Aktuální vydání

Číslo 11/2021 vyšlo tiskem 4. 11. 2021. V elektronické verzi na webu ihned. 

Téma: Elektrické rozváděče a rozváděčová technika; Pohony a výkonová elektronika

Hlavní článek
Elektromobilita 2021

Číslo 4-5/2021 vyšlo tiskem
17. 9. 2021. V elektronické verzi na webu 17. 9. 2021.

Světelnětechnická zařízení
Rekonstrukce osvětlení podchodu a nástupišť vlakového nádraží Ústí nad Orlicí

Veřejné osvětlení
Osvětlení parku u Biskupství ostravsko-opavského v Ostravě
Venkovní osvětlovací soustavy a rušivé světlo
Generel verejného osvetlenia 9. časť
Environmentálne hľadiská

Bateriové akumulační stanice firmy AERS pronikají do průmyslu

22. 10. 2021 | Ing. Peter Šovčík | AERS, s. r. o. | www.aers.cz

Akumulační systémy se postupně stávají součástí nově stavěných budov, zejména tam, kde je zároveň umístěna fotovoltaická elektrárna. Zkušenosti z tuzemska i zahraničí ukazují, že decentralizovaná výroba elektřiny ve spojení s její akumulací má potenciál výrazně snížit spotřebu a zvýšit energetickou nezávislost provozovatele. S rostoucí kapacitou bateriových stanic a rostoucími nároky na stabilitu a kvalitu dodávek elektrické energie se na trhu objevují systémy, určené pro výrobní, administrativní a obchodní centra a podobné objekty. Ve výrobních závodech jsou mikrovýpadky velkým problémem – kvalita sítě se zhoršuje, problémem pro automatizované stroje a robotická pracoviště nejsou jen mikrovýpadky, ale i přepětí, podpětí či změny frekvence.

Akumulační systémy se postupně stávají součástí nově stavěných budov, zejména tam, kde je zároveň umístěna fotovoltaická elektrárna. Zkušenosti z tuzemska i zahraničí ukazují, že decentralizovaná výroba elektřiny ve spojení s její akumulací má potenciál výrazně snížit spotřebu a zvýšit energetickou nezávislost provozovatele. S rostoucí kapacitou bateriových stanic a rostoucími nároky na stabilitu a kvalitu dodávek elektrické energie se na trhu objevují systémy, určené pro výrobní, administrativní a obchodní centra a podobné objekty. Ve výrobních závodech jsou mikrovýpadky velkým problémem – kvalita sítě se zhoršuje, problémem pro automatizované stroje a robotická pracoviště nejsou jen mikrovýpadky, ale i přepětí, podpětí či změny frekvence.

Obr. 1. Akumulační stanice od společnosti AERS byla součástí dodávky fotovoltaické elektrárny o výkonu 200 kWp, kterou pro Strojírny Rumburk realizovala v roli generálního dodavatele společnost MATRU z Plzně
Obr. 1. Akumulační stanice od společnosti AERS byla součástí dodávky fotovoltaické elektrárny o výkonu 200 kWp, kterou pro Strojírny Rumburk realizovala v roli generálního dodavatele společnost MATRU z Plzně

Zahraniční dodavatelé nabízí tradiční kontejnerová řešení formou sériově vyráběných stanic, což ne vždy odpovídá potřebám managementu výrobních závodů. Ty hledají řešení na klíč, které jim nabídne spolehlivé technologie, vytvářející zdroj energie pro široké spektrum aplikací. Například takové, které umí snížit rezervovaný výkon, vykrývat energetické odběrové špičky (vyrovnání diagramu), pokrývat čtvrthodinová maxima, eliminovat pokuty za překročení maxim, fungovat i jako provozní záloha energie pro doběh technologií (POWER UPS) či v ostrovním režimu provozu, nezávisle na síti.

Reakcí na výše uvedené požadavky je např. řešení od firmy AERS, která je součástí holdingu Fenix Group. S myšlenkou využití velkokapacitní baterie ve výrobním závodě přišel majitel společnosti Fenix Group Ing. Cyril Svozil a jeho zadání bylo od počátku jasné – využít dobré zkušenosti z instalace bateriového úložiště v provozu nového administrativního centra společnosti Fenix Trading v Jeseníku a vyzkoušet v pilotním projektu spolehlivost a ekonomickou návratnost velkokapacitní průmyslové baterie od společnosti AERS, s. r. o.

