M5BAT - ein neuer Ansatz zur industriellen Energiespeicherung
Die heutige Entwicklung der Elektrizitätswirtschaft sieht die zunehmende Einführung erneuerbarer Energiequellen vor. Auch im Bereich der Verbesserung der Qualität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung werden Entwicklungen durchgeführt.Als eine der Möglichkeiten zur Lösung dieser Probleme wird die Idee verwendet, Umspannwerke mit Batterien mit großer Kapazität in der Nähe von Verbrauchern zu schaffen. Dieser Artikel stellt eine der Lösungen vor, die 2016 in Deutschland in Betrieb genommen werden sollen.
Ein bisschen Geschichte
Die Entwicklung solcher Projekte begann in den 1980er Jahren. Zu dieser Zeit verfügte Westberlin über ein völlig autonomes Stromversorgungssystem, und um die Frequenz aufrechtzuerhalten, wurde 1986 das Batterie-Speicherkraftwerk Berlin-Steglitz gebaut, was „batteriebetriebenes Kraftwerk“ bedeutet. Diese Station wurde 1994 nach dem Zusammenschluss von Stromversorgungssystemen geschlossen.Die Station hatte folgende Eigenschaften:| Spitzenleistung | 17 MW |
| Spitzenleistung | 20 min |
| Maximal gespeicherte Energie | 14,4 MWh |
Die Station bestand aus 7080 Bleibatterien in 12 parallelen Zweigen mit jeweils 590 Batterien.Bestehende Technologie
Heutzutage sind die oben erwähnten Blei-Säure-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien auf dem Markt für solche Lösungen weit verbreitet. Von letzteren kann man sich an solche Entscheidungen in Deutschland erinnern:- . Samsung 5 5 . 25600 --. 20 [2]
- LG Chem 2 / 2,7 . JH2. LG , - (pouch bag cells). 10 [3]
- (10 , 6,5 ) . 3360 , LG Chem [4]
Aber wie bei jeder Technologie gibt es immer Mängel. Für alle Speichertechnologien gilt Folgendes: Entweder erhalten wir viel Strom und eine kleine Menge gespeicherter Energie oder umgekehrt. Dies gilt sowohl beim Vergleich verschiedener Technologien als auch in der Mitte einer Gruppe desselben chemischen Prinzips (obwohl hier der Unterschied oft nicht so groß ist). Preis- und Betriebskosten sind ebenfalls wichtig.Daher sind Ideen über die Kombination verschiedener Batterietypen entstanden und entstehen weiterhin. In Braderup wurde beispielsweise eine Hybridinstallation von Lithium-Ionen-Batterien (2 MW, Energieeinsparung 2 MWh) und einer Vanadium-Redox-Batterie (Vanadium-Redox-Flow-Batteriespeicher, 330 kW und 1 MWh) in Betrieb genommen. Der Lithium-Ionen-Akku wurde von Sony, dem Vanadium - Vanadis Power, dem Design- und Steuerungssystem - Bosch [5] entwickelt.Der Zweck des Artikels ist es, eines dieser Hybridprojekte zu beschreiben, nämlich eine Kombination von Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien.Projektmotivation
Bei stationären Installationen sind Gewicht und Volumen nicht der wichtigste Faktor, da hier der Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien keine große Rolle spielt. Gleichzeitig sind die Ströme, mit denen diese Batterien geladen und entladen werden können, höher als diejenigen, die für Blei-Säure-Batterien gleicher Kapazität gelten. Der Hauptnachteil sind die Installations- und Betriebskosten.Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass es sich um Energie handelt, bei der es nicht um 5-6 Jahre geht, sondern um 10 und mehr, bis zu 30 Jahre für Mittelspannungsnetze (wo heute ähnliche Anlagen verwendet werden). In diesem Fall werden die Vorteile einer Lithium-Ionen-Batterie durch die Tatsache einer günstigeren (wenn auch häufigeren) Wartung von Bleibatterien ausgeglichen. Ich stelle fest, dass der Service kein Ersatz ist. In solchen Systemen hält eine ersatzlose Blei-Säure-Batterie zumindest unter extrem widrigen Bedingungen (niedrige Temperaturen in den Alpen) bis zu 9 Jahre, was bereits mit der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien vergleichbar ist.Daher wurde beschlossen, eine Hybridinstallation zu implementieren, um sowohl ungeplante als auch geplante Sprünge zur Glättung des Verbrauchsplans abzudecken.Eigenschaften
