Гибридизация при помощи преобразователей частоты Danfoss

Будущее энергетики уже сегодня — это хранение энергии

Мировой спрос на энергию продолжает экспоненциально расти; удовлетворить его можно различными способами. Во всем мире непрерывно и довольно быстро диверсифицируется выработка энергии из первичных источников. По мере того, как мы переходим от использования ископаемого топлива, такого как нефть и уголь, на природный газ и атомную энергетику и далее — на использование возобновляемых природных ресурсов, доступность которых зависит от капризов погоды, все более настоятельной становится потребность справляться с «перекосами», возникающими, когда нарушается баланс производства и потребления энергии.

Ожидается, что к 2035 году мировое потребление энергии возрастет на треть; мы готовы справляться со сложностями согласования объемов производства и потребления энергии, применяя самые лучшие из доступных технологий генерации, распределения и эффективного потребления энергии. Необходимые решения имеются уже сегодня; существует огромный потенциал внедрения энергоэффективных технологий: так, 63 % потенциала энергосбережения приходится на промышленность и здания, например, в ЕС 90 % зданий еще не прошли капитальный ремонт для повышения энергоэффективности. В то же время документально подтверждено, что 1 % ежегодного роста ВВП достигается именно как прямой результат внедрения мер обеспечения энергоэффективности.

«С ростом доли возобновляемой энергетики во многих странах мира, понимание и обеспечение гибкости становится фундаментальным требованием для энергетических рынков».
Международное энергетическое агентство, 2017 г.

В США потери энергии в системах передачи и энергораспределительных сетях сократились более чем на 25 % с 1980 г. Также к 2050 году ожидается сокращение совместного энергопотребления на 40–60 % по сравнению с прогнозным максимумом.

Чтобы справляться с быстрым ростом потребности в энергии, страны Юго-Восточной Азии активно вводят новые политики по энергоэффективности и согласились принять общий целевой показатель энергоэффективности — сократить удельное энергопотребление на 30 % к 2025 году по сравнению с показателями 2005 года (в дополнение к национальным целевым показателям некоторых отдельных стран).

Ожидается, что в 2017 году глобальный рынок хранилищ энергии вырастет на 47 %, и это после 2016 года, который уже установил рекорд по объему введенных в эксплуатацию новых хранилищ. Таким образом, рыночные факторы способствуют ускоренному внедрению существующих решений, а также разработке новых технологий.

Быстрая децентрализация, переход на цифровые технологии и электрификация

Быстрая децентрализация, переход на цифровые технологии и электрификация

Растущее влияние возобновляемых источников энергии означает, что энергосистемы вынуждены быстро эволюционировать для поддержки децентрализации. 

Децентрализация: По мере того как источники генерации энергии все чаще размещаются децентрализованно или вблизи местоположений клиентов, энергоснабжающие компании пытаются как можно лучше согласовывать между собой непрерывно изменяющиеся объемы производства энергии и энергопотребления. Для достижения равновесия абсолютно необходимы такие технологии, как распределенное хранение энергии, мини-электросети, реагирование на спрос и меры обеспечения энергоэффективности. 

В свою очередь, интеллектуальные системы развиваются, чтобы обеспечить балансировку поступлений из энергосистемы и подключенной местной энергогенерации с местным потреблением, уравновешивая излишки и потребности. Переход на цифровые технологии жизненно важен для поддержки роста децентрализованных энергосистем: он обеспечивает открытый автоматизированный обмен данными в реальном времени. Со временем все большее распространение будут получать системы интеллектуального учета, дистанционного управления и автоматизации. А по другую сторону счетчика платформы оптимизации и агрегирования, а также интеллектуальные устройства и аппаратно-программные комплексы обеспечат дополнительные возможности взаимосвязи.

Ускоренная электрификация многих направлений, в которых традиционно используется углеводородное топливо, крайне важна для выполнения долгосрочных обязательств по сокращению выброса парниковых газов в атмосферу — она будет востребованным распределенным ресурсом. Мы будем все в большей мере переходить на электромобили, интеллектуальные зарядные устройства и тепловые насосы, которые, в свою очередь, адаптируются к локальной генерации энергии.

Принципиальное преобразование системы электроснабжения

Принципиальное преобразование системы электроснабжения

Три тенденции — децентрализация, переход на цифровые технологии и электрификация — потенциально способны преобразовать обычную электрическую сеть в принципиально новую систему, причем они подкрепляют друг друга в синергетической взаимосвязи. Возможность принципиального преобразования дополнительно поддерживается экспоненциально снижающимися ценами на энергию, инновационными бизнес-моделями и низкой степенью загрузки ресурсов электросетей.

Гибридные решения обеспечивают необходимую нам гибкость

Гибридные решения обеспечивают необходимую нам гибкость

Гибридизация в формах хранения энергии — это одна из лидирующих новейших технологий, которая быстро становится мегатрендом. Хранилища энергии предлагают возможность гибко балансировать предложение и спрос, «закрывая» разрыв между генерацией и потреблением энергии, сглаживая пиковые нагрузки и покрывая периоды недостаточной выработки.

Применяя технологии и услуги для периметра сети, абоненты будущих энергосистем будут вырабатывать, потреблять, хранить и продавать электричество.

Выработка, потребление, хранение и продажа

Выработка, потребление, хранение и продажа

Для абонентов энергосистем будущего хранилище энергии устраняет сложности, связанные с непредсказуемостью, например, погоды (влияющей на возобновимые источники энергии), а также удовлетворяет потребности промышленных потребителей (с неизбежными колебаниями пикового спроса). В таких случаях становится актуальной гибридизация.