„Už z provozu našeho administrativního centra jsme věděli, že bateriové úložiště je velmi flexibilním nástrojem optimalizace spotřeby budovy. Ale úspora nákladů na rezervovaný výkon apod. nebyla hlavním cílem, pro který jsme do špičkovací stanice investovali. Naším cílem bylo primárně zajistit spolehlivé dodávky energie pro naše robotizovaná pracoviště, sekundárně pak samozřejmě snížit rezervovaný výkon, vykrývat energetické odběrové špičky, pokrývat čtvrthodinová maxima, eliminovat pokuty za překročení maxim, a aby stanice fungovala i jako provozní záloha energie pro doběh technologií (POWER UPS). Projekt jsme financovali bez dotací a v reálném provozu si ověřujeme i ekonomickou stránku věci – tedy kolik nás to celé stálo a za jak dlouho se investované prostředky vrátí.“ řekl k cílům celého projektu Ing. Cyril Svozil.

Díky spolupráci investora a týmu firmy AERS vznikla první špičkovací akumulační stanice, která funguje od roku 2018 ve výrobním závodě firmy Fenix, s. r. o., v Jeseníku. Technologie akumulace energie využívá velkokapacitní bateriové energetické úložiště a dynamicky řízené výkonové střídače DC/AC ve 4Q režimu, které zajišťují řízený všesměrový tok energie. Technologie je navržena tak, aby umožňovala modulární dimenzování i pro jiné cílové aplikace. Modulární koncepcí je zajištěna možnost navýšení provozního výkonu měničů nebo akumulační kapacity energetického zásobníku. Stanice SAS je vybavena řídicím systémem PMS (Power Management System), který zajišťuje řízení chodu celé technologie a dynamické řízení podle potřeb provozovatele a provozních stavů v distribuční soustavě.

Obr. 2. Umístění panelů fotovoltaické elektrárny je optimalizováno s ohledem na diagram spotřeby závodu.
Obr. 2. Umístění panelů fotovoltaické elektrárny je optimalizováno s ohledem na diagram spotřeby závodu

Spolehlivost a výsledky, které zatím stanice v Jeseníku dosahuje, otevřely dveře pro další projekty

Akumulační stanice od společnosti AERS, s. r. o., byla součástí dodávky fotovoltaické elektrárny o výkonu 200 kWp, kterou pro Strojírny Rumburk, s. r. o., realizovala v roli generálního dodavatele společnost MATRU, spol. s r. o., z Plzně. Smlouva o dílo byla podepsána v říjnu 2019 a montáž samotného bateriového úložiště probíhala v březnu 2020. Špičkovací stanice byla předána investorovi podle dohodnutého harmonogramu (a to i přes restrikce spojené s koronavirovou karanténou) 31. března 2020. Během jara 2020 probíhalo ladění konkrétních potřeb výrobního areálu Strojíren Rumburk a hledání správné hladiny čtvrthodinového maxima areálu. Instalovaný výkon špičkovací stanice je 200 kW, instalovaná kapacita 204 kWh. Špičkovací stanice funguje jako systémová záloha výrobního areálu Strojíren Rumburk, přičemž přechod do ostrovního režimu při výpadku sítě zajistí do cca 10 ms. Investor i generální dodavatel si u stanice cení spektrum aplikací, podporu ze strany dodavatele a modularitu řešení, které je otevřené pro další potřeby zadavatele.

Obr. 3. Špičkovací akumulační stanice firmy AERS je souborem technologií, vytvářejících zdroj energie pro vykrývání energetických potřeb strojíren
Obr. 3. Špičkovací akumulační stanice firmy AERS je souborem technologií, vytvářejících zdroj energie pro vykrývání energetických potřeb strojíren

