Siestorage: kontajner plný technológie

Technológie Siemens pomáhajú zabezpečiť stabilitu energetických systémov pre všetkých hráčov – od výrobcov elektriny až po spotrebiteľov. Kľúčovým prvkom je modulárny batériový systém Siestorage (Siemens Energy Storage). 

Systém Siestorage reaguje na tri pálčivé výzvy, ktoré dnes trápia elektroenergetikov: optimalizuje subjekty pripojené k elektrickej sieti, poskytuje jej flexibilitu a pomáha veľkým spotrebiteľom elektriny, aby ich neohrozovali výpadky. Systém dokáže kompenzovať negatívny vplyv obnoviteľných zdrojov energie v kritických miestach siete – reguluje činný i jalový výkon presne podľa aktuálnych požiadaviek. V čase nízkeho zaťaženia môže energiu z obnoviteľných zdrojov akumulovať a počas odberovej špičky ju dodávať do siete.

 

Stabilita v sieti

Siestorage je modulárny energetický batériový systém s najnovším modelom výkonných lítiovo-iónových batérií a výkonnej elektroniky. Skladá sa z troch hlavných častí: batériovej skrine, riadiaceho systému a skrine silového pripojenia. Naakumulovaný výkon dodáva cez AC/DC menič priamo do siete nízkeho napätia alebo cez transformátor do siete vysokého napätia a naopak. Modulárnosť systému umožňuje široký rozsah optimálneho výkonu. V minimálnej konfigurácii (s inštaláciou do dvoch skríň) má menovitý výkon 32 kW a garantovanú kapacitu 16 kWh. Túto minimálnu zostavu možno rozširovať ďalšími batériovými a meničovými skriňami, pričom rozsah pre akumuláciu a riadenie výkonov je 280 kW až 16 MW. Modulárne kontajnerové riešenie navyše uľahčuje dopravu na stavenisko, minimalizuje montážne práce a rozširuje možnosti využitia v rozličných lokalitách.

Pohotová reakcia

Veľkou prednosťou systému je reakčná rýchlosť, daná jeho konštrukciou. Nepoužíva žiadne pohyblivé mechanické časti, ale najmodernejšiu spínaciu a výkonnú techniku, modul na vyvedenie výkonu, vývodový transformátor a riadiaci systém. Všetky tieto zariadenia vyvinul Siemens špeciálne pre túto aplikáciu. Reakčný čas je v milisekundách a celková účinnosť prevyšuje 80 percent. Rýchlosťou odozvy, ako aj účinnosťou systému Siestorage prekonáva plynové elektrárne, ktoré sa tradične na pomocné služby používajú. Riadiaci systém Simatic pracuje so všetkými potrebnými dátami, ktoré majú vplyv na správnu a ekonomickú prevádzku. Dôležité parametre vrátane teploty každej batérie sa monitorujú a riadiaca jednotka nastavuje optimálny proces ich nabíjania i vybíjania. Podstatné je, aby sa batérie nabíjali maximálnym možným prúdom, ale zároveň aby ich teplota neprekročila povolenú toleranciu, čím sa dosahuje ich optimálna životnosť.

Rozsah funkcií systému Siestorage je veľmi široký a nájde uplatnenie v energetike, priemysle, infraštruktúre, ako aj pri výstavbe komerčných a bytových komplexov.

Pomocník v energetike

Veľkokapacitná batériová akumulácia má hlavné uplatnenie v energetických spoločnostiach. Prvý pilotný projekt nasadenia Siestorageu s výkonom 1 MVA a kapacitou 500 kWh uviedla do prevádzky v roku 2012 spoločnosť ENEL, najväčší hráč na energetickom trhu v Taliansku. Systém pomohol integrovať do lokálnej siete fotovoltickú elektráreň spoločne s nabíjacou stanicou pre elektromobily a zabezpečil stabilitu napätia a reguláciu záťaže. Pri výpadku hlavnej napájacej siete je schopný uviesť lokálnu sieť naspäť do prevádzky. V rozvodni Mydlovary v Juhočeskom kraji slúži inštalácia Siestorageu na zálohovanie energie, reguláciu napätia a zmiernenie špičiek. Spoločnosť E.ON tak primárne rieši kompenzáciu odchýlok obchodníka s elektrickou energiou. Dodaný systém s kapacitou 1 MWh je dosiaľ najväčší batériový akumulačný systém v Českej republike. Systém Siestorage využíva spoločnosť Engie Deutschland na prečerpávacej vodnej elektrárni na rieke Pfreimd v severovýchodnom Bavorsku. Batériové úložisko dopĺňa existujúce zariadenia a umožňuje efektívnejšiu výrobu a spracovanie energie. Systém s kapacitou 13 MWh je najväčších zariadením tohto druhu, ktoré doteraz Siemens dodal.

Inteligentné siete

Akumulácia energie je základným prvkom inteligentných sietí (smart grids) i dodávok elektriny pre inteligentné mestá (smart cities). Systém Siestorage pomáha tiež zvyšovať nezávislosť lokálnych či autonómnych sietí. Široké využitie obnoviteľných zdrojov predpokladá budovanie mikrosietí (microgrids). Ide o malé komunity – obce, priemyselné komplexy či univerzitné areály – schopné vlastnými zdrojmi pokryť svoje energetické potreby. Len v Nemecku by ich malo vzniknúť niekoľko tisíc. Pilotný projekt mikrosiete otestovala spoločnosť Siemens s partnermi v bavorskej obci Wildpoldsried. V roku 2017 po prvýkrát odpojili lokálnu sieť od verejnej elektrickej siete. Dodávky elektriny z miestnych veterných a solárnych elektrární boli aj vďaka akumulácii energie vysoko stabilné a nedošlo k žiadnym výpadkom. „Wildpoldsried demonštruje podmienky, ktoré budú v budúcnosti bežné v celom Nemecku. Obec je akýmsi laboratóriom, kde overujeme nové koncepty a technológie,“ konštatoval po úspešnom experimente projektový manažér Siemensu Michael Metzger.

Rezerva pre priemysel

Siestorage sa stará o spoľahlivé dodávky elektriny aj v podnikoch s energeticky náročnou výrobou. Počas špičkových odberov dodáva naakumulovanú energiu a firmám šetrí platby za prekročenie dohodnutých maxím. Naopak, pri výpadku hlavnej siete batérie okamžite zabezpečia dodávky elektrickej energie až do jej obnovenia. Ak to trvá nečakane dlho, poskytnú dostatočne dlhý čas na prípravu a štandardné ukončenie prevádzky strojov a zariadení. Siestorage s kapacitou 1 MWh zabezpečuje záložné napájanie pre plynovú turbínu s výkonom 153 MW v priemyselnej elektrárni firmy Vulkan (CEO) v meste Eisenhüttenstadt. Elektráreň plní dôležitú úlohu pri výpadku hlavnej 110-kilovoltovej distribučnej siete – dodáva elektrinu a teplo do oceliarne ArcelorMittal Eisenhüttenstadt, najväčšej oceliarne na východe Nemecka. Siestorage takzvaným čiernym štartom uvedie do chodu 400-kilowattový motor plynovej turbíny elektrárne Vulkan.

Autor: Ľubomír Jurina, Martin Valášek

Foto: Siemens