Úložiště energie s černým startem: Hybridní invertory jako úložiště energie schopné černého startu? Proti dočasným výpadkům proudu a výpadkům proudu

Většina měničů není schopna černého startu. U některých měničů je možné je spustit načerno nabitím samostatné baterie před zapnutím měniče. To však není vždy možné a závisí na typu měniče.

Nová generace hybridních invertorů s černým startem má spínací zařízení pro záložní napájení, takže vybraní spotřebitelé mohou být i nadále zásobováni nouzovým proudem v případě výpadku proudu. Tento „náhradní proud“ umožňuje hybridnímu měniči startovat načerno. K dispozici je také solární dobíjení, při kterém se baterie při výpadku sítě nadále nabíjí, aby bylo možné zásobovat spotřebitele elektřinou.

Řada hybridních střídačů Fronius Prim GEN24 Plus

Řada hybridních střídačů Fronius Prim GEN24 Plus umožňuje startování v černém - Obrázek: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Řada hybridních střídačů Fronius Prim GEN24 Plus umožňuje startování na černo.

GoodWe Hybrid Invertor 5-10KW řady ET Plus

Hybridní invertor pro domácnost a úložiště energie – od GoodWe – Obrázek: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Hybridní střídač GoodWe řady 5-10KW ET Plus s funkcí vysokonapěťového nouzového napájení (UPS). V případě výpadku proudu dojde k přepnutí do 10 milisekund, aby bylo zaručeno nepřerušené napájení připojených spotřebičů.

Třífázové hybridní invertory řady GoodWe ET-Plus byly vyvinuty tak, aby zaručovaly stabilní tok energie pro připojené spotřebitele. Tato zařízení mají třífázový nouzový výkon s třífázovým proudem a rozsahem výkonu 5 kW, 6,5 kW, 8 kW a 10 kW.

Široký rozsah napětí baterie od 180 V do 550 V umožňuje flexibilní kompatibilitu s více systémy lithiových baterií na trhu.

Vstupní výkon FV generátoru může být až o 30 % vyšší než jmenovitý výkon. Výsledkem je lepší výtěžek energie v horkých a velmi chladných dnech. Funkce UPS (nouzové napájení) umožňuje přepnutí do 10 milisekund v případě výpadku napájení. Střídač má také otevřené rozhraní pro správu baterie, které splňuje požadavky některých dodavatelů energie.

Hybridní střídač GoodWe je vybaven vysokonapěťovou bateriovou přípojkou a dvěma samostatně nezávislými MPP trackery a nabízí tak kompletní balíček. Toto zařízení lze udržovat aktuální prostřednictvím aplikace GoodWe PV Master a data jsou přenášena na bezplatný portál GoodWe SEMS prostřednictvím integrovaného WiFi rozhraní.

Jsou střídače HUAWEI schopné nouzového napájení?

Ne, v tuto chvíli nevíme nic o tom, zda a kdy se v tomto ohledu něco stane.

Je mikroinvertorová solární technologie Enphase schopna poskytovat nouzové napájení?

Na rozdíl od stringového střídače, který zaznamenává všechny připojené solární moduly (centrálně), v decentralizovaném solárním systému je každý solární modul kombinován s mikrostřídačem Enphase.

Více o tom zde:

• Nový a inovativní: Decentralizovaný a modulární solární systém plug & play – odlišný od ostatních

IQ System Controller od Enphase zatím není k dispozici v Německu. Ale mělo by to přijít ještě letos (2023). Detekuje výpadek elektrické sítě a plynule přepne domácnost z napájení ze sítě na záložní napájení.

S novým mikroinvertorem Enphase IQ8 je navíc solární systém schopen poskytnout záložní energii v případě výpadku proudu bez nutnosti akumulace baterie.

Mikroinvertor je k dispozici ve čtyřech verzích: jako pouze solární verze bez funkce nouzového napájení a jako verze se záložním slunečním světlem s možností provozu mimo síť bez akumulátoru. Systém je k dispozici také v kombinaci s malým bateriovým úložištěm v záložní verzi Home Essentials a s velkým úložištěm v plně energeticky nezávislé verzi. Všechna tři posledně jmenovaná řešení off-grid musí být vybavena ovladačem systému Enphase, který zajistí solární napájení domu během výpadku proudu.

Černý start je obnovení provozu elektrárny nebo části energetické sítě po úplném nebo částečném odstavení, aniž by bylo nutné se uchýlit k externí přenosové síti.

Energie pro restart elektrárny může pocházet z místního záložního generátoru. Alternativně, pokud je potřeba velké množství elektřiny, lze pro zprovoznění systému použít přípojné vedení k jiné elektrárně. Jakmile jsou hlavní výrobní bloky v provozu, síť pro přenos energie může být znovu připojena a elektrické zátěže obnoveny.

