Využití velkokapacitní baterie pro vyhlazování odběrových špiček a jako zálohování provozu výrobního závodu FENIX Jeseník

Špičkovací akumulační stanice (dále jen SAS) je souborem technologií, vytvářejících zdroj energie široké spektrum aplikací. V Jeseníku má za cíl snížit rezervovaného výkon, vykrývat energetické odběrové špičky (vyrovnání diagramu), pokrývat 1/4hodinová maxima, eliminovat pokuty za překročení maxim a fungovat i jako provozní záloha energie pro doběh technologií (POWER UPS).

Technologie akumulace energie využívá velkokapacitní bateriové energetické úložiště a dynamicky řízené výkonové střídače DC/AC ve 4Q režimu, které zajišťují řízený všesměrový tok energie. Technologie je navržena tak, aby umožňovala modulární dimenzování i pro jiné cílové aplikace. Modulární koncepcí je zajištěna možnost navýšení provozního výkonu měničů nebo akumulační kapacity energetického zásobníku. Stanice SAS je vybavena řídicím systémem PMS (Power Management System), který zajišťuje řízení chodu celé technologie a dynamické řízení dle potřeb provozovatele a provozních stavů v distribuční soustavě.

Aplikační oblasti využití stanice SAS

Špičkovací akumulační stanice je koncepčně navržena tak, aby mohla být použita v širokém spektru cílových aplikací. Stanice SAS obecně zajišťují vytvoření vlastní energetické kapacitní zálohy provozu výrobního nebo obchodně-komerčního objektu a jsou určeny pro provoz v následujících pracovních režimech:

Plánovaná úprava spotřeby po instalaci velkokapacitního úložiště

• snížení rezervovaného výkonu (rozložení spotřeby do 24 hodin),
• řízení ¼ hod maxima,
• ochrana a energetická záloha proti výpadkům, které mohou způsobit významné škody ve výrobě,
• řízení a kompenzace kvality sítě,
• eliminace pokut za překročení maxim.

Další aplikací jsou akumulační nabíjecí stanice pro elektromobily ve formě kontejnerové nabíjecí akumulační stanice pro silniční čerpací stanice nebo pevné akumulační stanice pro nabíjení elektromobilů v rámci korporátní sféry, obchodních center, administrativních objektů nebo aglomeračních celků.

Hlavními oblastmi využití SAS jsou energetické stanice pro podporu průmyslových provozů a dynamické energetické balancovací stanice pro široké rozmístění v distribučních soustavách s hromadným řízením pro omezení vlivu místních výroben z OZE. Špičkovací akumulační stanice může být svým modulárním konstrukčním uspořádáním využita také ve 20tistopých speciálně upravených kontejnerech jako mobilní energetický zásobník, například pro oblasti bez stálého zdroje elektrické energie či pro oblasti s nízkou kvalitou sítě.

Detaily SAS v Jeseníku

Pro umístění stanice SAS byla zvolena technická místnost v objektu bývalého skladu, který byl rekonstruován na nové výrobní prostory v rámci zvyšování výrobních kapacit podniku. Tato místnost byla upravena pro zvolené konstrukční provedení technologie SAS. Velkokapacitní úložiště je konstruováno z rozvaděčových skříní 80x80x200cm, které jsou sestaveny do dvou bloků s kapacitou 2x 307kWh. Prostor je připraven pro možnost dodatečného rozšíření o další blok.

Výrobní závod Fenix s.r.o. v Jeseníku

Budova v areálu společnosti Fenix s.r.o., ve které je umístěna špičkovací akumulační stanice

Stanice SAS je sestavena z následujících funkčních celků:

Půdorys rozmístění jednotlivých prvků velkokapacitního úložiště

• velkokapacitní akumulační uložiště 2x 307kWh se systémem BMS,
• blok výkonových měničů 2x 350kW (přetížitelnost 2x 400kW),
• blok výkonových připojovacích transformátorů 2x 400kVA,
• rozvaděč hlavního výkonového připojení SAS na DTS, která je uvnitř areálu,
• rozvaděče Synchrometteringu a výkonových stykačů (dovybavení DTS),
• Power Management System řídící jednotka aplikace SAS,
• rozvaděče podpůrných obvodů (zálohované napájení 24V, VZT, SHZ).

Koncepce uspořádání topologie zapojení zajišťuje následující rozsah provozních režimů:

• stav všech spínacích a jistících prvků je monitorovány pro hlavní řídící aplikaci,
• topologie umožňuje snadné rozšiřování výkonu a kapacity přidáváním funkčních bloků,
• propojovací topologie zajišťuje snadnou možnost údržby jednotlivých částí,
• topologie umožňuje realizaci modifikací uspořádání zapojení, režim OFF-line a IN-line interaktiv,
• koncepce nám zajišťuje unifikovanou funkci systémových bloků BMS a Synchrometteringu,
• cílová aplikace je zákaznicky definována až v jednotce PMS,
• pro technologii je řešena řídící a monitorovací aplikace energetického meteringu a dispečinku.

Vize pro SAS do budoucna

• výkonový rozsah stanic SAS je rozdělen do výkonových úrovní 300kVA, 600kVA, 1MVA, což umožňuje vytvoření řešení de cílové aplikace,
• kapacitní rozsah stanic SAS je škálovatelný po 250kWh. S použitím akumulátorů na bázi lithiových článků (LiFePO4). Technologie není závislá na typu použitých akumulátorů, lze je zaměnit za jiný druh,
• možnost napojení na zdroj OZE, ať už stávající nebo nově instalovaný,
• výkonové měniče a střídače pracující ve 4Q režimu,
• SAS může také sloužit jako specializovaná nabíjecí stanice pro elektromobily,
• nadstavbou pro celou technologii a všechny typy SAS je systém dispečerského ovládání.