Hybrydyzacja

Przyszłość energii nadeszła – jest nią magazynowanie

Światowe zapotrzebowanie na energię gwałtownie rośnie, a możliwości jego zaspokojenia są liczne. Świat systematycznie i dość szybko rozszerza swoje główne źródła energii. Przechodzimy od paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa i węgiel, do gazu ziemnego i energii jądrowej oraz dalej do odnawialnych źródeł energii zależnych od pogody, więc rośnie potrzeba przezwyciężenia luk powstających w sytuacji niezrównoważenia skali zaopatrzenia w energię i zapotrzebowania na nią.

Przewiduje się, że do 2035 r. zużycie energii wzrośnie o jedną trzecią, co oznacza, że musimy sprostać wyzwaniu polegającemu na dostosowaniu podaży do popytu poprzez wykorzystanie najlepszych technologii, jakimi dysponujemy w zakresie wytwarzania, dystrybucji i efektywności zużycia energii. Rozwiązania, których potrzebujemy, są dostępne już dzisiaj i istnieje ogromny potencjał w zakresie wdrażania technologii wydajnych energetycznie: 63% potencjału w zakresie oszczędzania energii występuje w przemyśle i budownictwie, a 90% budynków w UE nie zostało poddanych renowacji pod kątem sprawności energetycznej. Jednocześnie udowodniono, że wartość PKB wzrasta o 1% rocznie bezpośrednio w wyniku wprowadzenia rozwiązań w zakresie wydajności energetycznej.

„Wraz z rozwojem odnawialnych źródeł energii w wielu częściach świata zrozumienie pojęcia elastyczności i zarządzanie nią staje się kamieniem węgielnym rynków energii”.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna, 2017

W Stanach Zjednoczonych straty energii w systemie przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej spadły o ponad 25% od 1980 r. Do 2050 r. przewiduje się zbiorowe ograniczenie zużycia energii o 40–60% w porównaniu z obecnymi prognozami.

Aby sprostać szybko rosnącemu zapotrzebowaniu na energię, kraje Azji Południowo-Wschodniej w coraz większym stopniu realizują politykę w zakresie wydajności energetycznej, i uzgodniły wspólny cel, jakim jest zmniejszenie energochłonności o 30% do 2025 r. w porównaniu z poziomem z 2005 r., poza realizowaniem celów krajowych w niektórych państwach.

Oczekuje się, że w 2017 r. światowy rynek magazynowania energii wzrośnie o 47% pod względem nowej pojemności magazynowej w porównaniu z już rekordowym rokiem 2016. Tak więc siły rynkowe napędzają przyspieszone wykorzystanie istniejących rozwiązań, jak również rozwój nowych technologii.

Szybka decentralizacja, cyfryzacja i elektryfikacja

Szybka decentralizacja, cyfryzacja i elektryfikacja

Rosnący wpływ odnawialnych źródeł energii oznacza, że system energetyczny szybko się rozwija w celu dostosowania do decentralizacji. 

Decentralizacja: Zakłady produkujące energię są coraz częściej położone decentralnie w siedzibie klienta lub w jej pobliżu, a dostawcy energii próbują jak najprecyzyjniej zaspokajać nieustannie zmieniające się wymagania dotyczące dostaw energii i popytu na nią. Technologie niezbędne do osiągnięcia równowagi to rozpowszechnione magazynowanie, mikrosieci, reakcja na popyt i rozwiązania w zakresie wydajności energetycznej. 

Inteligentne systemy rozwijają się, aby zrównoważyć sieć i połączyć lokalną produkcję energii z jej zużyciem, wyrównując nadwyżki i braki. Cyfryzacja jest istotnym elementem ułatwiającym rozwój zdecentralizowanych systemów energetycznych, ponieważ umożliwia otwartą, automatyczną komunikację w czasie rzeczywistym. Będziemy w coraz większym stopniu wykorzystywać inteligentne systemy pomiarowe, zdalnego sterowania i systemy automatyki. Poza tym, platformy optymalizacji i agregacji oraz inteligentne urządzenia wpłyną na jeszcze większą cyfryzację.

