Modulares Wechselspeichersystem

Beschreibung

Die wirtschaftliche Zwischenspeicherung erneuerbarer Energien wird vor dem Hintergrund der

politisch gewollten Energiewende zu einem wichtigen Erfolgsfaktor.

Es gibt eine Vielzahl von Speichermodulen unterschiedlicher Technologien wie z.B. Batterien und

Superkondensatoren am Markt, die jedoch meist mit unterschiedlichen Klemmenspannungen

erhältlich sind.

Die Zusammenschaltung mehrerer

Energiespeichermodule,

insbesondere bei Speichermodulen

mit unterschiedlichen Technologien in

einem gemeinsamen Systemumfeld,

erfordert daher immer einen großen

Aufwand und spezielle

Fachkenntnisse bei der individuellen

Integration eines neuen Moduls in

ein bestehendes System. Ein

zentrales Energiemanagementsystem

zur Steuerung der Leistungsflüsse ist

mit erheblichem Aufwand über

Steuer- und Signalleitungen mit den

einzelnen Speichermodulen

verbunden.

Die Erfindung beschreibt ein modulares Speichersystem, bei dem jedes Speichermodul über eine

elektronische Steuereinheit an einen Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen ist. In dieser

Steuereinheit ist die Elektronik, die die speziellen Eigenschaften des Speichermoduls an den

Gleichspannungszwischenkreis anpasst, enthalten. Der Leistungsfluss zwischen der

Speichereinheit des Moduls und dem Gleichspannungszwischenkreis wird in Abhängigkeit von

der Spannung am Gleichspannungszwischenkreis über eine elektronisch hinterlegte Kennlinie

gesteuert. Ein Wechselrichtermodul steuert den Leistungsfluss zwischen dem Gleichstromkreis

und dem Wechselstromnetz und damit zu den angeschlossenen Verbrauchern. Bei dreiphasiger

Ausführung ist der Wechselrichter mit einem Nullleiter- Anschluss ausgestattet, um

asymmetrische Lasten zu ermöglichen. Die Nennspannung des Zwischenkreises wird auf eine

etwas höhere Spannung als die gleichgerichtete Wechselspannung des Versorgungs- bzw.

Lastnetzes bemessen.

Vorteile

Die zentrale Erfassung und Steuerung der Zustandsparameter der Speichermodule entfällt.

Mehrere Module werden nur über die Leistungsklemmen an den Zwischenkreis

angeschlossen.

Erweiterung und Austausch von Modulen kann ohne Spezialkenntnisse vorgenommen

werden.

Einfache Erweiterung um zusätzliche Speichermodule ohne Eingriff in die Steuerung ist

möglich.

Installations-, Inbetriebnahme- und Wartungsaufwand sind deutlich reduziert.

Die direkte Kombination mit regenerativen Energiequellen ist möglich.

Inselnetz- und USV-fähig.

Austausch defekter Module während des Betriebs möglich.

Nutzen

Durch die vereinfachte Installation, Inbetriebnahme und Wartung ohne Spezialisten können die

Gesamtkosten eines Speichersystems deutlich reduziert werden. Je nach politischen und

wirtschaftlichen Rahmenbedingungen (Einspeisevergütung, Eigenverbrauch etc.) kann das

Speichersystem in der Größe auf einfache und kostengünstige Weise angepasst werden. Mit der

flexiblen modularen Nachrüstbarkeit kann das Gesamtsystem somit immer in einen optimalen

wirtschaftlichen Zustand versetzt werden.

Stand der Entwicklung

Es ist ein elektronischer Gleichspannungswandler mit elektronisch einstellbarer Kennlinie zum

Anschluss an den Gleichspannungszwischenkreis realisiert. Ein 3-phasiges Wechselrichtermodul

mit herausgeführtem Nullleiter ist kurz vor der Fertigstellung. Die Realisierung eines

Gesamtsystems mit allen wesentlichen Komponenten ist geplant.

 

Anwendungsgebiete

Die Erfindung wurde zur Zwischenspeicherung von dezentral erzeugten, regenerativen Energien

für den zeitversetzten Eigenbedarf oder Einspeisung in ein Netz zu einem Zeitpunkt mit höherer

Einspeisevergütung entwickelt. Zeitweise Energie-Überkapazitäten dezentraler

Blockheizkraftwerke mit Kraft- Wärmekopplung während des Heizbetriebs, von Solaranlagen und

Windturbinen können mit diesem Speichersystem wirtschaftlicher betrieben werden. In Fällen,

wo auf ein zentrales Energiemanagement verzichtet werden kann, ist die Technik auch in

mobilen Anwendungen einsetzbar.

Zielgruppen

Hersteller von regenerativen Energiequellen, USV- Anlagen,

 

 

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