Обзор гибридизации

Обзор гибридизации

Простое и общее определение гибридизации звучит так: это любая система, в которой для достижения цели используется два или более одновременно действующих источника энергии. Наверное, наиболее известная сегодня форма гибридизации — это автомобили-гибриды, в которых традиционный привод от двигателя внутреннего сгорания совмещен с приводом от электродвигателя и образует гибридную силовую установку. Преимущества гибридизации в этом случае — экономия топлива, повышение динамических характеристик и сокращение выбросов загрязняющих газов. 

Гибридные решения внедряются в основном как минимум по одной из следующих причин: 
Чтобы

  • снизить или отложить капитальные затраты (CAPEX) 
  • избежать необходимости рассчитывать систему на завышенные показатели 
  • отсрочить вложения в инфраструктуру 
  • стимулировать локальное производство энергии 
  • предотвратить энергетическую нестабильность 
  • способствовать включению возобновляемых источников в инфраструктуру электросетей 

В случаях перепроизводства энергии гибридная система может направлять ее в хранилище. При высоких уровнях спроса, напротив, можно задействовать ресурсы хранилища, чтобы получить дополнительный источник энергии;

  • сократить операционные затраты (OPEX) 
  • повысить эффективность работы системы; 
  • повысить готовность системы 

гибридные системы могут повышать эффективность работы системы, а также предотвращать перебои в подаче питания из-за проблем в электросети

  • сократить продолжительность сбоев в системе благодаря повышению устойчивости в случае проблем с качеством электроэнергии
Ключевые преимущества хранилищ энергии

Ключевые преимущества хранилищ энергии

Ожидается, что степень гибридизации систем будет существенно расти во многих различных секторах наземной и морской промышленности, а также в коммерческом секторе — в особенности за счет снижения цен на аккумуляторы и роста их энергетической плотности.

Для внедрения гибридизации в ваших операционных процессах вы можете воспользоваться помощью компании Danfoss Drives, чтобы включить в систему средства хранения энергии. Мы предоставим индивидуальную поддержку и другие ресурсы, которые помогут вам составить лучшее представление о гибридизации и ее уместности для ваших конкретных целей. Например, мы будем рады предложить вам участвовать в наших вебинарах.

 Транспортное сообщение «нон-стоп» в Амстердаме

Транспортное сообщение «нон-стоп» в Амстердаме

Заслуживающий внимания проект для вновь построенных паромов в Амстердаме с электрическими/гибридно-аккумуляторными движителями. Компания Danfoss Drives обеспечила поддержку проекта на фазах конструирования и испытаний, а также поставила часть компонентов.

Решения для хранения энергии от Danfoss Drives

Решения для хранения энергии от Danfoss Drives

Хранилища энергии часто называют ключевой технологией, которая позволит интегрировать возобновляемые источники энергии в инфраструктуру электрогенерации. Компания Danfoss расширяет область применения хранилищ энергии и разрабатывает решения, также ориентированные на оптимизацию энергопотребления. Посредством оснащения отдельных машин и механизмов, а также технологических процессов в целом системами хранения энергии можно существенно улучшить качество энергоснабжения, повысить производительность и общую эффективность их работы.

Энергосистемы будущего будут играть дополнительные роли в сетях электроснабжения и реализовывать многие технологии для потребителей. Компания Danfoss Drives предлагает изделия, производит конструирование и тестирование решений для хранения энергии в широком спектре связанных с гибридизацией задач, например, для обеспечения выравнивания нагрузки, возможности автономного пуска, обеспечения резервного энергоснабжения и временного сдвига потребления в ряде отраслей промышленности.

Интеграция возобновляемых источников энергии

  • Прогнозирование производства энергии
  • Срезание пиков потребления
  • Временной сдвиг производства

Чистое электропитание — вспомогательные сервисы

  • Регулировка частоты/имитация инерции
  • Вращающиеся резервы
  • Возможность работы с перегрузкой/повышения напряжения
  • Быстрый запуск/реагирование

мини-электросети

  • Компенсация пиковой мощности на уровне подстанций
  • Резервное питание в аварийных ситуациях

КПД

  • Оптимизация выработки энергии при совместной работе с дизельными генераторами и генераторами на СПГ
  • Оптимизация потребления энергоресурсов нагрузками в судостроении
  • Чистая энергия в портах

Экология

  • Чистая энергия в портах
  • Временной сдвиг и интеграция возобновляемых источников питания

Доступность электроэнергии

  • Бесперебойная подача питания для телекоммуникационных объектов, аэропортов и больниц

Наземное строительство и горнодобывающая промышленность

  • Выработка энергии на местах, обычно — дизельные генераторные установки, оптимизация работы за счет аккумуляторов 
  • Гибридизация машин и механизмов 

Преобразователи частоты, предназначенные для гибридизации

  • Преобразователь DC/DC VACON® NXP
    Преобразователь DC/DC VACON® NXP

    Максимально увеличивает выработку электроэнергии в гибридных системах, а также повышает эффективность систем, уравнивая количество вырабатываемой и потребляемой энергии.

  • VACON® NXP Grid Converter
    VACON® NXP Grid Converter

    Преобразователи частоты с воздушным и жидкостным охлаждением, специально предназначенные для систем хранения энергии и морских систем управления энергией.

Следующие шаги