Minska koldioxidutsläppen med energilagringslösningar
Övergången till förnybar energi anses vara ett viktigt steg i utsläppsminskningen. Förnybart ger dock en intermittent försörjning, något som skiljer sig från den oavbrutna försörjningen från fossila källor. För att övergången ska lyckas måste vi därför övervinna utmaningarna med att balansera utbud och efterfrågan. När vi köper energi från förnybara källor skiljer sig topparna och dalarna i energiproduktionen mycket från förbrukningsmönstret.
Energilagringslösningar – stödjer förnybar energi
Vi behöver energilagring för att överbrygga klyftan mellan olika nivåer av energiförsörjning och efterfrågan vid specifika tidpunkter på dygnet. Till exempel är produktionen av solcellsenergi på topp mitt på dagen medan det inte sker någon produktion alls under natten. Energianvändningskurvan kan se helt tvärtom ut: efterfrågan är som störst på kvällen och tidigt på morgonen, medan efterfrågan är låg mitt på dagen.
När vi förstår att energilagring är nyckeln till att möjliggöra tillgång som matchar användningen är det ett litet steg mot att inse dess betydelse för att vi ska kunna nå våra klimatmål. För att det ska gå att minska koldioxidutsläppen tillräckligt mycket är det viktigt för samhället att ta det stora steget att implementera energilagring i multigigawattskala. Endast denna lagringsvolym kan göra det möjligt för ett förnybart elnät att leverera tillräckligt tillförlitlig försörjning för att matcha stabiliteten hos ett traditionellt fossilbaserat elnät.
Så säkerställer man stabil och tillförlitlig nätförsörjning vid integrering av förnybara energikällor
Vi på Danfoss Drives har åtagit oss att stödja den gröna omställningen. En stor utmaning för våra kunder är hanteringen av integreringen av olika energigeneratorer och lagringssystem i ett och samma nät. Detta kan leda till problem med strömkvaliteten och nätinstabilitet. Det är därför vi på Danfoss Drives erbjuder effektiva frekvensomriktare för att bekämpa inkonsekvenser och säkerställa en stabil och tillförlitlig nätförsörjning.
Danfoss teknik är en beprövad möjliggörare av konsekvent spänningsmatning och nätvänliga lösningar. Vi levererar en rad produkter som stöder ditt energilagringsutbud. Danfoss levererar nätvänliga kraftomvandlingslösningar med imponerande energieffektivitet, särskilt utformade för energilagringslösningar.
Med låg övertonsdistorsion, justerbar effektfaktor och andra nätvänliga funktioner säkerställer stöd i form av Danfoss lösningar en konkurrenskraftig och nätkompatibel spänningsmatning. Lång erfarenhet av kraftomvandling för energilagringslösningar, kombinerat med en ledande ställning i världen, gör Danfoss till din idealiska partner när du investerar i energilagringsteknik.
Vill du veta mer om hur kraftomvandlingslösningar från Danfoss kan hjälpa dig att säkerställa nätstabilitet och efterlevnad samtidigt som du minskar dina kapitalkostnader?
Nätstabilisering
Bakom mätaren och framför mätaren
På en traditionell energimarknad består elnätet av två aktörer. Den första aktören är ensam ägare och förvaltare av kraftproduktionsanläggningen och transmissionsnätet.
Den andra spelaren är konsumenten, en fabrik eller en husägare som äger det lokala mikronätet i sina egna lokaler.
Uppdelningen mellan de två sker vid energimätaren. Framför mätaren (FTM) finns generatorn och givaren. Bakom mätaren (BTM) finns konsumenten.
Energimarknaden har dock utvecklats snabbt sedan 1990-talet och idag har många länder en avreglerad energimarknad.
På en avreglerad marknad äger separata företag energiproduktions- respektive transmissionsnätet. FTM är uppdelat i två grupper av aktörer: nätoperatören som har monopol på transmissionsinfrastrukturen och de generatorer som verkar på en fri marknad.
Hur energilagring stödjer välstånd och energisäkerhet
Vi har förklarat varför energilagring är avgörande för att etablera förnybar energi som den dominerande källan i spänningsmatningen: Energilagring övervinner skillnaden mellan energiförsörjning och efterfrågan vid olika tidpunkter under dagen.
Men energilagring stöder inte bara en energiförsörjning baserad på hållbara källor för att minska koldioxidutsläpp. Energilagring underlättar också en välmående modern livsstil med den bekvämlighet som uppnås genom mobilitet i form av eldrivna lastbilar, elfartyg, tillbehör som batteridrivna bärbara datorer och personliga transportmedel som elfordon och cyklar. Samhällsmedborgare kan inte tänka sig att klara sig utan dessa bekvämligheter och kommer inte att vara motiverade att minska koldioxidutsläppen om de inte längre är tillgängliga.
