Schwungrad-Stromspeicher STORNETIC GmbH
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- Fanny Thomas
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1 Schwungrad-Stromspeicher 2016 STORNETIC GmbH
2 STORNETIC Über uns STORNETIC ist eine Hightech-Firma, die zur Entwicklung und Vermarktung von Speicherlösungen 2013 als Spin-Off von ETC gegründet wurde. ETC entwickelt und produziert Ultrazentrifugen zur Urananreicherung. Das Joint Venture von Areva und Urenco ist mit einem Marktanteil von 45% Weltmarkt- und Technologieführer. Der Energiespeicher auf Schwungradbasis ist eine neue Geschäftseinheit, bei der wir unsere Erfahrung und Serienfertigung für Hochgeschwindigkeitsrotoren einsetzen STORNETIC GmbH
3 Das Know-how völlig anders nutzen? Extrem hohe Geschwindigkeiten Faserverbundwerkstoffe Wartungsfreier Betrieb über zwei Jahrzehnte Sehr zuverlässig STORNETIC GmbH
4 Aufstellung von STORNETIC Nutzt die Erfahrung vom Bau von jährlich zehntausenden Kohlefaser-Zentrifugen Produziert mit existierenden Anlagen Arbeitet mit funktionierenden und etablierten Qualitätsprozessen Ist wegen der bilanzstarken Anteilseigner ein verlässlicher Vertragspartner STORNETIC GmbH
5 Leistung [kw] Speichertechnologien Stornetic vs. Supercaps vs. Li-Ion Schwungradspeicher Anwendungsbereich SuperCaps Batterien Leistung 1 Lieferdauer [min] 10 Kapazität Lade- und Entladezyklen 2016 STORNETIC GmbH
6 Leistung/ Drehzahl Leistung/ Drehzahl Funktionsprinzip EnWheel Energie = ½ * Massenträgheit * Drehzahl² Drehzahl wirkt quadratisch Masse wirkt linear Geschwindigkeit zählt! Grenzgeschwindigkeit: Verhältnis aus Materialfestigkeit zu Dichte Leicht und fest speichert am Besten (Kohlefaser) AC DC Umrichter DC AC LC- Filter Karbonfaser- Rotor Hochgeschwindigkeits- Motor/Generator Fundament Zeit Zeit Laden Rotation Entladen STORNETIC GmbH
7 EnWheel - Merkmale Basiert auf dem Schwungrad-Prinzip Gehäuse CFK-Rotor Hochgeschwindigkeitsrotor speichert Rotationsenergie bei bis zu U/min. Verhältnis Kapazität zu Leistung ist anpassbar Lastwechselfest, wartungsfrei, volle Kapazität über die gesamte Lebensdauer Keine Schädigung durch extreme Temperaturen Emissionsfreie, geräuscharme Speicherung Keine Gefahrstoffe, nahezu vollständig wiederverwertbar STORNETIC GmbH Motor & Generator Wartungsfreie Magnetlager
8 STORNETIC Flywheel Machines EnWheel 22 EnWheel 60 Leistung 22 kva 80 kva Kapazität 3,6 kwh 3,6 kwh Ladezeit 15 min 265 sec Entladezeit 15 min 250 sec STORNETIC GmbH
9 Produkt Portfolio EnWheel DuraStor Basic DuraStor System Description Schwungrad plus Antrieb und Vacuum zum Einbau in ein Energiespeichersys tem Speicher Container Inklusive EnWheels, Montage und EnWheel Management System, sowie Kühlung DuraStor Basic plus Netzanschluß, aktive Kühlung und Application Management System Efficiency [%] STORNETIC GmbH
10 Container - Modulares Konzept Fertige Lösung basierend auf der Kombination von EnWheel 22/60 DuraStor System in 40-Fuß-Container mit einer Gesamtleistung von 1 MW möglich. Zeit zum vollständigen Laden und Entladen: 15 Minuten Ideale Zyklen-Dauer: Wenige Sekunden bis zu einer halben Stunde STORNETIC GmbH
11 DuraStor - Die Energiespeicherlösung Skalierbar, mobiler Container, inklusive: vielfache EnWheels, auf patentiertem Untergestell montiert Hilfssysteme (Vakuum, Kühlung) Steuerung & Schaltschränke Schlüsselfertige Lösung Plug & Play : Kundenspezifischer Umrichter Fernwartung Integrierte Kühlung Schwarz Start Betrieb STORNETIC GmbH
12 Technische Systembeschreibung STORNETIC GmbH
13 Elektrischer Aufbau 100kV 400VAC Umrichter 750VDC 10kV Netzwerk Vakuum Kühlung Klima / Anlagen Daten Steuerung Controller Bus STORNETIC GmbH
14 Test- und Demonstrationsanlage Jülich Voll funktionsfähiges System mit 6 EnWheels: Durchführung von Lastwechselversuchen Vermessung von Maschinen Erprobung und Optimierung der Steuerungssoftware Entwicklung von Regelstrategien für Kundenanwendungen STORNETIC GmbH
15 DuraStor Turn Key Solution Technical Data Peak Power Wirkleistung Energie DuraStor 600/ kw 420 kva for 8:00 min 100 kwh Flywheels 28 x EnWheel STORNETIC GmbH
16 DuraStor Turn Key Lösung Technische Daten Peak Power Wirkleistung Energie DuraStor kw 1000 kva for 20sec 57 kwh Flywheels 16 x EnWheel STORNETIC GmbH
17 Schwungradspeicher Anwendungen Netzservice Züge & Metros Rückspeisung Wind Reduzierung der fluktuierenden Leistungen E- Mobility Inselnetze Industrieanwendungen STORNETIC GmbH
18 Kosten des Speicherns Lade-Entladezyklen bringen Umsatz! Betriebskosten gemessen an den täglichen, vollen Ladezyklen Photovoltaik Frequenz Regulierung Züge Bahnen Krane & Industrie Batterie Speicher EnWheel-System STORNETIC GmbH
19 Möglichkeiten der Leistungsspeicherung Netzdienstleistungen Sofortige Frequenzregulierung Systemdienstleistungen Verschiebung von Investitionen Spitzenleistungsbereitstellung Netzstabilisierung Verbesserung der Stromqualität Industrie Anwendungen Energierückgewinnung und Effizienzsteigerung Spitzenlastreduktion & Netzstabilität z.b. Kräne, Pressen, Aufzüge, Diesel Generatoren Optimierung, UPS Integration erneuerbarer Energien Einhaltung von Liefervorhersagen Reduktion von Ausgleichsenergiekosten STORNETIC GmbH
20 Beispiel Frequenz Regulierung Problemstellung: Immer weniger thermische Erzeuger sollen die Systemdienstleistungen zur Netzstabilisierung erbringen Große träge Kraftwerke mit Totzeiten > 30 s liefern bei zunehmender Volatilität zum Teil gegen das Soll-Signal Lösungsansatz: Schnelle reaktionsfähige Speicher Nutzen: Sofort verfügbare Regelleistung Höhere Effizienz und dadurch geringere Kosten* Erhöht die Momentanreserve des Netzes Verbessert die Netzqualität bei gleichzeitige Emissions-Reduktion Skalierbar * Je nach nationaler Regulierung STORNETIC GmbH
21 Regelleistungsvermarktung - SRL Träge thermische Kraftwerke + EnWheel Speicher stellt kurzzeitig Leistung bereit bis thermische Anlage Leistungsänderungen realisieren kann Keine dauerhafte Leistungserbringung notwendig (Vorteil Schwungrad) Einsatz nur, wenn Regelleistung der thermischen Anlage abgerufen wird STORNETIC GmbH
22 Integration Windenergie Wir glauben, dass in Zukunft Windparks einen wesentlichen Beitrag zur Netzstabilisierung tragen werden Strom in 15 Minuten Scheiben gehandelt wird (bessere Vorhersagbarkeit) Stabile und zuverlässige Lieferungen an Bedeutung gewinnen Windkraft zusammen mit Kurzzeitspeichern können stabile Lieferungen und Netzdienstleistungen erbringen STORNETIC GmbH
23 Differenz Erzeugung zu Prognose [MW] Winderzeugung [MW] Wind Fluktuationen 15 Minuten Markt Winderzeugung [MW] 15 Min Prognose [MW] Zeit [h] 9 10 Werden 6% bis 10% der installierten Leistung durch Kurzzeitspeicher gedeckt, so können 90% der Fluktuationen kompensiert werden Zeit [h] STORNETIC GmbH
24 Leistung einer Windturbine STORNETIC GmbH
25 Leistungseinbrüche mit/ohne Schwungrad STORNETIC GmbH
26 Frequenzänderung nach Lastsprung Ohne Schwungrad Mit Schwungrad STORNETIC GmbH
27 Beispiel Stabilisierung Verteilnetze Problemstellung: Rückspeisung und kurzzeitige Leistungseinbrüche gefährden die Versorgung. Lösungsansatz: Ausgleich durch Speicher im Verteilnetz Nutzen: Bilanzkreismanagement: Abfangen von Leistungsspitzen und Einspeisespitzen Erhöhung des Eigenverbrauchs regenerativer Erzeugung Weniger Volatilität im Übertragungsnetz Sofort Leistung für Spitzenlasten Verbesserung der Stromqualität STORNETIC GmbH
28 Beispiel Industrie Prozesse Thema: Prozesse mit hohen Lastspitzen oder Rückspeisung ohne adäquate Nutzung Lösung: Speicherung zur Glättung des Lastgangs bzw. zur optimalen Nutzung der rückgespeisten Energie Nutzen: Senkung der Leistungskosten (~ 5% der Stromkosten) Einsparung von Energie bei zyklischen Prozessen mit Rückspeisung Bei hohen Leistungsspitzen Alternative zum Netzausbau. Verbesserung der Stromqualität und Absicherung gegen kurzzeitige Stromausfälle Verbesserung der CO 2 -Bilanz STORNETIC GmbH
29 Beispiel Integration von E-Mobilität Problem: Auf lange Sicht wird die Notwendigkeit der Schnellladung von E-Autos zu einer temporären Überlastung der lokalen Stromnetze führen Lösung: Speicher in Straßenzügen oder an Parkplätzen und Supermärkten, die Lastspitzen abdecken und Teil eines intelligenten Netzes sind Vorteile: Aufbau und Ausbau der Infrastruktur ohne lokalem Netzausbau Unterstützung der e-mobilität durch Komfort- und Akzeptanzsteigerung Verbesserter Kundenservice Tanken mit Ökostrom von der Solarzelle ins Auto Zusätzliches Werkzeug für Netzbetreiber zum Netzmanagement STORNETIC GmbH
30 Erfahren Sie mehr! STORNETIC GmbH Stetternicher Staatsforst Jülich Fon Fax STORNETIC GmbH
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