Niemiecki projekt bada magazyny energii sprzężone stałoprądowo

Niemiecki projekt pilotażowy realizowany w miejscowości Widderstall bada, czy komercyjne magazyny energii sprzężone po stronie prądu stałego mogą stać się kluczem do budowy większych instalacji fotowoltaicznych w miejscach o ograniczonych możliwościach przyłączeniowych. Innowacyjne przedsięwzięcie, prowadzone wspólnie przez firmę technologiczną Sigenergy, koncern energetyczny EnBW oraz Centrum Badań nad Energią Słoneczną i Wodorem Badenii-Wirtembergii ma na celu sprawdzenie, jak ta technologia wpływa na zmniejszenie zużycia materiałów, poprawę ogólnej sprawności systemów oraz uproszczenie procedur sieciowych.

Likwidacja zbędnych falowników i bezpośrednie ładowanie

Testowany system legitymuje się pojemnością 252 kWh i bazuje na zaawansowanych inwerterach hybrydowych Sigen Hybrid 60 M1-HYA dostarczonych przez Sigenergy. Urządzenia te umożliwiają bezpośrednie, stałoprądowe połączenie paneli fotowoltaicznych z akumulatorami. Pozwala to na radykalne ograniczenie ilości niezbędnej energoelektroniki w porównaniu do tradycyjnych układów sprzężonych po stronie prądu przemiennego.

W klasycznej architekturze AC, jeśli chcemy podłączyć instalację PV o mocy 100 kW do sieci o ograniczonej przepustowości przyłącza na poziomie 50 kW, inwestor musi zakupić falowniki solarne o mocy 100 kW oraz dodatkowy, oddzielny inwerter bateryjny o mocy 50 kW, stosując przy tym programowe limity eksportu energii.

Dzięki sprzężeniu DC oba te zadania realizuje jeden falownik hybrydowy o mocy 50 kW. W momencie, gdy panele fotowoltaiczne produkują pełne 100 kW, urządzenie konwertuje 50 kW i oddaje je do sieci, natomiast pozostałe 50 kW trafia w tym samym czasie bezpośrednio do magazynu energii po stronie prądu stałego. Taki zabieg całkowicie eliminuje potrzebę zakupu i montażu osobnego inwertera dla baterii.

Walka z barierami administracyjnymi i nowym prawem

Przedstawiciele projektu wskazują, że na rynku magazynów komercyjnych historycznie dominowały rozwiązania oparte na prądzie przemiennym. Obecnie jednak rynek coraz wyraźniej dostrzega, że operowanie na prądzie stałym jest nie tylko w pełni bezpieczne, ale przede wszystkim o wiele bardziej efektywne energetycznie. Dotychczasowe ograniczenia sieciowe sprawiały, że inwestorzy celowo zmniejszali instalacje PV, dostosowując je do restrykcyjnych warunków przyłączenia. Sprzężenie DC pozwala optymalnie wykorzystać istniejącą infrastrukturę i budować znacznie większe elektrownie słoneczne przy zachowaniu dotychczasowej mocy przyłącza.

Pilotaż w Widderstall dotyka również ważnych kwestii regulacyjnych. Partnerzy testują mieszane tryby pracy, w których baterie są ładowane nie tylko z własnej fotowoltaiki, ale także bezpośrednio z sieci w godzinach niskich cen. Ma to ogromne znaczenie w kontekście przygotowywanych w Niemczech ram prawnych o nazwie „MiSpeL”, które mają precyzyjnie definiować, jak magazynowana energia jest rozliczana i przypisywana do źródeł odnawialnych lub sieciowych.

W obecnym projekcie tych przepisów systemy sprzężone po stronie DC zostały jednak pominięte w dostępie do najbardziej elastycznych opcji rozliczeń na rzecz uproszczonego modelu alokacji. Uczestnicy konsorcjum chcą swoimi testami udowodnić, że pomiary po stronie prądu stałego pozwalają na stuprocentowo dokładne odseparowanie zielonej energii od prądu sieciowego, co ma nakłonić niemieckich regulatorów do zmiany przepisów na korzyść nowej technologii.