Utan lagring är det inte möjligt att upprätthålla välstånd och energisäkerhet i samhället. Utan lagring är vårt enda alternativ fossilbaserad kraft, som gasdriven produktion och bensindrivna transporter. Samhället vet redan av lång erfarenhet att fossilbaserad spänningsmatning kräver import över gränserna, vilket gör länderna sårbara för energisäkerhetsrisker. Fossilbaserade tillgångar stödjer inte heller den utsläppsminskning vi behöver för att bekämpa klimatförändringarna samtidigt som vi upprätthåller en välmående och bekväm livsstil.
Hur energilagring upprätthåller kraftkvalitet, kvantitet och tillförlitlighet
Genom att säkerställa flexibla, tillförlitliga och rena energilösningar spelar energilagring en avgörande roll för att möjliggöra övergången till ett mer hållbart, motståndskraftigt och effektivt energisystem. Energilagring förbättrar elnätet vad gäller flexibilitet, tillförlitlighet och kraftkvalitet:
Kom ihåg spänningskvaliteten för att hålla nätet stabilt
Vi använder energilagring för att överbrygga klyftan mellan intermittent energiproduktion och energianvändning. Vid implementering av energilagring räcker det dock inte med att fastställa tillräcklig effektmängd. Hög effektkvalitet är också avgörande för att säkerställa att det distribuerade nätet förblir stabilt och effektivt för både nätföljning och nätbildning. För att säkerställa en acceptabel spänningskvalitet måste alla parter i ett förnybart nät dela på belastningen. Denna börda delas normalt med användning av nätkod i ett stort kraftsystem, så kallade rikstäckande nät. Danfoss bidrar till nätstabilitet och nätflexibilitet genom att erbjuda både nätföljande styrning med nätkoder samt nätbildande styrlägen.
För mindre nät, eller nät som är avsiktligt isolerade, måste samma grunder finnas på plats. Nätet måste ha en acceptabel spänningskvalitet, tillräcklig kortslutningsström, acceptabla nivåer av övertoner och övertonskomponenter. Dessutom får regulatorer i nätverket inte skapa instabilitet. Några av de faktorer som bidrar till god kraftkvalitet är:
Hur batterienergilagring genererar intäktsströmmar
Smarta elnät med integrerad energilagring underlättar tidsförskjutningen av energiförsörjningen för att övervinna den intermittenta naturen hos elproduktion från många förnybara energikällor. Energilagringssystemet kan tillhandahålla reservström i händelse av energiknapphet från strömförsörjningen, till exempel på grund av belastningsutjämning eller oplanerade strömavbrott.
Batterienergilagringssystem introducerar alternativa kraftkällor till det distribuerade nätet eller ett industriellt eller marint likströmsnät. I situationer med överkapacitet kan systemet styra energi mot lagring. Vid hög efterfrågan finns lagringsmediet tillgängligt som en extra energikälla för att
- Minska driftskostnaderna (Opex)
- förbättra systemeffektiviteten
- öka systemtillgången.
Möjliggörare för smarta elnät
Smarta nät med integrerad energilagring underlättar tidsförskjutning av energiförsörjning för att övervinna den intermittenta naturen hos många förnybara energikällor.
Se hur i den här animationen
Läs mer om Peak Shaving, tidsförskjutning och reservkraft: Bra effektomvandling för smarta nät | Danfoss
Lösningar
Energilagringslösningar
Energilagringssystem fångar upp överskottsenergi som genereras under perioder med låg efterfrågan eller hög tillgänglighet på sol- och vindkraft – eller annan förnybar energikälla – och lagrar den för framtida användning. Energilagring är en viktig faktor för energisäkerheten i distribuerade nät, eftersom det säkerställer tillgång till energikällor i rätt tid på ett hållbart och överkomligt sätt.
Energi kan lagras i olika former, inklusive elektrisk energi i batterienergilagringssystem eller kondensatorer, mekanisk energi i svänghjul eller pumpad hydrolagring, litiumjonbatterier, termisk lagring, flödesbatteri eller tryckluftsenergilagring.
Lagrad energi kan användas när efterfrågan på el ofta överstiger tillgången eller under perioder med hög belastning, vilket ger extra kraft eller tjänster till nätet eller specifika tillämpningar.
Möjliggörare för smarta elnät
Smarta elnät med integrerad energilagring underlättar tidsförskjutningen av energiförsörjningen för att övervinna den intermittenta naturen hos många förnybara energikällor. Energilagringssystemet kan tillhandahålla reservström i händelse av energiknapphet från strömförsörjningen, till exempel på grund av belastningsutjämning eller oplanerade strömavbrott. Under avstängning gör stöd från energilagringen det möjligt för konsumenter att upprätthålla driften under en period.
