Die Art und Weise, wie wir USV-Systeme heute verwenden, hat sich stark verändert. Technologische Verbesserungen der USV-Effizienz, Vielseitigkeit und Flexibilität haben es Borri ermöglicht, nicht standardmäßige USV-Anwendungen wie Peaking-Shaving und Power-Buffering anzugehen. Diese Techniken beziehen sich wiederum darauf, dass USV-Systeme die Forderung nach Integration in Smart Grids erfüllen können.
In diesem Artikel sehen wir uns genauer an, wie Peak Shaving funktioniert und warum Smart Grids ein vielversprechendes Anwendungsfeld für USV-Hersteller sind. Zu diesem Zweck haben wir einige der häufigsten Fragen beantwortet, wenn es um USV mit Peak-Shaving und deren Integration in Smart Grids geht.
Was ist Peak-Shaving?
Peak Shaving ist eine Reihe von Techniken, die darauf abzielen, die Nachfragekurve für elektrische Energie den ganzen Tag und das ganze Jahr über so flach wie möglich zu halten, indem Spitzen kompensiert werden. Energieverbraucher mit Peak-Shaving-Fähigkeit interagieren mit dem Versorgungsnetz, um ihre Leistungsaufnahme in Zeiten mit hohem Energiebedarf zu verringern. Dazu gehören unter anderem Fabrikauslastungsspitzen oder der massive Einsatz von Klimaanlagen an heißen Sommertagen.
Was ist ein intelligentes Netz?
In konventionellen Netzanordnungen wird Strom von großen Anlagen erzeugt und dann in einem Energiefluss in einer Richtung zu den Verbrauchern geleitet. In einem Smart Grid wird die Stromerzeugung sowohl auf große Kraftwerke als auch auf kleinere Produktionsstätten verteilt, die hauptsächlich aus erneuerbaren Energiequellen stammen. PV-Generatoren für Privathaushalte können weitestgehend Teil eines Smart Grids sein. Eingebettete IKT stellen die erforderliche Informationskapazität für die Netzstabilitätskontrolle bereit.
Warum ist Energiespeicherung in Smart Grids so wichtig?
Ein Zweck eines intelligenten Stromnetzes besteht darin, so viel erneuerbare Energie wie möglich zu nutzen, die sehr variabel ist und eine lokale Energiespeicherung erfordert, um die erzeugte Energie für eine konstante Nutzung zu puffern. Eine der bevorzugten Energiespeicherarten ist die Li-Ion-Chemie, da Li-Ion-Batterien sehr gut für Teilentladung oder zyklischen Einsatz geeignet sind. Durch ihr geringes Gewicht und den relativ weiten Temperaturbereich sind sie auch ideal für den Aufbau großer Energiespeicher sowie dezentraler Energiequellen.
Warum wird Peak Shaving benötigt?
Die Energieerzeugungs- und -verteilungsinfrastruktur muss entsprechend dem Spitzenbedarf dimensioniert werden. Wenn die Spitzennachfrage viel höher als der Durchschnitt ist, müssen die Netze überdimensioniert werden, wodurch sich die Kapitalrendite für die Anbieter verlängert.
Darüber hinaus können plötzliche Schwankungen der Lastnachfrage zu Netzfrequenz- und Spannungsinstabilitäten führen, was zu einer Verschlechterung der Netzqualität und damit zu weiteren Kosten für den Anbieter führt. Netzbetreiber sind daher bestrebt, Wege zu finden, um eine „Shaved Curve“ zu erreichen; Andererseits wird Benutzern, die verfügbar sind, um ein Peak-Shaving-Programm zu implementieren, normalerweise ein Rabatt auf ihre Energierechnungen gewährt.
Wie funktioniert UPS Peak Shaving?
Der einfachste Weg für eine USV, die Stromaufnahme des Netzes zu verringern, besteht darin, die AC/DC-Gleichrichterstufe in den Leerlauf zu versetzen und auf Batteriebetrieb umzuschalten. Die gespeicherte Energie versorgt daher Lasten über den DC-Zwischenkreis der USV für die erforderliche Dauer. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb muss die Batterieleistung für die erforderliche Überbrückungszeit bei einem Netzausfall plus die erforderliche Spitzenabschaltzeit ausgelegt werden. Diese Technik wird auch als „Passive Grid Tie“ bezeichnet. Komplexere Implementierungen verwenden bidirektionale Gleichrichter, sodass die USV Energie in „Active Grid Tie“-Schemata an das Netz abgeben kann.
Aktive Verbindungen sind flexibler, wenn es darum geht, unterschiedliche Energiemengen rechtzeitig bereitzustellen, andererseits erfordern sie weitere Hardware und Steuerungslogik und unterliegen nicht nur den örtlichen Vorschriften für die Netzkopplung. Die Steuerlogik für den Peak-Sharing reicht von einfachem Ein-/Ausschalten mit einer externen Dispatcher-Einheit, die die Funktion ermöglicht, bis hin zu einem ausgeklügelten USV-Algorithmus, der die Qualität des vorgeschalteten Netzes überwacht und dem System befiehlt, die Leistungsaufnahme entsprechend anzupassen.
Was steht für USV-Systeme in den nächsten Jahren am Horizont?
USV werden immer mehr in Stromnetze eingebettet und eine wichtige Rolle in der Welt des Internets der Dinge spielen. Mit der weltweiten Verbreitung von Smart Grids werden auch unterbrechungsfreie Dienste, die UPS sowohl für große Anlagen als auch für Wohngebäude erforderlich machen. Energie ist eine vorherrschende Komponente in der Kreislaufwirtschaft, und USV-Hersteller werden aufgefordert, ihren ökologischen Fußabdruck zu verringern, indem sie ihre Entwicklung auf die Reduzierung der Energie- und CO2-Ausbeute während ihres gesamten Lebenszyklus konzentrieren und Second-Life- und Recycling-Strategien entwickeln. Dieser aufstrebende Markt bietet interessante Möglichkeiten in vielen Branchen wie Rechenzentren, Industrie und Gesundheitswesen. EverExceed hat kürzlich USV-Lösungen im Bereich von 10-400 kVA mit Leistungspufferung entwickelt und eingesetzt, um medizinische Geräte zu versorgen.
Durch die Begrenzung der Eingangsleistung auf den Regimewert stellen die USV-Einheiten sicher, dass die häufigen Energiespitzen, die von MRT-Geräten oder CT-Scannern absorbiert werden, nicht vom öffentlichen Stromversorger bezogen werden. Endverbraucher können somit ihren Energiebedarf und ihre vorgeschalteten Geräte entsprechend verkleinern und so dauerhaft erhebliche Einsparungen bei ihrer Energierechnung erzielen.
