Das in den Niederlanden ansässige Unternehmen SmartGrid wurde 2019 als Ableger von Super B Lithium Power gegründet und hat sich auf die Produktion von hochwertigen Lithiumbatterien spezialisiert. Das Konzept für Batteriespeichersysteme auf Containerbasis entstand im Rahmen eines Projekts zur Erhöhung der verfügbaren Netzleistung im Hafen von Arnheim (Niederlande) durch eine Kombination aus Batterien, Wind- und Sonnenenergie. Die Herausforderung bestand darin, ein Energiesystem zu entwickeln, das in der Lage ist, das Netz zu stützen und zu stabilisieren.
Im Rahmen der Systemmodellierung arbeitete SmartGrid mit den Experten von Controllab zusammen, die SmartGrid die robuste Hardware und die offene Software-Plattform von Bachmann für SPS-Systeme vorstellten. Auf der Grundlage der im Rahmen des Arnheim-Hafenprojekts gesammelten Erfahrungen beschloss das Team von SmartGrid, das Konzept der mobilen Batteriespeichersysteme weiterzuentwickeln.
Mobiles System stützt das Netz
„Das Ziel war es, ein voll funktionsfähiges mobiles System zu liefern, das in der Lage ist, das Netz zu stützen und zu versorgen, und das für den Regel-Energiemarkt einsatzbereit ist“, erläutert Harry Roewen, CTO von SmartGrid. „Außerdem musste alles auf kleinstem Raum untergebracht werden.“
Um dies zu erreichen, war eine Kombination verschiedener Technologien erforderlich, beispielsweise aus Wechselrichtersystemen und Batterien. Die Entwickler von SmartGrid mussten darüber hinaus sicherstellen, dass die Batterien durch die Steuerlogik über viele Jahre hinweg in gutem Zustand gehalten werden. „Der ordnungsgemäße Umgang mit den Batterien, also die Vermeidung von Überladung, Unterladung oder sogar Tiefentladung, ist keine triviale Angelegenheit. Dabei mussten viele verschiedene Parameter berücksichtigt werden“, so Harry Roewen.
Für die Netzunterstützung greift das Team von SmartGrid auf die Netzmess- und Schutzmodule von Bachmann zurück. Zum Einsatz kamen das Netzerfassungs- und Schutzmodul GMP 232 und sein kleiner Bruder, das Netzerfassungsmodul GM260.
Das GMP 232 ermöglicht eine sichere, zuverlässige und schnelle Messung aller relevanten Größen elektrischer Drehstromnetze. Darüber hinaus stehen zahlreiche Überwachungsfunktionen für den Schutz von Erzeugungseinheiten und Netz zur Verfügung. Zur hochpräzisen Erfassung von bis zu 24 Messkanälen während Alarm-/Schutzereignissen ist das Modul mit einem integrierten Echtzeitdatenrekorder ausgestattet. Fehlerereignisse werden laufend protokolliert und mit einem hochauflösenden Zeiteintrag dauerhaft abgelegt. Das Netzerfassungsmodul GM260 misst hingegen ausschließlich die anliegenden Größen.
„Besonders zufrieden sind wir mit den von den Netzmodulen gebotenen hochgenauen Messungen. Es ist wichtig, präzise zu wissen, was in das System eingespeist wird und was wieder abgegeben wird – das garantieren wir unseren Kunden“, so Michel Bodegraven, Sales Operations Lead von SmartGrid.
Zum Einsatz kam bei dem Projekt auch das Prozessormodul MC212, das unter anderem mit einem 1,3GHz-DualCore-Prozessorf, 2GB DDR4, zwei Eth100/1000-Anschlüssen sowie je einem RS232- und einem RS232/422/485-Anschluss sowie einem USB3.0-Anschluss ausgerüstet ist. Zudem sind Ein- und Ausgabemodule wie das DI232 und das DO232 an dem Steuerungssystem beteiligt. Das Netzteilmodul NT255 mit seinen primären Designschwerpunkten Lebensdauer und Robustheit bietet bis zu 80 Prozent längere Pufferzeiten bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen und großzügige Leistungsreserven (55W Spitzenleistung) für temporäre Überlasten. Damit eignete es sich für das SmartGrid-Konzept.
Die Kombination aller erforderlichen Funktionalitäten stellte eine große Herausforderung dar, und eine entscheidende Phase des Projekts war die Entwicklung einer intuitiven und benutzerfreundlichen grafischen Benutzeroberfläche, die eine unkomplizierte Einrichtung und Steuerung des Systems ermöglicht.
Intelligentes und flexibles Batteriespeichersystem
Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist ein intelligentes und flexibles Batteriespeichersystem auf Containerbasis, das in 10- oder 20-Fuß-Containern Platz findet. Das modulare System ermöglicht die flexible Ergänzung von Wechselrichtern und Batterien: Von wenigen Kilowattstunden bis zu mehreren Megawattstunden. Außerdem können Container zu größeren Systemen kombiniert werden – entweder auf der AC-Seite für mehr Leistung oder auf der DC-Seite für mehr Kapazität.