Industriell likströmsreserv
Använd energilagring för att stabilisera spänningsmatningen vid oväntade avvikelser. Vi kan lösa problemet för BTM-tillämpningar på olika nivåer. I detta exempel används industriell likströmsreserv för att säkerställa konstant spänningsmatning till specifika kritiska tillämpningar i en fabrik.
Batterisystem för energilagring kan
- Förbättra nätets flexibilitet och motståndskraft, vilket möjliggör bättre hantering av variationer i tillgång och efterfrågan, Peak Shaving och lastväxling
- Förbättra den övergripande systemeffektiviteten genom att fånga upp och använda överskottsenergi som annars skulle gå till spillo
- Ökning av elförsörjningens tillförlitlighet och stabilitet i form av reservkraft, vilket minskar risken för strömavbrott och förbättrar nätprestandan.
Energilagring ger därför företag och energibolag konkurrensmöjligheter:
- Minimering eller fördröjning av kapitalkostnader
- Optimerar systemstorleken för att undvika överkapacitet
- Möjliggör senareläggning av investeringar i infrastruktur
- Främjar decentraliserad energiproduktion
- Minskar energifluktuationer, till exempel i sol- och vindkraft
- Underlätta integreringen av förnybara energikällor i nätsystemet
Tillämpningar
Smarta nät förlitar sig på energilagring: Sol- och vindkraft
När man integrerar energilagringsteknik och olika energikällor i det distribuerade nätet förbättrar intelligenta kraftomvandlingslösningar från Danfoss nätprestandan och minskar kapitalinvesteringskraven tack vare förcertifierad efterlevnad av strikta nätregler.
På denna norska färjerutt använder man intelligent hantering av energi- och batterilagringssystem för att optimera snabbladdning och minska koldioxidavtrycket.
Elektrifiering av transporter
Utsläppsminskning innebär att vi kommer att använda mycket mer elenergi i framtiden, inom alla sektorer. Totalt behöver vi se till att 200—300 % mer energi flödar genom elenergiinfrastrukturen, och transportsektorn är en betydande bidragande faktor till denna efterfrågan.
Trots våra ambitioner om att minska koldioxidutsläppen måste vi acceptera att den nätinfrastruktur vi har idag ännu inte är dimensionerad för behovet av framtida elbils- och ellastbilsladdare. Med ökande efterfrågan under topperioder begränsas stabiliteten i fordonsladdningen av den lokala transformatorns kapacitet. För att säkerställa stabilitet ska ett energilagringssystem användas för att stödja nätet vid toppbelastning. För nätägaren är energilagring ett bättre val än den alternativa begränsningslösningen: att öka överföringsledningarnas kapacitet.
Vilka är fördelarna med att säkerställa nätstabiliteten för tillförlitlig snabbladdning?
- Minska eller förändra kapitalkostnaderna (CAPEX) Genom att aktivt styra, övervaka och stödja nätet med lokala batterier kan du uppnå den höga toppeffekt som är avgörande för snabbladdning utan att investera i nätinfrastruktur. Detta görs genom att använda lokala batterier med Peak Shaving-funktion. Peak Shaving optimerar energiflödet mellan inkommande försörjning och lokal lagring för att möta efterfrågetoppar utan att störa försörjningsnätet. Överskottsenergi kan lagras när efterfrågan och kostnaderna är låga.
- Minska driftskostnaderna (Opex). Dra nytta av grön el för att ladda ett batterienergilagringssystem som försörjer laddningssystemet. När denna gröna energi produceras och förbrukas lokalt minimeras OPEX.
Energilagringsstöd för likströmsnät
Likströmsnät erbjuder flera fördelar jämfört med traditionella växelströmsnät. De är mer effektiva och använder mindre koppar. Dessutom är likströmsnät enklare att använda, vilket minskar behovet av UPS-kapacitet och möjliggör användning av olika typer av batterier. De minimerar också effekten av haverier, vilket säkerställer stabil drift av servrar och system med tillförlitligt skydd. Dessutom möjliggör likströmsnät snabb start av reservkraftgeneratorer. Energilagringssystem som använder frekvensomriktare från Danfoss förbättrar ditt likströmsnät med följande fördelar:
- Lägre operativa kostnader och kapitalkostnader tack vare färre komponenter och mindre koppar
- Ökad energieffektivitet
- Regenerativ och redundant kapacitet
- Möjlighet att dra nytta av överskottsvärme från ett vätskekylt system
Modulariteten hos likströmsnät förkortar installations- och driftsättningstiden, ger flexibilitet för kapacitetsökning och sparar utrymme. Dessutom harmoniserar de integrationen av alla frekvensomriktare i likströmssystemet, inklusive kylare, fläktar och pumpar, genom centraliserad AFE-försörjning, vilket resulterar i en total övertonsdistorsion (THDI) på mindre än 5 %.
