Nasz magazyn energii rozwija się wraz z klientem – Artur Koziński

Rozmowa z Arturem Kozińskim, ZPUE, o zaawansowanych projektach z magazynami energii i wielokrotnie nagradzanej SPS (Smart Power Station) – inteligentnej stacji energetycznej z magazynem energii.

e.magazyny.pl: Jakie są Państwa doświadczenia w zakresie produkcji i uruchomienia magazynów energii?

Artur Koziński: Mamy silne, praktyczne doświadczenia. Nasze jednostki pracują na obiektach, a nasi klienci są zadowoleni z finalnego produktu. Rozwijamy się bardzo dynamicznie, realizujemy magazyny w wielu technologiach. Głównie bazujemy na bateriach litowo-jonowych.

Skąd wziął się pomysł na wykorzystanie tych baterii i na SPSa w ogóle?

Pomysł narodził się już jakiś czas temu. Jako firma cały czas uczestniczymy w projektowaniu nowych układów zasilania. Obserwujemy, jak zmienia się rynek energii, wyciągnęliśmy też wnioski z rozmów z naszymi klientami.

Coraz szybciej rozwijają się odnawialne źródła energii. Problem tkwi w tym, że odnawialne źródła energii pracują bardzo niestabilnie. Weźmy sobie energię słoneczną – gdy słońce świeci, mamy nadmiar energii. Natomiast w godzinach popołudniowych i wieczornych tej energii już nie ma.

Mogłoby się też wydawać, że jeżeli mamy więcej energii z odnawialnych źródeł, to możemy znacznie ograniczać produkcję energii konwencjonalnej. Otóż nie. Jako państwa albo jako sieci elektroenergetyczne musimy mieć bezpieczeństwo energetyczne. Nie możemy polegać jedynie na źródłach odnawialnych, ponieważ gdy nie ma korzystnych warunków pogodowych, one nie pracują. Musimy w tę lukę wypełnić energią konwencjonalną, tu z pomocą przychodzą też magazyny energii

Energię ze źródeł odnawialnych możemy gromadzić w magazynie. W momencie, gdy jest zachmurzenie czy wieczór możemy ją odzyskiwać i zasilać swoje urządzenia. I to jest jeden ze sposobów wykorzystania magazynów energii.

Drugi dotyczy tego, że w szczycie popołudniowym, gdy źródła PV przestają funkcjonować, to nagle jest bardzo duże zapotrzebowanie na moc w elektrowniach konwencjonalnych. Żeby generatory mogły to uderzenie obsłużyć, muszą być ciągle w pogotowiu, muszą cały czas pracować niemalże równolegle ze źródłami odnawialnymi.

Natomiast stosując magazyny energii możemy złagodzić stromość narastania obciążenia generatorów w elektrowniach konwencjonalnych. Kiedy słońce zachodzi, magazyny zaczynają oddawać energię. Magazyn energii w tym przypadku pełni rolę bufora, dzięki któremu możemy znacznie ograniczyć moce utrzymywane w rezerwie wirującej i gorącej.

Gdy mówimy o energii słonecznej, często myślimy o prosumentach. Jednak rozumiem, że odbiorcy indywidulani korzystają zwykle z innych rozwiązań magazynowania energii, a SPS jest przeznaczony do większych instalacji.

Tak, SPS powstał z myślą o większych mocach. Generalnie nigdy nie produkowaliśmy urządzeń do zastosowań domowych, są firmy, które się tym zajmują i robią to dobrze. My jesteśmy głęboko w tej energetyce zawodowej, nasze stacje i magazyny energii powstają z myślą właśnie z tych większych instalacjach.

Nie działamy tylko dla jednego odbiorcy, lecz możemy stabilizować całą grupę. Nasza stacja transformatorowa, może zasilać na przykład osiedle mieszkaniowe. SPS sprawdzi się świetnie, jeśli jest na nim dużo fotowoltaiki. Będzie on stanowił bufor dla całej grupy odbiorców.

Czyli osiedla mieszkaniowe są dobrym zastosowaniem. Gdzie jeszcze sprawdzi się stacja z magazynem energii?

Na przykład w przemyśle. Zakłady przemysłowe często posiadają dużo odbiorników, które pracują bardzo niestabilnie, czyli profil obciążenia takiej sieci wewnętrznej też jest niestabilny. Dodatkowo, kiedy zakład przemysłowy ma umowę z dostawcą energii elektrycznej, to musi zamówić tyle mocy, ile maksymalnie jego urządzenia pobierają w danym czasie choćby przez chwilę. Mając magazyn energii może tę zamówioną moc obniżyć a chwilowe „piki” zasilić z magazynu energii.