Przyspieszenie elektryfikacji wielu zastosowań tradycyjnie napędzanych węglowodorami ma kluczowe znaczenie dla długoterminowych celów dotyczących emisji dwutlenku węgla i będzie istotnym zasobem.  Będziemy coraz częściej wybierać pojazdy elektryczne, inteligentne ładowanie i pompy ciepła, które z kolei prowadzą i wymuszają podłączenie do lokalnie generowanej mocy.

Zakłócenia systemu elektrycznym

Zakłócenia systemu elektrycznego

Trzy trendy związane z decentralizacją, cyfryzacją i elektryfikacją mogą potencjalnie zakłócić konwencjonalny system elektroenergetyczny i wzajemnie się wzmacniają w tzw. "czystym cyklu". Potencjał zakłóceń jest dodatkowo napędzany przez wykładniczo malejące koszty energii, innowacyjne modele biznesowe i niskie wykorzystanie zasobów sieci elektrycznej.

Rozwiązania hybrydowe zapewniają elastyczność, której potrzebujemy

Rozwiązania hybrydowe zapewniają elastyczność, której potrzebujemy

Hybrydyzacja w postaci magazynowania energii jest jedną z wiodących najnowszych technologii i szybko staje się megatrendem. Magazynowanie energii oferuje nam elastyczne sposoby na zaspokojenie popytu i podaży poprzez zmniejszenie opóźnień między generowaniem i zużyciem energii, tłumienie obciążeń szczytowych i wyeliminowanie przerw w dostawach.

Korzystając z technologii i usług na najwyższym poziomie, klienci w przyszłym systemie energetycznym będą produkować, wykorzystywać, przechowywać i sprzedawać energię elektryczną.

Produkuj, korzystaj, przechowuj i sprzedawaj

Produkuj, korzystaj, przechowuj i sprzedawaj

Dla klientów w przyszłym systemie energetycznym magazynowanie energii sprosta wyzwaniom nieprzewidywalności, takich jak pogoda (w odniesieniu do odnawialnych źródeł energii) i potrzeby klientów przemysłowych (z nieodłącznymi zmianami w szczytowych zapotrzebowaniach). I tutaj do gry wkracza hybrydyzacja.

Hybrydyzacja na pierwszy rzut oka

Hybrydyzacja na pierwszy rzut oka

Prosta i szeroka definicja hybrydyzacji to dowolny system z dwoma lub więcej źródłami energii działającymi wspólnie w celu wykonania zadania. Być może najbardziej znaną obecnie formą hybrydyzacji jest pojazd hybrydowy, w którym konwencjonalny układ napędowy silnika spalinowego jest połączony z elektrycznym układem napędowym, aby stworzyć "hybrydowy" układ napędowy.  Korzyści z hybrydyzacji, w tym przypadku, to oszczędność paliwa, poprawa wydajności i zmniejszenie emisji. 

Rozwiązania hybrydowe są wdrażane przede wszystkim z co najmniej jednego z poniższych powodów: 
Aby

  • Zmniejszyć lub odroczyć wydatki inwestycyjne (CAPEX) 
  • Uniknąć znacznego przewymiarowania systemu 
  • Odroczyć inwestycję w infrastrukturę 
  • Wspomóc lokalną produkcję energii 
  • Zapobiec niestabilności energetycznej 
  • Pomóc we włączeniu odnawialnych źródeł energii do infrastruktury sieciowej 

W sytuacjach nadmiernej podaży system hybrydowy może skierować energię do przechowywania. Gdy poziom zapotrzebowania jest wysoki, można uzyskać dostęp do magazynu  energii, aby zapewnić dodatkowe jej żródło.