Napájení při startu do tmy lze zajistit dohodou, kdy je konkrétnímu dodavateli energie zaplaceno, aby v případě potřeby poskytl výkon při startu do tmy. Ne všechny elektrárny jsou vhodné pro poskytování energie při startu z tmy do sítě.

Schopnost černého startu je zvláště důležitá v případě rozsáhlého výpadku proudu, aby byla energetická síť opět uvedena do provozu. Normálně je výkon potřebný ke spuštění jednotky na výrobu energie odebírán ze sítě. Energie výrobních jednotek schopných černého startu pak může být využita ke spuštění výrobních jednotek, které nejsou schopné černého startu.

Tepelné elektrárny na rozdíl od vodních elektráren vyžadují vysokou úroveň (elektrické) energie pro vlastní potřebu, než mohou samy poskytovat elektrickou nebo tepelnou energii. Pokud je blok uhelných nebo jaderných elektráren vybaven blokem černého startu s dostatečným výkonem, lze dosáhnout schopnosti černého startu i pro celý systém. Obvykle se jedná o plynové turbíny, které jsou uváděny do provozu na černo s využitím energie z akumulátorů nebo dieselagregátů. Dieselové generátory jsou v jaderných elektrárnách stejně často z důvodu redundance přítomny, protože i po nouzovém odstavení reaktoru (nebo prostě pravidelném odstavení) stále dochází k rozpadovému teplu, které musí být odváděno chladivem. Selhání tohoto systému bylo jedním z aspektů, které vedly k jaderné havárii ve Fukušimě. V každé síti musí být dostatečný počet elektráren vybaven schopností černého startu, aby byly k dispozici pro rychlý restart sítě po zhroucení sítě.

Elektrárna s černým startem by měla mít speciální vlastnosti:

• Mělo by být možné rychle nastartovat: pokud černý start trvá dlouho, pak elektrárna nemůže pomoci restartovat zhroucenou síť; Se startem by mu mohly pomoci jiné elektrárny - jeho schopnost černého startu je pak k ničemu.
• Musí být schopen pracovat nezávisle na vnějších zdrojích energie: Nejen samotný proces výroby energie, ale i další doplňkové požadavky musí fungovat nezávisle na síti (řídící centrum, telefonní a komunikační systémy s operátory a managementem sítě, rozvodna atd.) . V případě potřeby je možný ostrovní provoz s podsítí (zásobování důležitých spotřebitelů jako policie, nemocnice, hasiči, THW).
• Elektrárna s černým startem by navíc měla odolat vysokému startovacímu proudu, pokud ji nebylo možné předem odpojit od sítě.
• Mělo by mít flexibilní startovací chování.

Příklady (přímých) elektráren s černým startem používaných v Německu jsou:

• Vodní elektrárny, včetně průtočných elektráren, akumulačních elektráren a přečerpávacích elektráren,
  elektráren s plynovou turbínou, také v kombinaci s jinými typy elektráren, jako jsou jaderné elektrárny nebo uhelné elektrárny.
  Podle monitoringu podle § 35 EnWG je v Německu (k roku 2020) 174 systémů (elektrárenských bloků nebo turbín) schopných černého startu, z nichž každý má čistý jmenovitý výkon minimálně 10 MW.
• V Rakousku je celkem 32 potvrzených elektráren s černým startem a neznámý počet nepotvrzených elektráren s černým startem. U řady potvrzených elektráren však není veřejně známo, o jaké konkrétní elektrárny se jedná. Nejznámější a největší z nich jsou přečerpávací elektrárny Malta a Kaprun s 850 a 813 MW.

Ne všechny systémy výroby energie jsou vhodné pro černý start. Větrné turbíny nejsou vždy vhodné pro černý start, protože vítr nemusí být v případě potřeby k dispozici. Větrné turbíny, mini-vodní elektrárny nebo mikro-vodní elektrárny jsou často připojeny k indukčním generátorům, které nejsou schopny poskytnout elektřinu pro obnovu sítě. Systém černého startu musí být také stabilní při provozu s velkým reaktivním zatížením dlouhé přenosové linky. Mnoho vysokonapěťových stejnosměrných měničových stanic (HVDC) nemůže napájet „mrtvou“ síť, protože vyžadují komutační energii ze sítě na straně zátěže. Systém HVDC založený na pulzní šířkové modulaci (PWM) s měničem zdroje napětí toto omezení nemá.

Hlavním důvodem, proč jsou tepelné elektrárny jen zřídka schopné černého startu, je smršťování a zkracování hřídele turbíny, když se ochlazuje z provozní teploty na teplotu okolí. Poté uvízne v pouzdře a nelze jej otočit ani vyjmout; Pro opětovné spuštění elektrárny je nutné ji nejprve předehřát, aby se mohla znovu volně otáčet, než jí začne proudit horká pára.

V případě odstavení tepelné elektrárny začne ohřev hřídele turbíny včas, aby bylo možné elektrárnu v plánovaném čase znovu uvést do provozu.