Energy Storage
Systems

Wie praktisch wäre es, könnte man ungenutzten Strom einfach aufbewahren, bis man ihn braucht? Wenn man auch dann Strom vom Dach holen kann, wenn die Sonne gerade nicht scheint und das Elektroauto von sich aus nur den günstigen Strom tankt. Wenn man seinen eigenen Energievorrat hat, um Stromspitzen zu kappen. Good news: Diese Evolution ist nicht nur auf dem Weg, sie ist schon angekommen. Die Energy Storage Systeme nehmen Kurs auf die Energiewende. Mithilfe der ausgeklügelten Technik lassen sich Lastspitzen vermeiden sowie der Eigenverbrauch optimieren. Zusätzlich trägt es einen wesentlichen Beitrag zur Netzstabilisierung bei. Das Beste: Das Herz unserer ESS stammt aus PKWs.

Für alle, die sich den Kopf über Ihre Energiekosten zerbrechen, haben wir die Lösung: Es gibt ein System, das Stromspitzen umgeht. Klingt nach Magie, ist aber hoch intelligente Technik. Wir haben ein Energy Storage System auf Basis von Pufferbatterien mit passenden Wechselrichtern (67,5 kVA) entwickelt. Je nach Anwendungsgebiet kann ein vollautomatischer Betrieb stattfinden oder die zusätzliche Energie aus dem Stromspeicher wird zum Beispiel durch Startbefehle von Maschinen freigesetzt. Unsere Lösung beginnt bei einer Kapazität von 100 kWh und ist theoretisch erweiterbar bis ins Unendliche. Am Tag produziert die Anlage auf dem Dach viel Sonnenenergie, in der Nacht müssen Sie Fremdstrom nutzen? Wenn der Betrieb morgens losgeht, schnellen die Stromkosten für kurze Zeit in die Höhe und auf dem Parkplatz tanken alle E-Autos, dabei wäre der Strom zu Schwachladezeiten viel günstiger? Um Strom zu sparen und die Energieverteilung zu optimieren, überwinden die Energy Storage Systeme diese Hindernisse. Sie unterstützen den Netzanschluss, wann immer es nötig ist mit eigener Energie und realisieren eine intelligente, völlig neue Kreislaufwirtschaft.

Durch das Speichern des Stroms legen Sie sich Ihren eigenen Energievorrat an, den Sie jederzeit anzapfen können, um die Kosten vom Stromanbieter zu senken. Wir nutzen mit der Lithium-Ionen-Technologie ein Energy Storage System mit minimalen Verlusten. Das Energy Storage System ist ruckzuck installiert und funktioniert ohne teuren Ausbau des Netzanschlusses oder damit verbundene Kosten. Es kann mit Solaranlagen, Windgeneratoren und Brennstoffzellen kombiniert werden, aber auch mit der Wasserstoffherstellung. Je nach Größe installieren unsere Mitarbeiter in kürzester Zeit Outdoor-Speicher (Container) oder Indoor-Standalone-Lösungen (Serverracks).

Die Batterie aus dem PKW muss nach ihrem Einsatz nicht gleich entsorgt werden, sie ist der perfekte Kandidat für einen leistungsfähigen Energiespeicher. Wir schenken ihr damit ein neues Leben und gestalten eine zukunftsfähige Speicherlösung für Industrie- und Gewerbekunden, Haushalte und erneuerbare Energien.

In Kombination mit mehreren anderen Systemen können diese Einheiten auch für die FCR (50-Hz-Frequenzstabilisierung) und das Überlastungsmanagement verwendet werden. Fernsteuerung und -überwachung sind im Energy Storage System integriert und auch Service sowie Wartung sind einfach und nur selten erforderlich.

Energy Storage Systeme (ESS) sind Kerntechnologien, in denen wir hochintelligente Akku-Technologien vereint haben, um Energie zu speichern und zu erhalten. Konkret sprechen wir hier von einer ganzen Reihe an Systemen für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ob für nachhaltige Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser, alle Energy Storage Systeme teilen sich ein und dasselbe Ziel: Energie speichern, Spitzen glätten und Kraftstoff einsparen. Das Beste daran: Die Energy Storage Systems können rasch und bis ins Kleinste an die Anforderungen unserer Kunden angepasst werden. Neben der Batterieentwicklung arbeiten wir mit den innovativsten Technologien der Energiespeicherung. Wir helfen Ihnen, Ihre Effizienz zu verbessern, Energiedichten zu erkennen und die gesamte Lebensdauer von Batterien zu verlängern. Unsere Stromspeicher sind eigens für Ihre Anwendung entwickelt und können modular erweitert werden.

