher in einem Betongehäuse eintreten:

• Energiespeicherung,
• Bidirektionaler Wechselrichter,
• LV-Schaltanlage,
• Leistungstransformator,
• MV-Schaltanlage (optional),
• Steuerschrank SPS-Control,
• Brandmelde- und Brandbekämpfungssystem,
• HVAC-System.

Vorteile der in einem Betongehäuse installierten Energiespeicher:

• So kann das gesamte Potenzial der erneuerbaren Energien genutzt werden.
• Es kann als Notstromaggregat bei einem Netzausfall eingesetzt werden.
• Es ermöglicht die Glättung von Leistungsspitzen (Begrenzung der bestellten Leistung) und bietet die Möglichkeit, den Wert und die Richtung des Wirk- und Blindleistungsflusses zu regeln.
• Ermöglicht Preisarbitrage (Laden der Batterien, wenn die Netzstrompreise niedrig sind, und Entladen, wenn die Preise höher sind).
• Der Hersteller ist für die gesamte Konstruktion des Energiespeichers einschließlich des Gehäuses, des Steuerungssystems und der Inbetriebnahme verantwortlich, wobei die beste verfügbare Technologie und Materialien von höchster Qualität verwendet werden.
• Je nach Bedarf ist es möglich, Stationen mit einem internen Bedienungsgang oder mit einer externen Bedienungsmöglichkeit für Energiespeicher mit kleinen Kapazitäten zu konzipieren.
• Es ist möglich, Betonstationen miteinander zu kombinieren, um auf kleinstem Raum eine hohe Speicherkapazität zu erreichen.
• Durch den modularen Aufbau kann der Energiespeicher je nach Bedarf erweitert werden.
• Günstigere Temperaturbedingungen im Inneren des Gehäuses für den Betrieb von Energiespeichern.
• Hohe Witterungsbeständigkeit des Gehäuses.

Metallgekapselte Energiespeicher sind eine vielseitige Lösung, die es ermöglicht, die Energiespeicher in der Nähe der Produktionsanlage zu platzieren und bei Bedarf auch zu verlagern, da sie leicht und einfach zu transportieren sind.

Der Einsatz von Energiespeichern in Metallgehäusen bietet Vorteile wie die volle Nutzung des Erzeugungspotenzials bestehender EE-Anlagen, Preisarbitrage und die Bereitstellung von Energiereserven bei einem Stromausfall, und das an jedem beliebigen Ort. Da der Hersteller für die Konstruktion des gesamten Energiespeichers einschließlich des Gehäuses verantwortlich ist, muss lediglich Platz für seine Installation geschaffen und der Anschluss an bestehende Stromkreise ermöglicht werden.

Alle Verkleidungskomponenten: Dach, Wände, Türen und Verkleidungen sind aus pulverbeschichteten Aluminiumblechen gefertigt. Zwischen den Blechpaneelen, aus denen die Wände bestehen, befindet sich eine zusätzliche Isolierung in Form von Mineralwolle, um den unerwünschten Wärmeaustausch mit der Umgebung zu minimieren. Der leichte Rahmen des Containers ist aus Baustahl gefertigt.

Elemente, die in einem Metallgehäuse in den Energiespeicher gelangen:

• Energiespeicherung,
• Bidirektionaler Wechselrichter,
• LV-Schaltanlage,
• Leistungstransformator,
• MV-Schaltanlage (optional),
• Steuerschrank SPS-Steuerung,
• Brandmelde- und Brandbekämpfungssystem,
• HVAC-System.

Vorteile der Energiespeicherung in einem Metallgehäuse:

• So kann das gesamte Potenzial der erneuerbaren Energien genutzt werden.
• Es kann als Notstromaggregat bei einem Netzausfall eingesetzt werden.
• Es ermöglicht die Glättung von Leistungsspitzen (Begrenzung der bestellten Leistung) und bietet die Möglichkeit, den Wert und die Richtung des Wirk- und Blindleistungsflusses zu regeln.
• Ermöglicht Preisarbitrage (Laden der Batterien bei niedrigen Netzstrompreisen und Entladen bei höheren Preisen).
• Der Energiespeicher kann einfach und schnell von einem Ort zum anderen transportiert werden und eignet sich daher gut als temporäre Stromquelle.
• Der Hersteller ist für die gesamte Konstruktion des Energiespeichers einschließlich des Gehäuses, des Steuerungssystems und der Inbetriebnahme verantwortlich, wobei die beste verfügbare Technologie und Materialien von höchster Qualität verwendet werden.
• Je nach Bedarf ist es möglich, Stationen mit internem Bedienungsgang oder mit externer Bedienung zu konzipieren, auch bei Energiespeichern mit hoher Kapazität, und so die Stellfläche zu minimieren.
• Die Gründung auf einer Fundamentplatte gewährleistet eine einfache und schnelle Installation.
• Durch den modularen Aufbau kann der Energiespeicher je nach Bedarf erweitert werden.
• Leichtes Design für den Transport von voll ausgestatteten Energiespeichermodulen.

