Multifunktionales Batteriespeichersystem - MBS

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1 Multifunktionales Batteriespeichersystem - MBS DI Hubert Fechner, MAS, MSc. DI (FH) Roland Sterrer, BSc. 6. Juni 2012 Science Brunch - Integrierte Energiesysteme ARS ELECTRONICA Center Linz

2 Projektkonsortium: ATB-Becker Cellstrom GmbH EVN AG FH Technikum Wien - Institut für Erneuerbare Energie KEBA AG TU Wien - Institut für Energiesysteme und elektrische Antriebe Energy Economics Group (EEG)

3 Projektbeschreibung: Die Hauptziele dieses Projektes sind die technische Umsetzung einer Versuchsanlage und die Untersuchung der Wirtschaftlichkeit eines multifunktionalen Batteriespeispeichersystems. Dies beinhaltet u.a.: a) Die Entwicklung der erforderlichen Kommunikationsschnittstellen für die regelungstechnische Einbindung eines multifunktionalen Batteriespeichersystems in das Stromnetz b) Die Demonstration einer fahrplangetreuen Lieferung von elektrischer Energie sowie einer optimierten Anlagen- Bewirtschaftung c) Untersuchung von möglichen Vermarkungsstrategien eines Batteriespeichersystems in Kombination mit erneuerbaren Erzeugungsanlagen 3_

4 Die Versuchsanlage (1): Das netzgekoppelte elektrische Energiespeichersystem besteht aus: Vanadium Redox Flow Batterie: Typ: Cellstrom FB10/100 (Speicherkapazität von 100 kwh) Photovoltaik-Anlage mit insgesamt 15 kw Peak Kleinwindkraftanlage mit 1,5 kw Nennleistung 4_

5 Die Versuchsanlage (2): Die Umsetzung des Projektes erfolgte am Energieforschungspark der EVN am Standort Lichtenegg in der Buckligen Welt in Niederösterreich (ca. 100 km südlich von Wien). An diesem Standort befindet sich bereits eine Großwindkraftanlage (Enercon E-66 mit kw elektr. Leistung) sowie mehrere Kleinwindkraftanlagen. Weitere Information zu den Aktivitäten am Energieforschungspark Lichtenegg finden sie unter: 5_

6 Die Versuchsanlage (3): Die Planung und Fertigstellung der Pilotanlage erfolgte im 1. Projektjahr (März Februar 2011). 6_

7 Die Pilotanlage (4): Die offizielle Eröffnung des Energieforschungsparks Lichtenegg erfolgte am 13. Juli durch NÖ Landesrat Dr. Stephan Pernkopf, Bürgermeister Franz Rennhofer und EVN Vorstandssprecher Dipl.-Ing. Dr. Peter Layr. 7_

8 Der Batteriespeicher - Aufbau & Funktion: Typ: Vanadium Redox Flow Batterie (VRB) 8_

9 Der Batteriespeicher: Die wesentlichen Vorteile einer Vanadium Redox Flow Batterie (VRB) sind: Trennung von Kapazität und Leistung geringe Selbstentladung Hohe Zyklenfestigkeit und gute Tiefentlade- Eigenschaften ergeben einen lange Lebensdauer Schnelle Antwortzeiten (volle Pumpenleistung bedeutet jedoch höheren elektr. Eigenverbrauch) direkte Messung des Ladezustands über den nahezu linearen Zusammenhang der Leerlaufspannung Umweltverträglich durch Recycling des Elektrolyten 9_

10 Die Anlagensteuerung: Kommunikation zwischen den fluktuierenden Erzeugungseinheiten (Photovoltaik und Wind), dem Batteriespeicher und Verbraucher regelungstechnische Einbindung des multifunktionalen Batterie- Speichersystems in das öffentliche Stromnetz Bedienoberfläche und Visualisierung und aller Parameter der Versuchsanlage 10_

11 Das Monitoring der Anlage: Zur Überwachung der Performance des Batteriespeicher- Systems wurde ein Monitoring-System zur Messung aller notwendigen physikalischen Größen entwickelt. 11_

12 Energielieferung nach Fahrplan: Der Betrieb der Versuchsanlage nach Fahrplan ist seit möglich und erste Erfahrungen aus der Fahrplanlieferung liegen vor. 12_

13 Optimierte Anlagenbewirtschaftung: Für die Bewirtschaftung der Versuchsanlage wurde eine Day- Ahead Optimierung am Spotmarkt mittels der Optimierungs- Software ENOT implementiert Monitoring der Anlage am Leistung (W) SOC % :58 02:28 04:58 07:28 09:58 12:28 14:58 17:28 19:58 22:28 0 Ladung (+) / Entladung (-) Batterie Wirkleistung Einspeisung (-) /Entnahme (+) Netz Summe Wirkleistung PV + Wind vor Batterie SOC 13_

14 Energiewirtschaftliche Untersuchungen: Ziel ist die Untersuchung der wirtschaftlichen Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Batteriespeichersystems in Kombination mit erneuerbaren Erzeugungsanlagen und die Ermittlung des Anwendungspotentials für Österreich. 14_ Folgende Vermarktungsstrategien werden untersucht: direkte Einspeisung mittels Einspeisetarif Vermarktung am EXAA-Strommarkt Teilnahme am Regelenergiemarkt in Österreich

15 Ergebnisse, Erkenntnisse und Projektfortschritt: Erfolgreiche Umsetzung und Inbetriebnahme einer Versuchsanlage des Batteriespeichersystems in Lichtenegg Das Zusammenwirken von fluktuierenden erneuerbaren Stromerzeugungs- Anlagen (PV und Windkraft), der Vanadium Redox Batterie (VRB) und Verbrauchern sowie die Betriebsführung des Energiespeichers funktioniert. Das VRB-Batteriespeichersystem ist geeignet zur Lieferung von elektr. Energie nach Fahrplan Demonstration erfolgt bereits seit Mai 2011; bis dato erfolgten nur wenige Störungen Auf Basis des Peformance-Monitorings der Anlage erfolgte die Umsetzung von techn. Verbesserungen und Optimierung von Komponenten und des Systems z.b. Reduzierung des Eigenverbrauchs der Batterie durch Einsatz effizienterer Pumpen Das VRB-Batteriespeichsystem in Kombination mit erneuerbaren Erzeugungsanlagen ist für die in diesem Projekt untersuchten Anlagenkonfigurationen, Anwendungen und Betriebsszenarien unter den derzeitigen Rahmenbedingungen nicht wirtschaftlich darstellbar. 15_

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! DI Hubert Fechner, MAS, MSc. Fachhochschule Technikum Wien Institut für Erneuerbare Energie Giefinggasse 6 A-1210 Wien T: +43-(1) M: +43-(0) E: fechner@technikum-wien.at DI (FH) Roland Sterrer, BSc. Fachhochschule Technikum Wien Institut für Erneuerbare Energie Giefinggasse 6 A-1210 Wien Tel.: +43-(1) Mobil: +43-(0) roland.sterrer@technikum-wien.at 16_