Der STABL Wechselrichter ist ein modularer Multilevel Wechselrichter für Batteriespeicher. Das technische Prinzip des Wechselrichters ist, die verschiedenen Gleichstromspannungsquellen (Batteriemodule) dynamisch in Serie zu schalten oder zu brücken. Damit kann eine stufenförmige, sinusähnliche Spannung erzeugt werden oder je nach Anwendung auch beliebige Spannungsformen. Im abgeschalteten Zustand sind die Schalter offen, so dass keine elektrische Verbindung zwischen den Batteriemodulen besteht.

Die Grafik zeigt qualitativ die Erzeugung der Ausgangsspannung am Beispiel von vier Modulen mit einer Modulspannung von 48 Volt. Der Aufbau ist modular ausgelegt, sodass jede Spannungsstufe (ein oder mehrere fest verbundene Batteriemodule) eine Leistungsplatine von STABL Energy, das STABL Modul, bekommt. Der STABL Wechselrichter und die e.battery systems Batteriemodule formen einen Verbund, das Aktivmodul, das in sich geschlossen ist. Das Aktivmodul hat zwei Ausgänge für die benachbarten Aktivmodule und einen weiteren Anschluss, der zur Kommunikation und Stromversorgung der Elektronik dient.

Diese Abbildung illustriert die Verschaltung von Batteriemodul und einem STABL Modul.

Jedes STABL Modul kommuniziert separat mit dem Batteriemodul, die STABL Elektronik agiert als Master im Kommunikationsbus und fragt die Zustände regelmäßig und nach Bedarf ab. Die Zustandsschätzung findet bevorzugt auf dem Batterie-BMS statt, bei Bedarf kann die Berechnung des Ladezustands auch auf der STABL Elektronik implementiert werden. Die STABL Module dienen als Gateway, um die BMS-Daten zum STABL Mastercontroller zu schicken und dort in der übergeordneten Steuerung berücksichtigt zu werden. Die Steuerung erfolgt über einen Mastercontroller, der auf Basis der vorhandenen Daten die dynamische Verbindung der Aktivmodule bestimmt und die jeweilige Spannungsstufe am Ausgang festlegt.

Neben der Ansteuerung der Aktivmodule ist der Mastercontroller noch für die Synchronisierung der Ausgangsspannung mit dem Stromnetz verantwortlich und bestimmt den effektiven Strom des Systems. Mit integriert sind die Spannungs- und Strommessung auf jedem STABL Modul und am Ausgang des Wechselrichters. Die ausgangsseitige Messung durch die Analog-Frontend (AFE) Platine ist ausgelegt für den netzparallelen Betrieb, um die Netzsynchronisation zu gewährleisten. Damit kann gewährleistet werden, dass die Wechselspannungen des Wechselrichters und des Stromnetzes synchron sind und die Schütze sicher geschlossen werden können. Wie bei konventionellen PWM Umrichtern ist ein großer Netzfilter nötig, um die Ströme zu begrenzen und den THD im erlaubten Bereich zu halten. Im Vergleich dazu kann der Netzfilter für den STABL Wechselrichter jedoch kleiner dimensioniert werden.

Bei einer Entladeschlussspannung von 40 Volt werden minimal neun Batteriemodule benötigt, um eine Anbindung an einen 230 Volt Netzsinus zu gewährleisten. Zum Testen der Ausfallsicherheit im Fehlerfall eines Batteriemodules ist ein zusätzliches, redundantes Batteriemodul im betroffenen String nötig, damit die verbleibenden Batteriemodule den Ausfall kompensieren können. In diesem Fall ist jeweils ein Batteriemodul inaktiv. Das jeweilige inaktive Batteriemodul wird mehrmals pro Minute gewechselt, um eine gleichmäßige Belastung und einen gleichmäßigen Ladezustand der Batteriemodule zu gewährleisten. Ohne redundantes Aktivmodul ist in einem solchen Fehlerfall die Leistung reduziert und der THD nicht mehr normkonform.