Ein Energiespeicher, der in einem bestehenden Raum installiert wird, ist die optimale Lösung für Kunden, die bereits über einen Raum verfügen, dessen Abmessungen die richtige Positionierung und Belüftung der Energiespeicher gewährleisten. Die Verwendung eines Brandmelde- und Löschsystems erfordert, dass der Energiespeicherraum luftdicht ist. Die Installation in einem Raum vermeidet die Kosten für die Unterbringung, verkürzt die administrativen Verfahren zur Erlangung der Baugenehmigung für den Energiespeicher und bietet die Möglichkeit, ihn in der Nähe eines Anschlusses an das interne Stromnetz zu installieren.

Elemente, die in den im bestehenden Raum installierten Energiespeicher gehen:

• Energiespeicherung,
• Bidirektionaler Wechselrichter,
• LV-Schaltanlage,
• Leistungstransformator,
• MV-Schaltanlage (optional),
• Steuerschrank SPS-Steuerung,
• Optionales Feuermelde- und Feuerlöschsystem,
• Optionales HVAC-System.

Vorteile eines in einem bestehenden Raum installierten Energiespeichers:

• So kann das gesamte Potenzial der erneuerbaren Energien genutzt werden.
• Es kann als Notstromaggregat bei einem Netzausfall eingesetzt werden.
• Es ermöglicht die Glättung von Leistungsspitzen (Begrenzung der bestellten Leistung) und bietet die Möglichkeit, den Wert und die Richtung des Wirk- und Blindleistungsflusses zu regeln.
• Ermöglicht Preisarbitrage (Laden der Batterien bei niedrigen Netzstrompreisen und Entladen bei höheren Preisen).
• Kann ohne Kosten und bauliche Auflagen installiert werden.
• Der Hersteller ist verantwortlich für die Lieferung der Energiespeicherkomponenten zusammen mit dem Steuerungssystem und dessen Inbetriebnahme unter Verwendung der besten verfügbaren Technologie und Materialien von höchster Qualität.

Der MEW-s Pole Energy Storage ist die Antwort von ZPUE auf die Anschlussprobleme von dezentralen Erzeugungsanlagen. Er ist mit einem intelligenten Algorithmus ausgestattet, der über die Richtung des Leistungsflusses entscheidet. Der Energiespeicher unterstützt die Verteilnetzbetreiber (DSOs) bei der Aufrechterhaltung geeigneter Stromparameter und ermöglicht es Prosumenten, das volle Potenzial der installierten erneuerbaren Energiequellen (EE) zu nutzen. -Dies alles ohne die Notwendigkeit, die entsprechenden Entwicklungsbedingungen zu sichern und zeitraubende Verfahren zu durchlaufen.

Elemente des Energiespeicherpols:

• Energiespeicherung,
• Bidirektionaler Wechselrichter,
• LV-Schaltanlage,
• Leistungstransformator,
• Steuerschrank SPS-Steuerung,
• HVAC-System.

Vorteile der säulenförmigen Energiespeicherung:

• Sie ermöglicht es, das gesamte Potenzial von Photovoltaikanlagen auf demselben Stromkreis zu nutzen.
• Ermöglicht die vollständige Regulierung der Netzparameter (Spannung und Frequenz) zur Gewährleistung einer hohen Netzqualität.
• Es ermöglicht die Glättung von Leistungsspitzen und bietet die Möglichkeit, den Wert und die Richtung des Wirk- und Blindleistungsflusses anzupassen.
• Bietet mehr Energiesicherheit.
• Es ermöglicht Preisarbitrage (Laden der Batterien bei niedrigen Netzstrompreisen und Entladen bei höheren Preisen).
• Prosumer können ohne Unterbrechung Energie erzeugen, was den Verteilernetzbetreibern mehr Zeit für die Modernisierung der Energieinfrastruktur verschafft.
• Kann ohne bauliche Voraussetzungen, schnell und einfach, ohne zeitaufwändige Verfahren installiert werden. Nach Abschluss des Investitionsvorhabens (Aufrüstung des Netzes) ist die eventuelle Verlegung des Speichers an einen anderen Standort relativ einfach und unproblematisch.
• Kann je nach technischer Analyse in neue oder bestehende Maststationen integriert werden.

