VDI - Konferenz Ludwigsburg. Moderne Ni-Cd und Li-ion Batteriesysteme und deren Mehrwert für stationäre Anwendungen

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1 VDI - Konferenz Ludwigsburg Moderne Ni-Cd und Li-ion Batteriesysteme und deren Mehrwert für stationäre Anwendungen

2 Agenda Wartungsfreie Ni-Cd Batterien für Energieerzeugung und - verteilung, Öl & Gas, chemische Industrie Wartungsfreie Ni-Cd Batterien für kompakte Outdoor-Anlagen Intensium Flex Li-Ion Batterien High Power Li-Ion Batterien für Datenzentren 2

3 1 Wartungsfreie Ni-Cd Batterien für Energieerzeugung und - verteilung, Öl & Gas, chemische Industrie 3

4 Seit > 100 Jahren für anspruchsvolle Anwendungen Kraftwerke Schaltanlagen Schienenverkehr/Infrastruktur Öl und Gas Prozessindustrie Offshore Luftfahrt/Infrastruktur Marine Telekommunikation Erneuerbare Energien Sicherheitskritisch Extreme Einsatzbedingungen 4

5 Eigenschaften und Nutzen von Ni-Cd Batterien Höchste Zuverlässigkeit alkalische Elektrochemie Lange Lebensdauer > 20 Jahre Weiter Temperaturbereich -20 C +50 C (-50 C +70 C) Äußerst robust, minimale Wartung Für anspruchsvolle Anwendungen mit hohen Sicherheitsstandards (kein plötzlicher Ausfall) Niedrige LCC Für extreme Einsatzbedingungen Niedrige LCC 5

6 Anforderungen anspruchsvoller Anwendungen Wartungsfreiheit (minimale Kosten) Hohe Zuverlässigkeit (Ausfallsicherheit) Langlebigkeit Einsatz unter extremen Bedingungen (warm/heiß oder kalt) 6

7 Uptimax: Produktmerkmale und Kundennutzen Wartungsfrei Kein Nachfüllen von Wasser (bei empfohlenen Betriebsbedingungen von -20 C +40 C ) minimale Wartungskosten (nur präventive Wartung) Kann dauerhaft betrieben werden mit 1-stufiger Ladung keine oder weniger Gegenzellen (Dioden) kostengünstigere Gleichrichter Exzellente Ladefähigkeit - UP1M: 94% SOC nach 15 h Ladung mit 1.43 V mit Stromlimit 0.1 C A keine Überdimensionierung, wenn schnelle Wiederaufladung gefordert 7

8 Uptimax: Produktmerkmale und Kundennutzen 2 Jahre lagerfähig gefüllt/geladen + einfache IBS (keine IBS Ladung bis 6 Monate) minimale Inbetriebsetzungskosten Verbesserte Entladewerte (bis zu 10%) kleinere Batteriekapazitäten erforderlich (i.d.r. 1 Stufe niedriger) Lange Lebensdauer > 14 Jahre bei 40 C, > 20 Jahre bei C niedrige LCC Niedrige TCO (Total Cost of Ownership) 8

9 2 Wartungsfreie Ni-Cd Batterien für kompakte Outdoor-Anlagen 9

10 Anforderungen anspruchsvoller Anwendungen Outdoor -Anlagen Telecom Signaltechnik und Kommunikationsanlagen an Bahnstrecken Äußerst geringer Raum vorhanden minimale Abmessungen Extreme Temperaturschwankungen Abgelegene dezentralisierte Aufstellung Betriebszuverlässigkeit muss sehr hoch sein Wartungsaufwand muss gegen Null gehen 10

11 Tel.X - Produktmerkmale und Kundennutzen Äußerst kompaktes Design > Energiedichte bis zu 100 Wh/l > 30% leichter als VRLA Batterien Direkter Ersatz für VRLA Batterien Für 1 10 h Entladung Kompatibel mit VRLA Gleichrichtern > Gleiches Spannungsfenster > Gleicher Typ Direkter Ersatz für VRLA Batterien Wartungsfrei keinerlei Nachfüllen über die gesamte lange Lebensdauer Niedrige Lebenszykluskosten (LCC) 11

12 Tel.X - Produktmerkmale und Kundennutzen Modular vorkonfektioniert, 3-10 Zellen im Stahlträger Schnelle und kostensparende Installation UL94V0 Zellengefäße (Elektrolytlevel muss nicht geprüft werden) Kompakter Aufbau in Schränken oder Regalen (Stufen nicht erforderlich) 12

13 Tel.X - Produktmerkmale und Kundennutzen Kein Risiko eine plötzlichen Ausfalls (Sudden Death) wie bei verschlossenen Bleibatterien Höchste Zuverlässigkeit selbst bei extremen Temperaturen, keine Notwendigkeit regelmäßiger Tests Weiter Betriebstemperaturbereich > -20 C +50 C (-50 C +70 C kurzzeitig) Einsatz, wo VRLA Batterien nicht mehr zuverlässig arbeiten Lange Lebensdauer > >20 Jahre bei 25 C > >16 Jahre bei 35 C Niedrige LCC Kosten 13

14 Tel.X - Zusammenfassung Perfekter direkter Ersatz für verschlossene Bleibatterien in Back-Up Abwendungen - an abgelegenen Orten - in Outdoor-Schränken - mit minimalem Platz - bei extremen Temperaturen 14

15 3 Intensium Flex Li-ion Batterien für stationäre Anwendungen 15

16 Anwendungen Wo folgende Eigenschaften wichtig sind: Hohe Zyklenfähigkeit Langlebigkeit auch bei hohen Temperaturen Hohe Entladeraten Geringes Volumen und Gewicht Kein Wartungsaufwand 16

17 Anwendungen Bisher: Neu: Erneuerbare Energien Netzstabilisierung High Power USV 17

18 Synerion Batteriemodule 24 V Energy 2.2 kwh Medium Power 2.0 kwh High Power 1.4 kwh Synerion 24 E Synerion 24 M Synerion 24 P 48 V Synerion 48 E Synerion 48 M Synerion 48 P Prototyp Arbeiten nur in Serienschaltung mit Saft BMM (Batterie Management Modul) Prototyp 18

19 Batteriesysteme 3 Arten von Systemen Reihenschaltung (bis zu 1000V ) > n Module in Reihe + BMM Parallelschaltung > n Module in Reihe + MBMM > Modules müssen eine BMU haben Reihen und Parallelschaltung > 1 Strang = n Module + BMM > Batterie = n Stränge parallel + MBMM 19

20 Systemintegration Zellen Module Systeme BMM Intensium Flex 20

21 Warum Saft Li-ion? > 20 Jahre kalendarische Lebensdauer > Wartungsfrei mit Eigendiagnostik > Hohe Leistung bei Ladung und Entladung > Exzellente Zyklenfähigkeit > Hohe Energieeffizienz (> 95% im Gesamtzyklus Laden/Entladen) Niedrige LCC in anspruchsvollen Anwendungen Saft hat über 15 Jahre Erfahrung mit Li-ion Batterien industriellen Anwendungen 21

22 4 High Power Li-ion Batterien für Datenzentren 22

23 Batterieanforderungen in Datenzentren Hohe Leistung bei kurzer Autonomiezeit Hohe Zuverlässigkeit Geringer Platzbedarf Geringes Gewicht 23

24 Intensium Flex Systeme Für Hochleistungs-USV in engen Räumen Modulares System > Von 48 V bis 720 V > Medium & High Power Module > Leistung bis in MW-Bereich Sehr hohe Leistung > Mehr als 800 W/l auf Modulebene > Keine Überdimensionierung erforderlich, um Leistung zu erzielen (Entladeraten von 10 C) > 13.5 kw in 1 min (1 Modul Synerion 48P) Kompakte Lösung mit kleinem Foot-print Geringes Gewicht 24

25 Intensium Flex Systemarchitektur Beispiel: 150 kw /1 min 135 kw/ 5 min Spannungsfenster: 460 V 620 V 11 Module Synerion 48P 1 Steuermodul (BMM) 14 Zellen VL 30P Spannungs- und Temperaturmessung Zellenbalancierung Batteriemanagement Leistungsschaltung Kommunikation SOH/SOC, Alarmsignale 25

26 Intensium Flex System Architektur- Beispiel Management mehrerer paralleler Intensium Flex Systeme über MBMM Komplettsystem 3x11 Module 150 kw 150 kw 150 kw 445 kw (1 min), 400 kw/ 5 min (460 V 620 V) 26

27 Intensium Flex system : 528 V / 150 kw / 1 min System A System B System C Batterietyp Tubular Gel VRLA Vented LA Lithium-ion Energie (kwh) Stellfläche (m 2 ) 1,7 3,5 0,3 Gewicht (kg) Volumen (m 3 ) 4,8 5,7 0,55 27

28 Intensium Flex System High Power Nutzen der Saft Lithium-Ion Lösung: Kosteneinsparung in Rechenzentren 28

29 Danke! Welche Fragen haben Sie? Saft Batterien GmbH Tel Nürnberg Mob Löffelholzstr. 20