Die Eigenschaften der Installation sind in ihrem Namen enthalten - M5BAT. Es ist geplant, dass die Spitzenkapazität 5 MW beträgt, die maximale Menge an gespeicherter Energie - 5 MWh. Die Nummer 5 wird auch verwendet, um den folgenden Namen abzukürzen: Modularer Multi-Megawatt Multi-Technologie Mittelspannungsbatteriespeicher - Modulares Multi-Megawatt-Mittelspannungs-Energiespeichersystem mit mehreren Technologien (die englische Version ist auch in Bezug auf fünf M in Folge gut - Modulares Multimegawatt, Multitechnologie-Mittelspannungs-Batteriespeicher System).Das technische Ziel besteht darin, einen Ansatz zur Schaffung modularer Systeme zu entwickeln.Hier werde ich auch eine kleine Exkurs-Erinnerung machen. Je schneller die Batterie leer ist, desto weniger Energie können Sie daraus gewinnen. Dies gilt für alle Arten von chemischen Batterien. Im Internet gibt es viele Bilder, die diese Abhängigkeit zeigen. Im Folgenden ist eines davon aufgeführt:
Das zweite, nicht weniger wichtige wirtschaftliche Ziel - die Schaffung eines optimalen Systems, das billiger als reines Lithium-Ionen-System ist, dessen Effizienz bei der tatsächlichen Arbeit im Stromnetz jedoch nicht unterlegen ist.Verwendete Komponenten
Lithium-Ionen-Batterien
Der Hersteller war Beta-Motion. Das Unternehmen ist Systementwickler, aber kein Hersteller. Leider konnten keine verlässlichen Informationen über den Zelltyp gefunden werden, außer Informationen über die Verwendung eines Keramikseparators.Blei-Säure-Batterien
Die folgenden Exide-Produktionsmodelle wurden verwendet:| Titel | 16 OCSM 2320 LA | 602 1960C Solar |
| Technologie | CSM (Copper Stretch Metal) | VRLA-Gel |
| Anzahl der Zyklen | n.d. | 2400 |
| Lebensdauer | 20 Jahre | n.d. |
| Nennkapazität 1 Stk. | 4180 Wh | 3670 Wh |
Vollständigere Spezifikationen finden Sie hier: 16 OCSM 2320 LA und 602 1960C Solar .
Links 16 OCSM 2320 LA, rechts 602 1960C SolarWechselrichter
SMA-Hersteller, jeweils zwei Wechselrichter mit 630 kVA. Sie wurden mit mehr Funktionen als Standard entworfen. Die grundlegenden Eigenschaften insgesamt sollten sich jedoch nicht geändert haben. Da diese Informationen nicht verifiziert werden konnten, gebe ich detaillierte Daten zu Standardmodellen als Referenz an .Die Zukunft des Projekts
Nach der Inbetriebnahme sind die Arbeiten für ein Jahr geplant. Sowohl die Prüfung des technischen Teils wird durchgeführt, insbesondere die Zuverlässigkeit und die allgemeine Fähigkeit, im erforderlichen Modus zum Glätten von Spitzen zu arbeiten, als auch die Arbeit auf dem Energiemarkt. Basierend auf den Forschungsergebnissen wird eine Entscheidung über das Schicksal des Projekts getroffen.Basierend auf dem Projekt wird ein Ansatz für ein modulares System zur Verwendung in elektrischen Netzen entwickelt.Projektteilnehmer
Designer
Institut für Stromerzeugungs- und Speichersysteme RWTH Aachen - Institut für Stromerzeugungs- und Speichersysteme der Rhein-Westfälischen Technischen Universität Aachen.Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft RWTH Aachen - Institut für Elektrische Systeme und Energie der Rhein-Westfälischen Technischen Universität Aachen.Industriepartner
E.On ist einer der größten Backbone-Netzbetreiber in der EU.Exide Technologies ist Hersteller von VRLA-Gel- und Kupferstreckmetalltechnologie-Batterien.Die SMA Solar Technology AG ist ein Anbieter von Wechselrichtern.Beta-Motion ist Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien. Nicht in der Liste der Partner auf der Hauptseite aufgeführt.Quellen
1. Offizieller Standort des M5BAT-Projekts2. Batteriekraftwerk 5 MWh in Schwerin3. Batteriekraftwerk 2 MWh in Dresden4. Regionalregulierungskraftwerk Feldheim, 6,5 MWh5. Hybrid-LiIon-RedOx-Batterie in Braderup Source: https://habr.com/ru/post/de388729/
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