Die Stromversorgung an Orten ohne Zugang zum Stromnetz, z. B. auf Baustellen, erfolgt häufig durch den Einsatz eines Generators. Dieser allein ist jedoch nicht die umweltfreundlichste und wirtschaftlichste Lösung, da er mit umweltschädlichen Abgasemissionen, Lärm und hohem Kraftstoffverbrauch verbunden ist. Die Lösung ist der Einsatz eines autonomen Kraftwerks, das neben dem Generator mit zusätzlichen, ökologischen und ökonomischen Stromquellen ausgestattet ist, nämlich mit Photovoltaik-Paneelen und Energiespeichern. Das Ziel von SPS Move ist es, die Energieerzeugung aus dem Treibstoff für das Aggregat zu minimieren und so viel wie möglich aus der auf dem tragbaren Container montierten Photovoltaikanlage zu gewinnen. Ein wesentlicher Bestandteil eines solchen Systems ist die Energiespeicherung, die eine maximale Energieerzeugung über die Zeit ermöglicht. Wenn das System mit Standardkraftstoff betrieben wird, kann es dank des Energiespeichers überlastet werden und mit den Nennwerten des Aggregats arbeiten.

Die Komponenten des Kraftwerks SPS Move:

• Photovoltaik-Paneele - die Verwendung von Photovoltaik-Paneelen garantiert die Nutzung umweltfreundlicher Sonnenenergie für die Stromversorgung von Geräten. Mit der von uns vorgeschlagenen Lösung können Sie bei Ausschreibungen, bei denen Umweltkriterien berücksichtigt werden, zusätzliche Punkte erzielen. Darüber hinaus wird die Nutzung kostenloser Sonnenenergie die Wirtschaftlichkeit der Stromversorgung erhöhen. Die Photovoltaikmodule, mit denen das autonome Kraftwerk SPS Move ausgestattet ist, bestehen aus robusten Komponenten von hoher Qualität und Effizienz.
• Eine Photovoltaikanlage allein würde nur die Aufrechterhaltung der Stromversorgung bei sonnigem Wetter ermöglichen, während ein Energiespeicher in Form von Lithium-Ionen-Batterien mit LFP-Technologie es ermöglicht, die Energie der Photovoltaikmodule zu speichern, wenn die Erzeugung den aktuellen Bedarf übersteigt, und sie dann nachts oder bei ungünstigem Wetter für die Stromversorgung der Geräte zu nutzen. Der Betrieb ist vollständig automatisiert und auf die optimale Nutzung der photovoltaischen Energie abgestimmt. Der Energiespeicher kann auch in Verbindung mit einem Generator arbeiten.
• Stromaggregat - wenn der Energiebedarf die Erzeugung über einen längeren Zeitraum übersteigt, kann die gespeicherte Energie zur Neige gehen. Aber auch das ist für das Kraftwerk SPS Move kein Problem. Es ist mit einem Generator ausgestattet, der die Energieversorgung unabhängig von den Bedingungen ermöglicht. Sein Betrieb ist zudem automatisiert und auf eine optimale Stromerzeugung ausgerichtet. Zu den optionalen Extras gehört außerdem die Reduzierung des Schallleistungspegels in 7 m Höhe von 55 dB auf 47,1 dB, so dass der Betrieb in der Nähe des Aggregats nicht als störend empfunden wird. Das Aggregat ist auf einem Gehäuse unter einem Dach mit Zugang von außen installiert.
• Steuerungssystem - Das autonome Kraftwerk SPS Move ist mit einem intelligenten Stromverteilungsmanagementsystem ausgestattet, das alle Stromquellen (Stromaggregat, PV-Anlage und Energiespeicher) steuert. Auf diese Weise wird ihr Betrieb im Hinblick auf die Deckung des aktuellen Bedarfs optimiert und die Laufzeit des Aggregats zugunsten der Nutzung der Kapazität der PV-Anlage und des Energiespeichers so weit wie möglich reduziert.
• Ladestation und Steckdosen - aufgrund der Elektrifizierung der Industrie werden immer mehr Geräte mit Strom betrieben. Elektrofahrzeuge können die installierte 22-kW-AC-Ladestation nutzen, und tragbare elektrische Geräte können über externe Drehstrom- und Einphasensteckdosen an der Containerfassade mit Strom versorgt werden.

Draufsicht - Anordnung der Geräte

Ansicht von oben - Anordnung der Platten

Vorteile von SPS MOVE:

• Ausgestattet mit einem intelligenten Stromverteilungsmanagement bietet das SPS Move Inselkraftwerk eine umweltfreundliche und kostengünstige Stromversorgung an netzfernen Standorten.
• Die faltbaren Photovoltaik-Paneele auf dem Dach und an den Seitenwänden der SPS-Move-Station ermöglichen einen einfachen Transport und eine einfache Installation und sorgen dafür, dass die Station so wenig Platz wie möglich einnimmt.
• Der Energiespeicher mit einem bidirektionalen Wechselrichter und anderen notwendigen Geräten ist in einem isolierten Raum untergebracht, der optimale Betriebsbedingungen für die Batterie ermöglicht.
• Der zweite Raum kann je nach den Bedürfnissen des Kunden frei genutzt werden, z. B. als Büro, Wachzimmer oder Lagerraum. Es ist möglich, den Raum durch den Einbau von Klimaanlagen und sogar durch das Hinzufügen von Türen, Fenstern und Wänden anzupassen. Auch das äußere Erscheinungsbild, wie Farbe und Logos, kann nach den Wünschen des Kunden gestaltet werden.
• Die Station verfügt über eine leichte Metallstruktur, die nicht nur den Transport erleichtert, sondern auch die Aufstellung des Containers im bestmöglichen Winkel zur Richtung der Sonneneinstrahlung auf die Photovoltaik-Paneele ermöglicht (es ist auch möglich, die Struktur zu kippen). Dadurch wird die Energieerzeugung maximiert. Es ist auch möglich, Photovoltaikmodule, die z. B. auf einem benachbarten Container montiert sind, systematisch miteinander zu verbinden.
• Die in der SPS Move verwendeten Geräte sind so konzipiert, dass sie so leise wie möglich arbeiten. Wenn nur RES-Installationen verwendet werden, wird der entstehende Lärm von den Wechselrichtern im Gehäuse erzeugt. Bei rauen Witterungsbedingungen wird das Geräusch durch das Aggregat erzeugt, das für den Betrieb in einer Umgebung ausgelegt ist, die eine Geräuschreduzierung erfordert.

Ein EMS (Energiemanagementsystem) ist ein programmierbares Steuerungssystem, das zur Steuerung und Optimierung des Betriebs von Energieerzeugungs- und -übertragungsanlagen eingesetzt wird. Das EMS-System ist für die Nutzung des vollen Potenzials von Energiespeichern unerlässlich. SPS Control ermöglicht die Integration und Kommunikation aller im Speicher enthaltenen Geräte und die Verwaltung ihres Betriebs durch entsprechend entwickelte Betriebsalgorithmen und Funktionalitäten. SPS SOFT ist ein erweitertes Energiemanagementsystem, das die Integration und Kommunikation von Geräten außerhalb des Speichers und die Schaffung eines optimierten Energiemanagementsystems für die Anlage ermöglicht. Die Kommunikation mit EMS-Systemen ist bidirektional und ermöglicht den Masterbetrieb oder die Anpassung an ein bestehendes Gebäudemanagementsystem.

SPS-SOFT-System

Das SPS-Soft-System dient der Visualisierung und Archivierung von Daten aus dem Energiespeicher und der zugehörigen Ausrüstung und spielt eine Schlüsselrolle bei der effektiven Verwaltung und Überwachung des Betriebs des Energiespeichers. Sein Betrieb kann in mehrere Hauptfunktionen unterteilt werden:

1. Datenvisualisierung:
   • Benutzeroberfläche: SPS Soft bietet eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) zur einfachen Verfolgung der wichtigsten Leistungsindikatoren der Energiespeicher und der zugehörigen Geräte. Dies kann Daten wie Batterieladestand, Leistungsabgabe, Energieverbrauch und mehr umfassen.
   • Diagramme und Schaubilder: Die Anwendung ermöglicht die Darstellung von Daten in Form von Diagrammen und Zeitdiagrammen, was die Analyse von Trends und die Ermittlung potenzieller Probleme erleichtert.
2. Datenarchivierung:
   • Datenbank: Die SPS Soft speichert die gesammelten Daten automatisch in einer Datenbank, die eine Messhistorie und eine rückwirkende Datenanalyse ermöglicht. Die Archivierung umfasst sowohl Betriebsdaten als auch Alarme oder kritische Ereignisse.
   • Berichte und Analysen: Das System kann regelmäßige Berichte erstellen, um die Effizienz des Energiespeichers zu bewerten und zukünftige Aktivitäten zu planen.
3. Einstellung der Betriebsparameter:
   • Konfigurationsparameter: Die Benutzer können die Betriebsparameter des Energiespeichers konfigurieren und ändern, so dass dieser seine Leistung entsprechend den aktuellen Bedürfnissen oder Erwartungen optimieren kann. Dies kann Lade-/Entladegrenzen, Speicherbetriebspläne und mehr umfassen.
   • Steuerung in Echtzeit: Das System ermöglicht auch die Steuerung der Energiespeicherung in Echtzeit, um auf veränderte Betriebsbedingungen oder Netzanforderungen zu reagieren.
4. Integration von Geräten:
   • Kommunikation mit Geräten: Die SPS Soft ist so konzipiert, dass sie mit einer Vielzahl von Energiespeichergeräten wie Batterien, Umrichtern, Sensoren und anderen Geräten kommunizieren kann. Das System kann mit Industriestandardprotokollen kommunizieren.

SPS-Steuerung

Das Steuerungssystem SPS-Control ist für die Überwachung aller im Energiespeicher installierten Geräte konzipiert. Das System wurde auf Basis einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) entwickelt, die es ermöglicht, den Zustand der im Energiespeicher installierten Geräte und Schaltanlagen zu überwachen. Auf diese Weise können Informationen gesammelt und auf der Grundlage dieser Informationen die entsprechende Steuerung der an der Speicherfunktion beteiligten Geräte vorgenommen werden.

Zarządzane elementy w magazynie energii:

• bidirektionaler Wechselrichter,
• Energiespeicher (z. B. Batterie, Kondensatorbank),
• MV-Schaltanlage,
• LV-Schaltanlage,
• Energiezähler und Analysatoren,
• Klimatisierung,
• Feuerlöschanlage,
• Brandmeldesystem.

Es ist möglich, sowohl jedes Gerät einzeln als auch eine Gruppe von Geräten im Automatikbetrieb zu steuern, die individuelle Energiespeicherfunktionen ausführen.

Beispiel für den Bildschirm des Bedienfeldes der SPS-Steuerung

Die Grundfunktionen des SPS-Steuerungssystems sind:

• Laden von Energiespeichern aus dem Netz zu einem beliebigen Zeitpunkt (z. B. in der Schwachlastzeit) und Entladen von Energiespeichern in die Last/das Netz zu einem beliebigen Zeitpunkt (z. B. während der Energiespitze),
• Laden von EE-Energiespeichern bei Überproduktion und Entladen nach einer Periode der Überproduktion,
• AUS-Netzbetrieb,
• Leistungsreduzierung bei Bedarf,
• Energieversorgung von Ladestationen für Elektroautos bei voller Kapazität.

Für jede Funktion sind entsprechende Parametersätze vorbereitet, die es dem Bediener ermöglichen, die Einstellungen zu ändern.

Die intelligenten Algorithmen der SPS-Steuerung sind speziell entwickelte Funktionen, die durch entsprechende Parametrierung eine optimale Steuerung der Aktoren ermöglichen, um die Leistung des Netzes zu verbessern oder durch Energiespeicherung und -rückgabe wirtschaftliche Vorteile zu erzielen. Zu den beliebtesten gehören:

• Glättung der Lastkurve,
• Stabilisierung der Netzparameter auf der Niederspannungsseite,
• Blindleistungskompensation,
• Kompensation von Verzerrungen (Oberschwingungen),
• Spannungsregelung mit Wirk- und Blindleistung,
• Stabilisierung der Macht der besorgten Verbraucher,
• Stabilisierung der RES-Leistung.