  • Obniżenie kosztów operacyjnych (OPEX) 
  • Poprawa efektywności systemu 
  • Zwiększenie dostępności systemu 

Systemy hybrydowe mogą zwiększyć wydajność systemu i uniknąć przerw w zasilaniu spowodowanych problemami z jakością sieci;

  • Ograniczenie przestojów systemu dzięki zwiększeniu odporności w razie problemów z jakością zasilania
Kluczowe korzyści z magazynowania energii

Kluczowe korzyści z magazynowania energii

Oczekuje się, że hybrydyzacja systemów będzie nadal znacząco wzrastać w szerokim przekroju sektorów przemysłowych i handlowych na lądzie i morzu, w szczególności ze względu na obniżenie kosztów baterii i wzrostu gęstości energii.

Aby wdrożyć hybrydyzację w swoich operacjach, możesz uzyskać pomoc od Danfoss Drives. w zakresie wprowadzenia do systemu rozwiązań dotyczących przechowywania energii. Zapewniamy osobiste wsparcie i inne zasoby, które pomogą ci uzyskać lepszy wgląd w hybrydyzację, tam gdzie jest to istotne w twoich własnych aplikacjach.  Na przykład, zapraszamy do udziału w naszych webinariach.

Stałe połączenie dla miasta Amsterdam

Stałe połączenie dla miasta Amsterdam

Znaczący projekt dla nowo wybudowanych promów w Amsterdamie z napędem elektrycznym/akumulatorowo-hybrydowym. Firma Danfoss Drives wsparła projekt inżynierią, testami i produktami.

Rozwiązania w zakresie magazynowania energii Danfoss Drives

Rozwiązania w zakresie magazynowania energii Danfoss Drives

Magazynowanie energii jest często opisywane jako kluczowy czynnik umożliwiający włączenie energii odnawialnej w system generowania mocy. Firma Danfoss rozszerza zakres rozwiązań dedykowanych do magazynowania energii i opracowuje kolejne ukierunkowane na optymalizację zużycia energii. Wyposażenie maszyn i całego procesu w systemy magazynowania energii pozwala znacząco poprawić jakość zasilania, wydajność i ogólną sprawność.

Przyszły system energetyczny zapewni dodatkowe role dla sieci i będzie obejmował wiele technologii dla klientów. Danfoss Drives oferuje produkty, rozwiązania inżynieryjne i testowe do magazynowania energii w różnorodnych zastosowaniach hybrydowych, na przykład wygładzania przy szczytowym obciążeniu, zdolności do tzw. „black-start”, zasilania rezerwowego i przesunięcia czasowego w wielu gałęziach przemysłu:

Integracja odnawialnych źródeł energii

  • Prognozowanie produkcji energii
  • Redukowanie wartości szczytowych
  • Przesunięcie czasowe produkcji

Stabilność sieci zasilającej — usługi pomocnicze

  • Regulacja częstotliwości/emulacja bezwładności
  • Rezerwy utajone
  • Przeciążenie/wzmocnienie
  • Szybkie uruchamianie/reagowanie

μGrids

  • Kompensacja mocy szczytowej na poziomie podstacji
  • Zapasowa moc dostępna w przypadku zakłóceń zasilania

Wydajność

  • Optymalizacja produkcji energii we współpracy z generatorami prądotwórczymi diesla i LNG
  • Optymalizacja zużycia ładunków w środowisku morskim
  • Czysta energia w portach

Ekologia

  • Czysta energia w portach
  • Zmiana czasu, integracja odnawialnych źródeł zasilania

Dostępność energii elektrycznej

  • Nieprzerwane zasilanie w telekomunikację, lotniska i szpitale

Budownictwo i górnictwo

  • Lokalna produkcja energii, zwykłe agregaty, optymalizacja pracy z akumulatorami 
  • Hybrydyzacja maszyn 

Przetwornice do systemów zhybrydyzowanych

  • VACON® NXP DC/DC Converter
    VACON® NXP DC/DC Converter
    Maksymalizuje wydajność energetyczną w rozwiązaniach hybrydowych i ułatwia poprawę wydajności dzięki zbliżeniu poziomu dostawy energii do poziomu zużycia.
  • VACON® NXP Grid Converter
    VACON® NXP Grid Converter
    Przetwornice chłodzone powietrzem i cieczą specjalnie zaprojektowane z myślą o magazynowaniu energii oraz zarządzania energią w aplikacjach morskich.