Photovoltaik + Energiespeicher + Stromnetz
Wechselstrom gekoppelt mit PV-Anlagen oder anderen Energiequellen zusammen mit dem Stromnetz, hauptsächlich zur Maximierung der Eigenerzeugung und zur Vermeidung von Netzentnahme. System O Operation L Logik: Photovoltaik (PV) Funktionsprinzip Wann PV-Leistung ist Bei ausreichendem Sonnenschein wandelt der Photovoltaik-Wechselrichter die Sonnenenergie in Gleichstrom um, der dann durch Wechselstromkopplung in Wechselstrom umgewandelt wird, um die Last zu versorgen. Die W Bei geringer Nachfrage kann der überschüssige Strom, falls die Photovoltaik-Stromerzeugung den aktuellen Lastbedarf übersteigt, in der Batterie gespeichert oder ins Netz zurückgespeist werden. Energieerzeugung und -übertragung: Photovoltaikmodule erzeugen bei Sonneneinstrahlung Gleichstrom (DC). Dieser Gleichstrom wird anschließend mittels eines Wechselrichters in Wechselstrom (AC) umgewandelt und in das Stromnetz eingespeist. Bei ausreichendem Sonnenlicht übersteigt die PV-Produktionskapazität den Strombedarf, und der Überschussstrom wird in das Stromnetz eingespeist. Teilnahme an der Spitzenlastkappung und Lastlückenfüllung: In Zeiten geringer Netzauslastung (Lastlücken) kann überschüssiger Strom, sofern die PV-Erzeugungskapazität den aktuellen Strombedarf übersteigt, im Energiespeichersystem gespeichert werden, um die Lastlücken zu füllen. In Zeiten hoher Last (Spitzenlasten) kann der Energiespeicher, sofern er über ausreichend Strom verfügt und die PV-Anlage die Spitzenlast nicht allein decken kann, überschüssigen Strom abgeben. Dieser speist, zusammen mit der Leistung der PV-Anlage, Strom ins Netz ein und trägt so zur Spitzenlastkappung bei. Batterie Funktionsprinzip T Das Batteriespeichersystem ist ein Schlüsselelement zur Spitzenlastkappung und zum Ausgleich von Lasttälern. Es kann Strom speichern und zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgeben, um die Netzlast zu glätten. Das Batteriespeichersystem kann in Zeiten niedriger Strompreise aufgeladen werden, um Strom zu speichern, und in Zeiten hoher Strompreise entladen werden, um die Nutzer oder das Stromnetz mit Strom zu versorgen. Lademodus: Bei geringer Nachfrage, niedrigem Strompreis und ausreichender Netzversorgung wird die Batterie aus dem Stromnetz oder aus dezentralen Stromquellen geladen. Entlademodus: Bei hohem Strombedarf entlädt sich die Batterie ins Netz oder direkt an die Last, um die Belastung des Netzes zu reduzieren und zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage beizutragen. Ladevorgang (Talfüllung): Bei geringer Netzlast lädt der überschüssige Strom aus dem Netz die Batterie über das Batteriemanagementsystem (BMS). Das BMS steuert die Ladeeinrichtung, um die Batterie mit der optimalen Spannung und Stromstärke zu laden und elektrische Energie in chemische Energie zur Speicherung umzuwandeln. Dadurch wird die Batterie „Talfüllung“ erreicht. Entladevorgang (Spitzenlastkappung): Wenn das Stromnetz eine Spitzenlastkappung benötigt, empfängt das Batteriemanagementsystem (BMS) ein Entladesignal und steuert die Batterie, um die gespeicherte chemische Energie als elektrische Energie ins Netz zurückzuspeisen. Dies trägt dazu bei, den hohen Bedarf während der Spitzenzeiten zu decken und somit die Spitzenlast zu decken. Während der Entladung kehren sich die internen chemischen Reaktionen der Batterie um, und der Ausgangsstrom sowie die Ausgangsspannung werden so geregelt, dass sie den Anforderungen des Stromnetzes entsprechen. Netz Funktionsprinzip Für das Stromnetz können Lastschwankungen reduziert werden, indem während der Schwachlastzeiten geladen und während der Spitzenlastzeiten entladen wird. Überwachung und Signalübertragung: Das Stromnetz ist mit verschiedenen Überwachungsgeräten wie intelligenten Zählern und Sensoren ausgestattet, die kontinuierlich Betriebsdaten zu Netzspannung, Stromstärke und Leistung in Echtzeit erfassen. Diese Daten werden an die Netzleitstelle oder das Energiemanagementsystem übermittelt. Erkennt das System eine geringe Netzlast, sendet es ein Ladesignal an die Batterie; nähert sich die Netzlast hingegen einem Lastmaximum oder erreicht sie dieses, sendet es ein Entladesignal an die Batterie. Koordination und Optimierung: Als zentrale Steuereinheit des gesamten Lastspitzen- und Lasttiefenausgleichssystems koordiniert und optimiert das Netzende den Betrieb aller Komponenten auf Basis der erfassten netzweiten Betriebsdaten und der Statusinformationen der einzelnen Batteriespeicher sowie anderer Erzeugungsanlagen wie Photovoltaikanlagen. Beispielsweise verteilt das Netzende in Szenarien mit mehreren Batteriespeichern die Lade- und Entladevorgänge der einzelnen Batterien entsprechend ihrem Ladezustand, ihrer Lade- und Entladeeffizienz usw. Dies gewährleistet die Erreichung der netzweiten Ziele für Lastspitzenkappung und Lasttiefenausgleich bei gleichzeitig stabilem Netzbetrieb.