Energilagring med blackstart: Er hybridinvertere og energilagringssystemer i stand til blackstart? Beskyttelse mod midlertidige strømafbrydelser og blackouts

De fleste invertere kan ikke udføre en blackstart. Med nogle invertere er det muligt at udføre en blackstart ved at oplade et separat batteri, før inverteren tændes. Dette er dog ikke altid muligt og afhænger af invertertypen.

Den nye generation af hybridinvertere med blackstart-funktion har en nødstrømsafbryder, der gør det muligt for udvalgte belastninger at fortsætte med at modtage nødstrøm under et netafbrydelse. Denne nødstrøm gør det muligt for hybridinverteren at være blackstart-kompatibel. Solcelleopladning understøttes også, hvilket gør det muligt for batteriet at fortsætte opladningen under et netafbrydelse for at forsyne belastningerne med strøm.

Fronius Prim GEN24 Plus Hybrid Inverter Series

Fronius Prim GEN24 Plus hybridinverterserien er kompatibel med black start – Billede: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Fronius Prim GEN24 Plus hybridinverterserien er i stand til at udføre blackstart.

GoodWe Hybrid Inverter 5-10KW ET Plus-serien

Hybrid inverter til hjemmet og energilagring – fra GoodWe – Billede: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

GoodWe Hybrid Inverter 5-10kW ET Plus-serien har en højspændings-backup-strømforsyning (UPS). I tilfælde af strømafbrydelse sikrer omskiftning inden for 10 millisekunder en uafbrudt strømforsyning til tilsluttede enheder.

GoodWe ET-Plus-serien af ​​trefasede hybridinvertere er designet til at garantere en stabil strømforsyning til tilsluttede belastninger. Disse enheder har en trefaset nødstrømsudgang med trefasestrøm og et effektområde på 5 kW, 6,5 kW, 8 kW og 10 kW.

Det brede batterispændingsområde fra 180 V til 550 V muliggør fleksibel kompatibilitet med adskillige litiumbatterisystemer på markedet.

Den indkommende PV-generatorydelse kan overstige den nominelle ydelse med op til 30 %. Dette resulterer i et bedre energiudbytte på både varme og meget kolde dage. UPS-funktionen (Uninterruptible Power Supply) muliggør omskiftning inden for 10 millisekunder i tilfælde af strømafbrydelse. Inverteren har også en åben batteristyringsgrænseflade, der opfylder kravene fra nogle energiudbydere.

GoodWe hybridinverteren er udstyret med en højspændingsbatteritilslutning og to separate, uafhængige MPP-trackere og tilbyder dermed en komplet pakke. Denne enhed kan holdes opdateret via GoodWe PV Master-appen, og dataene overføres til den gratis GoodWe SEMS-portal via det integrerede Wi-Fi-interface.

Er HUAWEI-invertere i stand til at levere nødstrøm?

Nej, i øjeblikket har vi ingen oplysninger om, hvorvidt og hvornår der vil blive offentliggjort noget i denne forbindelse.

Er Enphase solcelleanlægsteknologien med mikroinverter i stand til at levere nødstrøm?

I modsætning til en strenginverter, som centralt overvåger alle tilsluttede solcellemoduler, er hvert solcellemodul i et decentraliseret solcellesystem kombineret med en Enphase-mikroinverter.

Mere information her:

• Nyt og innovativt: Decentraliseret og modulært plug & play solcellesystem – i modsætning til de andre

Enphase IQ-systemcontrolleren er endnu ikke tilgængelig i Tyskland, men forventes at blive lanceret i år (2023). Den registrerer, når elnettet svigter, og skifter problemfrit huset fra netstrøm til nødstrøm.

Derudover kan solcelleanlægget med den nye Enphase IQ8 mikroinverter levere nødstrøm i tilfælde af strømafbrydelse uden behov for et batterilagringssystem.

Mikroinverteren fås i fire versioner: en version udelukkende til solenergi uden nødstrøm, en Sunlight Backup-version, der kan bruges off-grid-drift uden batterilagring, en Home Essentials Backup-version med en lille batterilagringsenhed og en Full Energy Independence-version med en stor batterilagringsenhed. Alle tre af disse off-grid-løsninger kræver en Enphase System Controller til at forsyne huset med solenergi under strømafbrydelser.

En black start er genoprettelse af driften af ​​et kraftværk eller en del af et elnet efter en fuldstændig eller delvis nedlukning, uden at man skal ty til det eksterne eltransmissionsnet.

Den energi, der kræves for at genstarte et kraftværk, kan komme fra en reservegenerator på stedet. Alternativt, hvis der er behov for en stor mængde elektricitet, kan en forbindelsesledning til et andet kraftværk bruges til at bringe anlægget i drift. Når de primære produktionsenheder er i drift, kan elnettet tilsluttes igen, og de elektriske belastninger genoprettes.

Strøm fra start af strøm kan sikres gennem en aftale, hvor en specifik energileverandør betales for at levere strøm fra start af strøm, når det er nødvendigt. Ikke alle kraftværker er egnede til at levere strøm fra start af strøm til et net.

Det er særligt vigtigt at kunne starte ved sort start under et omfattende strømafbrydelse for at genoprette elnettet. Normalt trækkes den strøm, der kræves for at starte en produktionsenhed, fra nettet. Energien fra produktionsenheder, der kan starte ved sort start, kan derefter bruges til at starte produktionsenheder, der ikke kan starte ved sort start.

I modsætning til vandkraftværker kræver termiske kraftværker et højt niveau af (elektrisk) energi til eget brug, før de kan levere elektrisk eller termisk effekt. Ved at tilføje en enhed med tilstrækkelig kapacitet til en kulfyret eller atomkraftværksenhed, kan der opnås en kapacitet til at starte strømafbrydelsen for hele systemet. Dette involverer normalt gasturbiner, der startes ved hjælp af energi fra batterier eller dieselgeneratorer under en strømafbrydelse. Dieselgeneratorer er ofte til stede i atomkraftværker alligevel af redundansårsager, da der genereres resterende henfaldsvarme, selv efter et reaktorstop i en nødsituation (eller endda under en almindelig nedlukning), som skal afledes af kølemidlet. Fejl i dette system var en af ​​de faktorer, der førte til Fukushima-reaktorulykken. Hvert elnet skal være udstyret med et tilstrækkeligt antal kraftværker med strømafbrydelse for at sikre en hurtig genstart af nettet efter et netsvigt.

Et kraftværk, der kan startes uden at blive brændt, bør have særlige egenskaber:

• Den skal kunne starte hurtigt: Hvis den manglende start tager lang tid, kan kraftværket ikke hjælpe med at genstarte et kollapset net; andre kraftværker kunne allerede hjælpe det under opstarten – dens evne til at starte uden start er så ubrugelig.
• Den skal kunne fungere uafhængigt af eksterne strømkilder: Ikke blot den rene strømproduktion, men også andre hjælpekrav skal fungere uafhængigt af nettet (kontrolcenter, telefon- og kommunikationssystemer med netoperatør og -styring, transformerstation osv.). Om nødvendigt er ø-drift med et delnetværk mulig (forsyning af kritiske forbrugere såsom politi, hospital, brandvæsen, THW [Federal Agency for Technical Relief]).
• Derudover skal et kraftværk, der kan startes uden spænding, kunne modstå en høj startstrøm, hvis det ikke var muligt at afbryde det fra nettet på forhånd.
• Den skal have en fleksibel opstartsadfærd.

Eksempler på kraftværker, der anvendes i Tyskland og er i stand til (direkte) blackstart, er:

• Vandkraftværker, herunder flodkraftværker, lagringsanlæg, pumpekraftværker og
  gasturbinekraftværker, også i kombination med andre kraftværkstyper såsom atom- eller kulkraftværker.
  Ifølge overvågning i henhold til § 35 i den tyske lov om energibranchen (EnWG) er der (pr. 2020) 174 kraftværker (kraftværksenheder eller turbiner) i Tyskland, der kan startes uden strøm, hver med en netto nominel effekt på mindst 10 MW.
• I Østrig er der i alt 32 bekræftede kraftværker med blackstartkapacitet og et ukendt antal ubekræftede kraftværker med blackstartkapacitet. For mange af de bekræftede kraftværker er de specifikke modeller dog ikke offentligt kendte. De mest kendte og største af disse er pumpekraftværkerne på Malta og Kaprun med en kapacitet på henholdsvis 850 MW og 813 MW.

Ikke alle kraftværker er egnede til en blackstart. Vindmøller er ikke altid egnede til en blackstart, fordi vinden muligvis ikke er tilgængelig, når der er brug for den. Vindmøller, mini-vandkraftværker eller mikro-vandkraftværker er ofte tilsluttet induktionsgeneratorer, der ikke er i stand til at levere strøm til at genoprette nettet. Blackstart-systemet skal også være stabilt, når det fungerer med den store reaktive belastning fra en lang transmissionsledning. Mange højspændings-jævnstrømskonverterstationer (HVDC) kan heller ikke forsyne et "dødt" net, fordi de kræver kommuteringsstrøm fra nettet på lastsiden. Et pulsbreddemodulationsbaseret (PWM) HVDC-system med en spændingskildekonverter har ikke denne begrænsning.

En væsentlig årsag til, at termiske kraftværker sjældent er i stand til at udføre dødstart, er sammentrækningen og forkortelsen af ​​turbineakslen, når den afkøles fra driftstemperaturen til omgivelsestemperaturen. Den sætter sig derefter fast i huset og kan hverken drejes eller fjernes. For at genstarte kraftværket skal det først forvarmes, så det kan rotere frit igen, før den varme damp kan strømme igennem det.

Når et termisk kraftværk lukkes ned, varmes turbineakslen op i tide, så kraftværket kan genstartes på det planlagte tidspunkt.