Leistungsfähig und vielfältig einsetzbar. Energiespeicher von Liebherr

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1 Leistungsfähig und vielfältig einsetzbar Energiespeicher von Liebherr

2 Energiespeicher von Liebherr 2 Energiespeicher von Liebherr

3 Skalierbar und effizient Der Liebherr-Energiespeicher ist eine leistungsstarke und flexibel anwendbare Speichereinheit die auf Doppelschichtkondensatoren basiert und in elektrischen Antriebssystemen und Anlagen zum Einsatz kommt. Zyklische, überschüssige generatorische Energie wird dabei gespeichert und im Bedarfsfall wieder in Energie umgewandelt. Dadurch verbessert sich die Energiebilanz der Anwendungen deutlich. Abhängig von der Energiemenge, die zwischengespeichert werden soll, können bis zu zehn Energiespeichereinheiten parallel geschaltet werden, wodurch die Speicherkapazität erhöht und eine höhere Leistung aufgenommen werden kann. Die gespeicherte Energie verbleibt durch den Liebherr- Energiespeicher innerhalb des Systems und steht dadurch für nachfolgende Arbeiten zur Verfügung. Durch das System besteht die Möglichkeit Anschlussleistung zu reduzieren oder einen kleineren Dieselmotor einzusetzen wodurch Kosten eingespart werden. Das Energiespeichersystem wird eingesetzt, um Leistungsspitzen zu glätten, die Netzanschlussleistung zu reduzieren, oder Bremsenergie im System zu halten damit diese nachfolgenden Prozessen zugeführt werden kann. Einsatzbereiche Verfahrenstechnik Hebe- und Fahranwendungen Maschinenbau Mobile und stationäre Anwendungen In- und Outdoor-Bereich Produktmerkmale im Überblick Connect & Use -Prinzip Kompaktes Design Einfache Installation und Bedienung Langlebig durch hohe Zyklenfestigkeit Höhere Speicherkapazität durch Parallelschaltung Flexible Kommunikationsschnittstelle Energiespeicher von Liebherr 3

4 Systemübersicht und Eigenschaften 4 Energiespeicher von Liebherr

5 Einfache Systemintegration Das flüssigkeitsgekühlte Energiespeichersystem beinhaltet alle Einzelsysteme und Baugruppen, wie die Speichereinheit selbst, einen bidirektionalen DC/DC-Steller, die Steuer- und Kommunikationseinheit, sowie eine Anschlusseinheit, welche benötigt werden, um eine vollständige Anbindung an ein Gleichspannungsnetz zu ermöglichen. Der DC / DC-Steller dient zur Anpassung der Kondensatorspannung an die Hauptversorgungsspannung. Da all diese Einzelsysteme und Baugruppen in einer Einheit zusammengefasst sind, wird die Integration in eine Anwendung aufgrund der deutlich reduzierten Schnittstellen und dem damit einhergehenden verringerten Platzbedarf, erheblich vereinfacht. Bestandteile des Systems Anschlusseinheit mit All-poliger Trenneinrichtung und Vorladung Drei-Strang-DC / DC-Steller Hochleistungsspeichereinheit Intelligente und effektive aktive Symmetrierung Intelligente Steuer- und Regelung mit Überwachung und Kommunikation Flüssigkeitskühlsystem Aktive Symmetrierung Steuer- und Kommunikationseinheit Speichereinheit DC/DC Anschlusseinheit & Vorladung Kühlung Steuerung E/A-Interface Kommunikation DC-Netz Leistungsanschluss Reduzierter Projektierungsaufwand Im Liebherr Energiespeicher sind alle Funktionseinheiten gebündelt. Sowohl der externe Koordinationsaufwand mit unterschiedlichen Lieferanten, als auch der interne Organisations- und Abstimmungsaufwand zur Einbindung eines solchen Systems wird dadurch auf ein Minimum reduziert. Vereinfachte und schnelle Integration Das System ist als 2-Pol ausgeführt und kann über connect & use Prinzip mit minimalem Installationsaufwand in Maschinen und Anlagen integriert und in Betrieb genommen werden. Trotz höchster Leistungsdichte ist der Platzbedarf nur sehr gering. Einfache Nachrüstbarkeit In bereits bestehenden Anlagen kann die Speichereinheit einfach nachgerüstet werden, da nur ein Anschluss an ein DC-Netz, beispielsweise dem Umrichter- Zwischenkreis, und an ein Kühlwassersystem oder an ein Einzelkühlaggregat erfolgen muss. Energiespeicher von Liebherr 5