Kortslutningsskydd med simuleringsverktyg
När ett stort antal effektomvandlare är anslutna till ett likströmsnät är det nödvändigt att utföra kortslutningsstudier. Danfoss DCGuard möjliggör snabb frånkoppling och möjlighet att välja fritt mellan flera likströmsnät, vilket ger halvledarskydd som upptäcker och stänger av felaktiga likströmmar inom mikrosekunder. Detta säkerställer likströmsnätets stabilitet, skyddar omgivande utrustning och möjliggör oavbruten drift. Enheten möjliggör också korrekt systemselektivitet, förhindrar överspänningstoppar vid strömavbrott och kan ansluta två olika likströmsnät med spänningsskillnader.
DCGuard möjliggör simulering av kortslutningar och selektivitetsstudier, med möjlighet att placera kortslutningar vid olika punkter i likströmsnätet och studera beteendet hos omvandlare, samlingsskenor och säkringar. Simuleringar ger automatiserade rapporter med information om diagram över kortslutningsström.
Framtiden för förnybar energi: vätgas och andra gröna bränslen
I marina tillämpningar är batterienergilagring idealiskt för att driva framdrivning över kortare sträckor, medan gröna bränslen (metanol, komprimerad vätgas, flytande vätgas eller ammoniakbaserade bränsleceller) är lämpliga för längre resor. Genom att dessa tekniker kombineras utökas fartygets räckvidd. Bränsleceller kan driva framdrivning men kan inte lagra överskottsenergi, som istället kan lagras i ett batterienergilagringssystem, vilket förhindrar avfall. Denna integration är en lovande lösning för framtidens sjöfartsindustri.
Hur gynnar energilagringssystem marinindustrin? Läs vårt whitepaper för mer information.
Energilagring för landförsörjning
Även om ett energilagringssystem är viktigt ombord på fartyg är det också mycket relevant för landbaserade tillämpningar som till exempel landförsörjning.
Landström, även kallad cold ironing, är en process där ström levereras från land till ett dockat fartyg, vilket gör det möjligt att stänga av fartygets hjälpmotorer och stoppa förbränningen av dieselbränsle. Det har ett syfte: att föra kraft från det nationella elnätet (eller ett lokalt elnät) till dockade fartyg, vilket gör att dieseldrivna generatorer inte behövs. Bevisen som talar för landström är överväldigande. Ett exempel är att när ett fartyg är anslutet till landström kan de totala utsläppen av föroreningar minskas med upp till 98 % vid användning av ström från det regionala elnätet.
För hamnar handlar försörjning av landström inte bara om att minska koldioxidutsläppen, utan även om att eliminera luftföroreningar (NOx, SOx, partiklar) och buller när fartyg är dockade.
Vilka möjligheter finns det att använda energilagringstekniker, inklusive batterienergilagring, inom försörjning av landström? Läsa om dem i vårt whitepaper: ”Decarbonizing the shipping industry”.
Markerade produkter
iC7-Hybrid
Möjliggör intelligent effektomvandling.
iC7-Hybrid är optimerad för alla effektomvandlingstillämpningar och har en oöverträffad effekttäthet med ny filterteknik.
Referensobjekt
-
if (isSmallPicture) {
Ett institut i polska Kamień Śląski bryter ny mark inom klimatneutral energianvändning. Danfoss bidrar till arbetet med att lagra el från solenergi. Lägre elräkningar och koldioxidutsläpp är de största drivkrafterna.
-
if (isSmallPicture) {
El- och hybridlösningar är hett nu. En av pionjärerna var den holländska energilagringstillverkaren Alfen B.V., som har använt Danfoss produkter för kraftomvandling sedan första början.
-
if (isSmallPicture) {
DANMARK: Fjärrvärmeanläggningen FlexHeat i Nordhavn i Köpenhamn släpper ut 315 ton mindre koldioxid per år jämfört med naturgasalternativet. Med eldrift och sektorsanslutning uppnås koldioxidmålen vid FlexHeat Nordhavn.
-
if (isSmallPicture) {
DANMARK: Fjärrvärmeanläggningen FlexHeat i Nordhavn i Köpenhamn släpper ut 315 ton mindre koldioxid per år jämfört med naturgasalternativet.
Nyheter
Kommer snart ...
Kommer snart ...