Tam gdzie występują wyższe harmoniczne, tam gdzie potrzeba jest kompensacji mocy biernej, czyli pracuje dużo odbiorników nieliniowych, gdzie jest dużo napędów sterowanych poprzez falowniki taki magazyn energii będzie stanowić bufor filtr dla tych niekorzystnych zjawisk.

SPS stacja z magazynem energii ZPUE

SPS znany jest też z możliwości przyłączenia stacji ładowania pojazdów…

Tak, może być bardzo dobrym rozwiązaniem dla elektromobilności. Mamy coraz więcej miejsc, gdzie chcielibyśmy postawić szybką stację ładowania, ale nie możemy tego zrobić tak po prostu, ponieważ infrastruktura sieciowa na to nie pozwala. Zastosowanie stacji w połączeniu z magazynem energii pozwoli nam korzystać z istniejącej infrastruktury. Nasz magazyn będzie się ładował wolno mniejszą mocą, natomiast w momencie, gdy będziemy chcieli szybko naładować samochód odda nam dużą moc do ładowarki.

Są miejsca, gdzie mamy taką sieć jaką mamy i nie możemy tam zainstalować większej ładowarki. Ktoś mógłby powiedzieć, że możemy zwiększyć tam przekroje kabli. Da się to zrobić. Natomiast w miastach, na terenach wysoko zurbanizowanych, pociągnięcie nowej infrastruktury jest bardzo długotrwałe i kosztowne. Często brakuje też mocy przyłączeniowej. Znamy przypadki, że operator systemu dystrybucyjnego wydał warunki przyłączenia w
danym miejsc na ładowarkę, ale inwestor musi poczekać trzy lata zanim będzie tam dostarczana energia o wymaganych parametrach.

Czy produkowane przez ZPUE stacje z magazynami energii sprawdziłyby się w miejscach przeznaczonych do ładowania większej liczby pojazdów na przykład przy stacjach paliw?

Jeśli chodzi o stację benzynową, gdzie mielibyśmy obsłużyć kilka ładowarek nie ma najmniejszego problemu. Żeby oszacować jakiej mocy magazyn energii musi być zainstalowany w takiej stacji powinniśmy wiedzieć, ile samochodów elektrycznych w danym miejscu się będzie chciało ładować oraz jakie warunki mocowe mamy dostępne. Podchodzimy do każdego tematu bardzo indywidualnie, szacujemy to dla każdej lokalizacji oddzielnie. Możemy też zaprojektować magazyn, który w przyszłości rozbudujemy o kolejne moce i kolejne pojemności. Tworzymy możliwości, żeby wraz rozwojem elektromobilności istniała szansa rozwoju naszej stacji. Dzięki temu będzie mogła ona dłużej spełniać swoją funkcję w danej lokalizacji.

Jeśli będziemy chcieli zasilić duży hub ładowania samochodów elektrycznych, czyli tych punktów będzie wiele i częstotliwość ładowania będzie duża, też możemy taką stację zaprojektować

Zastanawia mnie, dlaczego magazyn energii w SPSie znajduje się pod ziemią.

Stacja zaprojektowana jest w ten sposób, żeby maksymalnie mogła wykorzystywać zainstalowane baterie. Dlatego też stworzyliśmy taki projekt, gdzie baterie są zainstalowane w części podziemnej natomiast cała energoelektronika jest zainstalowana w części naziemnej. Takie rozwiązanie ma kilka zalet. Po pierwsze, optymalizujemy powierzchnię zabudowy – stacja zrobiona jedynie naziemnie zajmowałaby dwa razy miejsca.

Po drugie baterie litowo-jonowe do prawidłowej pracy muszą mieć stabilne parametry termiczne. W części podziemnej mamy taką stabilność temperatury. Jak w piwnicy, gdzie zimą jest cieplej a latem chłodniej niż na zewnątrz. Dzięki temu nie musimy stosować skomplikowanych systemów grzania, chłodzenia czy wentylacji.

Kolejną zaletą jest możliwość uzyskania bariery p.poż jaką daje nam żelbetonowy strop pomiędzy częścią naziemną a częścią podziemną barierę ogniową. Gdyby cokolwiek wydarzyło z bateriami, doszło do uszkodzenia mechanicznego ogniw i nastąpiło zagrożenie pożarem ten ognioodporny strop oddziela naszą baterię od pozostałej części stacji. Dzięki temu nasza stacja jest bezpieczna i może być instalowana w pobliżu budynków mieszkalnych, obiektów użyteczności publicznej czy obszarze ruchu samochodowego.

A czy zdarzają się klienci, którzy preferują baterię nadziemną?