6 Technische Ausführung Elektrische Daten Typ Speichermedium Energiegehalt Leistungsabgabe Eingangsspannungsbereich Steuerspannung Verlustleistung Betriebstemperaturbereich Kommunikation LES CA0-CL0 Doppelschichtkondensatoren 1,5 MJ 100 kw / 15 Sekunden 530 V 800 V DC +24 V 5,5 kw -30 C +45 C CANopen, Profinet Betriebsarten Stromregelung Spannungsregelung Spannungsregelung mit Sollwertfenster Energieregelung Definierter Lade- und Entladestrom nach Stromsollwertvorgabe Zwischenkreisspannung wird entsprechend einem Sollwert ausgeregelt Zwischenkreisspannung wird innerhalb eines definierten Spannungsbereichs gehalten Vorhalten einer definierten Energiemenge Mechanische Daten Kühlmedium 50% Wasser / 50% Glykol Kühlmittelbedarf 30 l/min Min. Eingangsdruck 2 bar Max. Eingangsdruck 3,5 bar Druckverlust 2 bar Kühlmitteleintrittstemperatur 45 C Schutzart IP 65 Abmessung (HxBxT) x 750 x mm Gewicht 500 kg Lackierung C4 (nach ISO ) Optionen Kühleinheiten stationär Schlauch Set Wasserverteiler Kühlaggregat Anschluss: 1 Energiespeicher Kühlaggregat Anschluss: 2 Energiespeicher Kühlaggregat Anschluss: 4 Energiespeicher 2 m 5 m Individuelle Länge: auf Anfrage Anschluss: 4 Energiespeicher 6 Energiespeicher von Liebherr

7 Leistung zu Energie Leistung [kw] Elektrische Leistung Energie [kj] Leistung zu Zeit Leistung [kw] Elektrische Leistung Zeit [s] Energie zu Versorgungsspannung Energie [MJ] 1,550 1,450 1,350 1,250 1,150 1,050 0,950 0,850 Netzspg. +10% Zwischenkreisspg. +10% 346 Netzspg. -10% Zwischenkreisspg. -10% nominale Netzspg. nominale Zwischenkreisspg. 0, Netzspg. [VAC] / Zwischenkreisspg. [VDC] Energiespeicher von Liebherr 7

8 Merkmale Integration Einfache mechanische und elektrische Integration in einer Anlage oder einem System. Es müssen lediglich die elektrischen Leistungskabel, sowie die Versorgungsspannung angeschlossen werden. Für eine erweiterte Funktionalität steht eine CANopen und Profinet Schnittstelle zur Verfügung. Zur Kühlung müssen noch der Vorlauf und Rücklauf mit einem Kühlsystem verbunden werden. Sicherheit Ein durchdachtes Schutzkonzept stellt die Basis für einen, in Bezug auf das Gerät und Bediener, sicheren Betrieb des Speichers dar. Eine Trenneinheit mit Sicherungen und Schaltkontakten trennt im Fehlerfall den Speicher von der Einspeisung. Eine integrierte Entladeeinheit entlädt die gespeicherte Energie. Über eine Anzeige ist erkennbar, ob der Speicher geladen bzw. entladen ist. Geräteschutz Durch die hohe Schutzart IP65, sowie durch ein entsprechend robustes, mechanisches und elektrisches Design wird der Geräteschutz gewährleistet. Die ständige Überwachung der Prozess- und Statusinformationen wie z.b. Spannung, Lade-/ Entladestrom, Temperatur, etc. erhöht den Eigenschutz und verlängert die Gesamtbetriebszeit des Gerätes. Gehäuse Das Gehäuse bringt Nutzen und Design zusammen. Staub und Wasser stellen kein Problem dar. Die Anschlusseinheit der Leistungskabel, sowie die Steckerschnittstellen sind entsprechend abgedichtet, was ein Indoor- oder Outdoor-Betrieb ermöglicht. Das moderne Design steht für die hohe Leistung, welche der Energiespeicher beinhaltet. Die beiden Seitenschalen symbolisieren die Klammer, welche die Energie festhält. Analyse Mit der Software OPAL steht ein vielseitiges und einfach zu bedienendes Programm zur Parametrisierung, Beobachtung und Auswertung zur Verfügung. Bei Verwendung eines Industrie-PCs als übergeordnete Steuerung, bietet OPAL ein automatisches Datenlogging zur erweiterten Systemanalyse. 8 Energiespeicher von Liebherr

9 Parametrierung & Diagnose Parametrierung und Diagnose Die Liebherr Inbetriebnahme- und Diagnosesoftware ist intuitiv bedienbar und entlastet so den Anwender ideal bei seiner täglichen Arbeit mit unserer Leistungselektronik. Sie steht für Observation, Parametrierung, Analyse by Liebherr kurz OPAL. All-In-One OPAL ist eine All-In-One Software-Lösung zur Inbetriebnahme und Diagnose der Leistungselektronik von Liebherr. Diese umfasst sämtliche Funktionen und Merkmale, welche für eine einfache und schnelle Konfigurierung und Überwachung notwendig sind und hilft Projektierungs- und Stillstandszeiten zu verkürzen. Verwaltung und Projektierung Die Software unterstützt den Anwender bei der Erstellung seines Projekts. Innerhalb eines Projekts können verschiedene Funktionseinheiten wie zum Beispiel Frequenzumrichter, Active Front End Einheiten oder auch Energiespeicher zusammengefasst und verwaltet werden. Jede einzelne Einheit kann individuell parametriert werden. Hierzu stehen vordefinierte Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung. Parameter können sowohl offline als auch online bearbeitet werden. Durch Copy & Paste lassen sich ganze Parametersätze mühelos klonen. Eine Vergleichsfunktion kann ausgewählte Parametersätze miteinander abgleichen und auf Wunsch einzelne Parameter übernehmen. Bedienoberfläche und Benutzerverwaltung Die Bedienoberfläche ist übersichtlich und strukturiert aufgebaut, wodurch eine intuitive und projektorientierte Bedienung gewährleistet wird. Die Projekte können durch unterschiedliche Zugriffsrechte gegen unerlaubten Zugriff geschützt werden. Drei User-Level stehen hierfür zur Verfügung. Überwachung und Diagnose Sämtliche Prozessdaten können über eine Trace-Funktion aufgezeichnet und sowohl als Bild oder Datei abgespeichert werden. Dabei werden nicht nur die aktuell sichtbaren Daten des Ansichtsfensters gesichert, sondern auch alle Daten vom Beginn der Aufzeichnung. Dadurch können längere Vorgänge detailliert überprüft werden. Zusätzlich steht ein automatischer Datenlogger zur Verfügung. Sobald OPAL gestartet wird beginnt die Aufzeichnung ausgewählter Prozessdaten. Diese werden in einer separaten Datei gesichert. Projektverwaltung Verwaltung mehrerer Funktionseinheiten in einem Projekt Zugriff online und offline Diagnose Multi-FU-Trace-Funktionen Simultane Aufzeichnung von Prozessdaten unterschiedlicher Funktionseinheiten Konfiguration Übersichtliche Konfiguration und Parametrierung Bis zu 8 Parametersätze pro Einheit Alle Prozessparameter online änderbar Energiespeicher von Liebherr 9

10 Einsatzbeispiele Verfahrenstechnik 10 Energiespeicher von Liebherr

11 Energiespeicher von Liebherr können vielseitig eingesetzt werden. Grundsätzlich ist der Einsatz in mobilen und stationären Anwendungen, als auch im In- und Outdoor-Bereich möglich. Verfahrenstechnik Spitzenlastabdeckung Reduktion der Netzanschlussleistung Schwerlastanlauf Maschinenbau Reduktion der Netzanschlussleistung Verbesserung der Energiebilanz durch Nutzung von zyklischer Energie Hebe- und Fahranwendungen Reduktion der Netzanschlussleistung Verkleinerung des Verbrennungsmotors Spitzenlastabdeckung Nutzung von Rekuperationsenergie Reduktion von Emissionen Hebe- und Fahranwendungen Maschinenbau Energiespeicher von Liebherr 11

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13 Anfragedaten Energiespeicher Allgemeines Anfragedatum: Firma: Ansprechpartner: Straße: PLZ: Land: Ort: Telefon: Anwendung / Einsatzgebiet: Gerät / Typ: Benötigte Stückzahl: Wunschliefertermin: Projektinformationen Projektbezeichnung: Anwendung: Abdeckung von Lastspitzen Energierückgewinnung Ausführung: Neuprojekt Nachrüstung Eingangsspannungsbereich: Umgebungstemperaturbereich: Aufstellungsort: Außen Innen Sonstiges Erwartete Lebensdauer: Beschreibung des Lastzyklus: Anzahl der Lastzyklen pro Jahr: Sonstige Anforderungen Kühlsystem vorhanden: Erforderliche Abnahmen / Klassifikationen: Ja Angabe: Nein Sonstiges Weitere Bemerkungen / Anforderungen Bitte senden Sie das ausgefüllte Formular zurück an: components@liebherr.com 13 Energiespeicher von Liebherr

14 Liebherr Components Gasmotoren Dieselmotoren Einspritzsysteme Axialkolbenhydraulik Hydraulikzylinder Großwälzlager Getriebe und Seilwinden Elektrische Maschinen Aufarbeitung von Komponenten Mensch-Maschine- Interfaces und Gateways Steuerelektronik und Sensorik Leistungselektronik Schaltanlagen Software Von A wie Antriebsgruppe bis Z wie Zahnkranz die Sparte Komponenten der Firmengruppe Liebherr bietet ein breites Spektrum an Lösungen im Bereich der mechanischen, hydraulischen, elektrischen und elektronischen Antriebs- und Steuerungstechnik. Die leistungsfähigen Komponenten und Systeme werden an insgesamt zehn Fertigungsstandorten weltweit nach höchsten Qualitätsstandards produziert. Mit der Liebherr-Components AG und den regionalen Vertriebsniederlassungen haben unsere Kunden zentrale Ansprechpartner für alle Produktlinien. Liebherr ist Ihr Partner für den gemeinsamen Erfolg: von der Produktidee über die Entwicklung, Fertigung und Inbetriebnahme bis hin zu Customer-Service-Lösungen wie die Aufarbeitung von Komponenten. components.liebherr.com Printed in Germany by Schirmer BK COB-EAS-ESS _de Änderungen vorbehalten. Liebherr-Components AG Postfach 222, CH-5415 Nussbaumen / AG components@liebherr.com