„Výhodou jsou i rychlé opravy a zásahy – celá stanice byla vyvinuta v České republice a její tvůrci ji dokonale znají. Malou nevýhodou je vyšší cena, ale ta přidaná hodnota je o tolik větší, že zákazníkovi, který má zájem o podobné řešení, se opravdu vyplatí.“ říká Ing. Aleš Maškovský, jednatel firmy Matru. A Ing. Ladislav Brada, majitel Strojíren Rumburk, k tomu v roli investora dodává: „Přestože cena špičkovací stanice není úplně levná, splňuje v rámci trhu vše, co jsem od řešení, které tady budujeme, očekával. Zařízení firmy AERS umí spolupracovat s fotovoltaickou elektrárnou a akumulovat energii či zacházet s přebytky, ale také vykrývat mikrovýpadky nebo nižší kvalitu dodávek elektrické energie. Zejména výpadky energie nás trápí a způsobují škody, a stanice je umí v řádu miliseknd dokonale vykrýt. Jak jsem se až dodatečně dozvěděl, už v rámci dosavadního provozu tyto výpadky nastaly, a lidé v závodě to ani nezaznamenali. Navíc nám stanice snižuje spotřebu energie. To však nebyl ten hlavní důvod, kvůli kterému jsme do ní investovali. Moje vize je dlouhodobá a současná podoba je pouze začátek. A špičkovací stanice od AERS návaznost a modularitu 100% splňuje.“ 

Ředitel společnosti AERS Cyril Svozil jr. K dodávce špičkovací stanice do Strojíren Rumburk uvedl: „Investor od našeho bateriového úložiště očekával zejména akumulaci elektrické energie, snížení rezervovaného výkonu, omezení čtvrthodinových maxim, symetrizaci odběru ze sítě, vykrývání a filtrace mikrovýpadků dodávek elektrické energie, provozní zálohu energie pro doběh technologií (Power UPS) a funkci off-grid (ostrovní režim provozu, nezávislý na síti). Naše špičkovací stanice v sobě standardně zahrnuje všechny výše uvedené funkce, a tím je na tuzemském trhu jedinečná. Při každé obdobné aplikaci je však nutné odladit jednotlivé funkce a způsob jejich nastavení. Důležitou referencí byla pilotní dodávka naší špičkovací stanice s kapacitou 2 × 307 kWh pro výrobní závod společností Fenix, s. r. o., v Jeseníku, kde funguje bateriové úložiště od roku 2018. Ing. Ladislav Brada, ředitel Strojíren Rumburk, také navštívil výrobní závod Fenix v Jeseníku, kde se mohl osobně přesvědčit o provedení a funkcionalitě zařízení.

Obr. 4. Základem akumulační stanice jsou LiFePO4 baterie, které AERS preferuje zejména z důvodu trendu na trhu a bezpečnosti tohoto typu baterií
Obr. 4. Základem akumulační stanice jsou LiFePO4 baterie, které AERS preferuje zejména z důvodu trendu na trhu a bezpečnosti tohoto typu baterií

Kapacita špičkovací stanice AERS v Rumburku se letos zdvojnásobila

Výkon fotovoltaické elektrárny zůstal stejný, tj. 210 kWp, ale společnost AERS navýšila v rámci II. etapy prací kapacitu své špičkovací stanice z loňských 204 kWh na současných 408 kWh. Ani tím však plány vedení Strojíren Rumburk nekončí. V blízké buducnosti chce kapacitu úložiště ještě navyšovat a své aktivity směřovat i do oblasti nabíjecí stanice pro elektromobily nebo na přeprodej akumulované energie. Na otázku, proč by měl management např. středně velké výrobní firmy uvažovat o bateriové stanici, odpovídá Cyril Svozil jr. takto: „Ekonomika návratnosti našich špičkovacích stanic SAS je v podstatě velmi jednoduchá. Za prvé snížení příkonu rezervovaného u distributora, za druhé prevence mikrovýpadků a škod s tím spojených. Pro konkrétní představu jsme jako pilotní projekt SAS spustili v roce 2019 velkou baterku (výkon 600 kW, kapacita 614 kWh) v našem vlastním výrobním závodě Fenix v Jeseníku a návratnost jsme si na konkrétních datech spočítali na 7 let. Ročně v průměru „ušpičkujeme“ cca 280 000 Kč, což odpovídá snížení rezervovaného příkonu fabriky o cca 25 %, a 1 750 000 Kč jsou roční úspory v materiálu a lidech, spojené s různými stavy na síti, které vedly k přerušení výroby na linkách a robotech v kovovýrobě.

Více informací o průmyslových aplikacích a využití špičkovacích stanic a podrobnosti o možnostech domácích bateriových úložišť lze nalézt na webu www.aers.cz.