Jeżeli są przesłanki, by magazyn energii znajdował w części naziemnej, to równiez może być tak zainstalowany. Zdarzają się takie lokalizacje, gdzie na przykład ze względu na podłoże geologiczne, ze względu na warunki gruntowo-wodne, nie możemy zastosować magazynu energii w tej części podziemnej. Wtedy instalujemy go w części naziemnej.

Co w tym przypadku z zagrożeniem pożarowym?

Wtedy musimy dołożyć system wczesnego gaszenia pożaru Ten system zostaje uruchomiony, jeśli pojawiłby się jakikolwiek dym czy ogień w którejkolwiek z części. Jest to system gaszenia specjalnie dobrany do rodzaju pożaru. Bazuje on na tym, że od palącego się materiału jest odbierane ciepło. W przypadku baterii nie możemy zastosować tradycyjnego systemu gaszenia, który blokuje dostęp tlenu. Jest on nieskuteczny, ponieważ ogniwa litowo-jonowe podczas spalania same produkują tlen.

Zostawiając na boku takie ekstremalne przypadki, czy baterie w magazynie muszą być wymieniane?

Zadaniem naszych inżynierów i naszych projektantów jest dobranie magazynu energii z uwzględnieniem wymaganego okresu eksploatacji oraz ilości energii jaką magazyn musi zakumulować podczas całego okresu eksploatacji. Czyli magazyn jest dobierany nie tylko ze względu na pojemność użyteczną jakiej wymaga dana aplikacja, ale również ze względu na okres eksploatacji oraz moc jaką musi dostarczać do prawidłowej pracy danej aplikacji. Bierzemy pod uwagę, ile razy dziennie, czy na godzinę będzie on przeładowany i w jakimś stopniu ¬– czy będzie tylko do połowy rozładowywany czy będziemy korzystać z jego stuprocentowej pojemności. Musimy tak to zaprojektować, żeby okres życia magazynu pokrywał się z potrzebą aplikacji w jakiej ma pracować. Magazyny energii dobierane są na okresy od pięciu do piętnastu lat, jeśli chodzi o żywotność.

Musimy też pamiętać, że pojemności nam ubywa wraz z wiekiem baterii i wraz z ilością cykli ładowania i rozładowania. Jednak nie oznacza to, że bateria zaprojektowana na 5 tysięcy cykli ładowania rozładowania po ich wykonaniu jest uszkodzona. Nic bardziej mylnego! Ona przeżyje 5 tysięcy cykli i dopiero wówczas jego pojemność spada poniżej oczekiwanych wartości. Natomiast magazyn nadal jest sprawny, tylko po prostu jego pojemność jest mniejsza.

Na przykład projektowaliśmy magazyn energii na o pojemności 1MWh i uwzględniliśmy, że on ma przenieś 5 tysięcy cykli. Ten magazyn przeniesie 5 tysięcy cykli i będzie miał cały czas 1MWh pojemności. Natomiast gdy mamy pięć tysięcy sto cykli, pięć tysięcy dwieście cykli, ta pojemność będzie spadać poniżej 1MWh.

Mówił pan o 5-10 latach. To wydaje się krócej niż żywotność całej stacji.

Zazwyczaj jest tak że, że magazyn energii powinien się zamortyzować, zwrócić w danej aplikacji, i przynieść odpowiednie dochody bez wymiany baterii. Natomiast gdyby ktoś chciał jeszcze dłużej eksploatować magazyn, to istnieje sposób na rozbudowanie pojemności, żeby utrzymał parametry na takim poziomie jaką ta aplikacja musi mieć.

Baterii w zaawansowanej fazie eksploatacji nie można tak po prostu połączyć z nowymi. Jednak bez problemu możemy zastosować drugi łańcuch bateryjny z kolejnym urządzeniem konwertującym energię z prądu przemiennego na prąd stały.

Kolejna z metod jest taka, że w tej aplikacji wymontujemy stare i w ich miejsce instalujemy
nowe baterie. A lekko zużyte baterie wędrują tam, gdzie wymagana jest mniejsza pojemność.

Myślę, że ponowne wykorzystanie baterii oraz recycling baterii byłyby doskonałym tematem na kolejną rozmowę. Panie Arturze nasz czas powoli dobiega końca, dziękujemy serdecznie za rozmowę.

Również dziękuję i pozdrawiam.

Artur Koziński: Product Manager Inteligentnej Stacji Transformatorowej z magazynem energii SPS, Kierownik w Dziale Rozwoju Nowych Technologii firmy ZPUE, z firmą związany od piętnastu lat.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Najnowsze

wywiady

PARTNER STRATEGICZNY PORTALU

wydarzenia

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE