Energiatárolás feketeindítás esetén: Képesek-e a hibrid inverterek és energiatároló rendszerek feketeindításra? Védelem ideiglenes áramkimaradások és áramszünetek ellen

A legtöbb inverter nem képes black startra. Egyes invertereknél lehetőség van black startra egy külön akkumulátor feltöltésével az inverter bekapcsolása előtt. Ez azonban nem mindig lehetséges, és az inverter típusától függ.

Az új generációs, feketeindításra képes hibrid inverterek tartalék áramátadó kapcsolóval rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy a kiválasztott terhelések továbbra is vészhelyzeti áramellátást kapjanak hálózati kimaradás esetén. Ez a tartalék áramellátás teszi lehetővé a hibrid inverter számára a feketeindítási képességet. A napelemes töltés is támogatott, így az akkumulátor hálózati kimaradás esetén is folytathatja a töltést, hogy árammal lássa el a terheléseket.

Fronius Prim GEN24 Plus hibrid inverter sorozat

A Fronius Prim GEN24 Plus hibrid inverter sorozat képes a feketeindításra – Kép: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

A Fronius Prim GEN24 Plus hibrid inverter sorozat képes a black startra.

GoodWe hibrid inverter 5-10KW ET Plus sorozat

Hibrid inverter otthoni és energiatárolási célokra – a GoodWe-től – Kép: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

A GoodWe Hybrid Inverter 5-10kW ET Plus sorozat nagyfeszültségű szünetmentes tápellátási (UPS) funkcióval rendelkezik. Áramkimaradás esetén a 10 milliszekundumon belüli átkapcsolás megszakítás nélküli áramellátást biztosít a csatlakoztatott eszközök számára.

A GoodWe ET-Plus háromfázisú hibrid inverterek sorozatát úgy tervezték, hogy garantálják a csatlakoztatott terhelések stabil áramellátását. Ezek az eszközök háromfázisú vészhelyzeti áramkimenettel rendelkeznek háromfázisú árammal és 5 kW, 6,5 kW, 8 kW és 10 kW teljesítménytartománnyal.

A 180 V-tól 550 V-ig terjedő széles akkumulátorfeszültség-tartomány rugalmas kompatibilitást biztosít a piacon kapható számos lítium akkumulátorrendszerrel.

A bejövő fotovoltaikus generátor teljesítménye akár 30%-kal is meghaladhatja a névleges teljesítményt. Ez jobb energiahozamot eredményez mind a forró, mind a nagyon hideg napokon. Az UPS (szünetmentes tápegység) funkció lehetővé teszi az átkapcsolást 10 milliszekundumon belül áramkimaradás esetén. Az inverter nyílt akkumulátor-kezelő interfésszel is rendelkezik, amely megfelel egyes energiaszolgáltatók követelményeinek.

A GoodWe hibrid inverter nagyfeszültségű akkumulátorcsatlakozóval és két különálló, független MPP-követővel van felszerelve, így komplett csomagot kínál. Ez az eszköz a GoodWe PV Master alkalmazáson keresztül naprakészen tartható, az adatok pedig az integrált Wi-Fi interfészen keresztül továbbítódnak az ingyenes GoodWe SEMS portálra.

Képesek a HUAWEI inverterek vészhelyzeti áramellátást biztosítani?

Nem, jelenleg nincs információnk arról, hogy mikor és hogyan fognak-e bármit is kiadni ezzel kapcsolatban.

Képes-e az Enphase napelemes rendszer mikroinverteres technológiája vészhelyzeti áramellátást biztosítani?

Egy string inverterrel ellentétben, amely központilag felügyeli az összes csatlakoztatott napelemet, egy decentralizált napelemes rendszerben minden napelem egy Enphase mikroinverterrel van kombinálva.

Bővebben itt:

• Új és innovatív: Decentralizált és moduláris plug & play napelemes rendszer – különbözik a többitől

Az Enphase IQ rendszervezérlő még nem kapható Németországban, de várhatóan még idén (2023) megjelenik. Érzékeli az elektromos hálózat meghibásodását, és zökkenőmentesen átkapcsolja a házat a hálózati áramról a tartalék áramellátásra.

Továbbá az új Enphase IQ8 mikroinverterrel a napelemes rendszer képes vészhelyzeti áramellátást biztosítani áramkimaradás esetén anélkül, hogy akkumulátoros tárolórendszerre lenne szükség.

A mikroinverter négy változatban kapható: csak napelemes változat vészhelyzeti áramellátás nélkül, Sunlight Backup változat, amely képes hálózaton kívüli működésre akkumulátoros tárolás nélkül, Home Essentials Backup változat kis akkumulátoros tárolóval, és Full Energy Independence változat nagy akkumulátoros tárolóval. Mindhárom hálózaton kívüli megoldáshoz Enphase rendszervezérlőre van szükség a ház napelemes ellátásához áramkimaradás esetén.

A black start egy erőmű vagy az elektromos hálózat egy részének működésének helyreállítása egy teljes vagy részleges leállás után, külső energiaátviteli hálózat igénybevétele nélkül.

Az erőmű újraindításához szükséges energia származhat egy helyszíni tartalék generátorból. Alternatív megoldásként, ha nagy mennyiségű villamos energiára van szükség, egy másik erőműhöz vezető összekötő vezetéken keresztül lehet üzembe helyezni az erőművet. Miután a fő generátoregységek üzembe helyezték, az energiaátviteli hálózat újra csatlakoztatható, és az elektromos terhelések helyreállíthatók.

A feketeindítási áramot egy olyan megállapodással lehet biztosítani, amelyben egy adott energiaszolgáltatót fizetnek azért, hogy szükség esetén feketeindítási áramot biztosítson. Nem minden erőmű alkalmas arra, hogy feketeindítási áramot biztosítson a hálózatnak.

A feketeindítási képesség különösen fontos kiterjedt áramkimaradás esetén az energiahálózat helyreállítása érdekében. Normál esetben a generátoregység indításához szükséges energiát a hálózatból veszik. A feketeindításra képes generátoregységek energiája ezután felhasználható olyan generátoregységek indítására, amelyek nem képesek feketeindításra.

A vízerőművekkel ellentétben a hőerőműveknek nagy mennyiségű (villamos) energiára van szükségük saját használatra, mielőtt villamos vagy hőteljesítményt tudnának biztosítani. Egy széntüzelésű vagy atomerőművi egységhez elegendő kapacitású, feketeindításra képes egységgel ellátott egység hozzáadásával a teljes rendszer feketeindítási képessége elérhető. Ez általában olyan gázturbinákat jelent, amelyeket akkumulátorokból vagy dízelgenerátorokból származó energiával indítanak feketeindítás során. A dízelgenerátorok redundanciából gyakran amúgy is jelen vannak az atomerőművekben, mivel még a reaktor vészhelyzeti leállása után (vagy akár egy normál leállás során is) maradék bomlási hő keletkezik, amelyet a hűtőfolyadéknak kell elvezetnie. Ennek a rendszernek a meghibásodása volt az egyik tényező, amely a fukusimai reaktorbalesethez vezetett. Minden elektromos hálózatot elegendő számú feketeindításra képes erőművel kell felszerelni, hogy biztosítsák a hálózat gyors újraindítását hálózati meghibásodás után.

Egy feketeindításra képes erőműnek különleges jellemzőkkel kell rendelkeznie:

• Gyorsan kell tudnia indulni: Ha a feketeindítás sokáig tart, az erőmű nem tud segíteni egy összeomlott hálózat újraindításában; más erőművek már az indítás során segíthetnének neki – a feketeindítási képessége ekkor használhatatlan.
• Képesnek kell lennie külső áramforrásoktól függetlenül működni: Nemcsak a tiszta energiatermelési folyamatnak, hanem más kiegészítő követelményeknek is a hálózattól függetlenül kell működniük (vezérlőközpont, telefon- és kommunikációs rendszerek a hálózat üzemeltetőjével és menedzsmentjével, alállomás stb.). Szükség esetén szigetüzemmód is lehetséges egy alhálózattal (kritikus fogyasztók, például rendőrség, kórház, tűzoltóság, THW [Szövetségi Műszaki Segélyszervezet] ellátása).
• Továbbá egy feketeindításra képes erőműnek képesnek kell lennie elviselni a nagy indítási áramot, ha előzőleg nem lehetett leválasztani a hálózatról.
• Rugalmas indítási viselkedéssel kell rendelkeznie.

Németországban használt, (közvetlen) feketeindításra képes erőművek például a következők:

• Vízerőművek, beleértve a folyóvízi erőműveket, a tározós erőműveket, a szivattyús-tározós erőműveket és
  a gázturbinás erőműveket, valamint más erőműtípusokkal, például atom- vagy széntüzelésű erőművekkel kombinálva.
  A német energiatörvény (EnWG) 35. szakasza szerinti ellenőrzés szerint (2020-ban) 174 feketeindításra képes erőmű (erőművi egység vagy turbina) működik Németországban, amelyek mindegyike legalább 10 MW nettó névleges teljesítménnyel rendelkezik.
• Ausztriában összesen 32 megerősített, feketeindításra képes erőmű és ismeretlen számú, meg nem erősített, feketeindításra képes erőmű működik. A megerősített erőművek közül sok esetében azonban a konkrét modell nem nyilvános. Ezek közül a legismertebb és legnagyobb a máltai és a kapruni szivattyús-tározós erőmű, 850 MW, illetve 813 MW kapacitással.

Nem minden energiatermelő létesítmény alkalmas a feketeindításra. A szélturbinák nem mindig alkalmasak a feketeindításra, mivel a szél nem feltétlenül áll rendelkezésre, amikor szükség van rá. A szélturbinákat, mini vízerőműveket vagy mikro vízerőműveket gyakran indukciós generátorokhoz csatlakoztatják, amelyek nem képesek energiát szolgáltatni a hálózat helyreállításához. A feketeindítási rendszernek stabilnak kell lennie, ha egy hosszú távvezeték nagy meddő terhelésével működik. Sok nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) átalakító állomás sem tud "holt" hálózatba táplálni, mivel a terhelési oldalon kommutációs energiára van szükségük a hálózatból. Egy impulzusszélesség-moduláción (PWM) alapuló, feszültségforrás-átalakítóval ellátott HVDC rendszernek nincs ez a korlátozás.

A hőerőművek ritkán képesek feketeindításra, amiért a turbinatengely összehúzódik és rövidül, amikor üzemi hőmérsékletéről környezeti hőmérsékletre hűl. Ekkor beszorul a burkolatba, és sem forgatható, sem eltávolítható; az erőmű újraindításához először elő kell melegíteni, hogy újra szabadon foroghasson, mielőtt a forró gőz átáramolhatna rajta.

Amikor egy hőerőművet leállítanak, a turbinatengelyt időben felmelegítik, hogy az erőművet a tervezett időben újra lehessen indítani.