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Erzeugung und Speicher

Erzeugung und Speicher

50,2 Magazin | 07.2022

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Schneller Anschluss Energiespeicher gelten nicht ohne Grund als Schlüsseltechnik für die Energiewende. Phoenix Contact hat eine Anschlusstechno logie entwickelt, mit der sich die Installa tion deutlich vereinfachen und beschleuni gen lässt – zum Beispiel durch integrierten Berührungsschutz. S ei es die kleinformatige Variante imKeller des Endverbrauchers oder der Großspeicher im Batteriepark eines Stromversorgers – Energiespeicher schließen die Lücke zwischen der (volatilen) Erzeugung erneuerbarer Energien und deren Verbrauch. So lassen sich Windkraft und Photovoltaik mit hohem Wirkungsgrad nutzen, ohne die Netze zu überlasten. Die Internationale Energieagentur geht davon aus, dass wir weltweit bis 2040 etwa 10 Millionen GWh Spei cherkapazität benötigen, um die Klimaziele zu erreichen. Batterie speicher spielen in diesem Zusammenhang eine besonders wichtige Rolle – speziell im Zuge des Ausbaus von Photovoltaik-Dachanlagen, aber auch für große Netzspeicher rechnen Expert:innen mit hohen Zuwachsraten. Umdiese tatsächlich in die Fläche zu bringen, sind Lö sungen erforderlich, die eine effiziente Montage unterstützen.

Querschnitte von 16 – 120 mm². Ein umfangreicher Berührschutz bietet auch im ungesteckten Zustand Sicherheit für den Installa teur.“ Weil die Steckverbinder sich um 360° rotieren lassen, können Anwender:innen flexibel auf unterschiedliche Einbaubedingungen reagieren. Gerätehersteller können überdies aus verschiedenen An schlusstechniken (Strombalken, Gewindebolzen, Crimp) auswählen. Großspeicher Um die Kosten so gering wie möglich zu halten, sind Großspeicher heutzutage weitestgehend standardisiert. „Um eine Vielzahl an Modulen zu verschalten, rücken die Installationszeit sowie eine kostengünstige Anschlusslösung in den Fokus“, weiß Ohsiek. Diesen Gedanken hätten die Entwickler zuende ge dacht und neben der weit verbreiteten frontseitigen An schlusstechnik ein völlig neu konzipiertes Einschubsystem auf Stromschienen zur Marktreife gebracht: „In Standard Containern befinden sich Racks und Stromschienen zur Energieverteilung – und wir haben uns gefragt: warum also nicht auch die Anschlusstechnik dahingehend anpassen?“ Das Ergebnis ist ein Einschubsystem, das direkt auf Stromschienen kon taktiert und damit das Verdrahten der Leistungsanschlüsse kom plett verzichtbar macht. „Ein hoher Toleranzausgleich von +/- 4 mm sorgt dabei für einen sicheren Einschub auf die Stromschienen“, ergänzt der Produktmanager. Da der Stecker ähnlich einer Reihen klemme modular aufgebaut ist, lassen sich Ströme von 40 A bis hin zu 200 A übertragen. Unabhängig vom Einsatzbereich und der Größe des Speichers zieht Mathias Ohsiek ein eindeutiges Fazit: „Die Verdrahtung von Batteriemodulen am Installationsort beschleunigt sich enorm, wenn Anwender:innen die Verbindung durch

Die Installation von Batteriespeichern bringt per se eine große Herausforderung mit sich: Die Batteriemodule stehen praktisch immer unter Spannung. „In der klassischen Verdrahtung mit Ring kabelschuhen und Schraubbolzen heißt das, dass nur eine Elek trofachkraft den Anschluss vornehmen kann“, erläutert Mathias Ohsiek, Produktmanager FDC bei Phoenix Contact. Bei System spannungen von bis zu 1.500 V sind nach den geltenden Regeln zur Arbeitssicherheit zusätzlich isoliertes Werkzeug, isolierende Schutzkleidung, Material zum Abdecken von aktiven Teilen und die Gummimatte zur Standortisolierung erforderlich. Durch diese zu sätzlichen Schutzmaßnahmen werden die ohnehin zeitintensiven Dieses Problem beschäftigte auch die Entwickler von Phoenix Contact, die inzwischen eine spezielle Verbindungstechnik für Energiespeicher – ausgelegt für die jeweiligen Anforderungen von Heim-, Industrie- und Großspeichern – zur Marktreife gebracht ha ben. Alle Steckverbinder sind für Systemspannungen bis 1.500 V DC ausgelegt, können auf der Vorder- und Rückseite des Batterie moduls angeschlossen werden und verfügen über einen eingebau ten Berührungsschutz: Ein mechanischer Verpolschutz verhindert, dass der Installateur Plus- und Minuspol der Batteriemodule ver tauscht. Außerdem kann er die unterschiedlichen Polaritäten durch verschiedene Farben klar voneinander unterscheiden. „Die Verbin dungen zwischen den Modulen werden daher zwar unter Spannung, aber ohne Gefährdung des Anwenders ausgeführt“, erklärt Mathias Ohsiek. „Um die Bildung eines Lichtbogens zu vermeiden, muss na türlich trotzdem sichergestellt werden, dass keine Last anliegt.“ Auch darüber hinaus biete die Verbindungstechnik erhebliche Zeit- und Kostenvorteile gegenüber konventionellen Anschlussme thoden: „Fertig konfektionierte Leitungen ermöglichen die elektri sche Installation ohne jegliches Werkzeug innerhalb von Sekunden. Wo der Schraubanschluss nochmit demkorrekten Drehmoment ge sichert werden muss, ist der Steckverbinder mit einem ‚Klick‘ ver bunden“, so Ohsiek. Zudem kann sich die Verbindungsqualität auch an korrekt hergestellten Schraubverbindungen im Laufe der Zeit verschlechtern – etwa durch starke Temperaturunterschiede, die in solchen Anwendungen bis zu 100°C betragen können. Um den noch eine gleichbleibende Kontaktkraft sicherzustellen, muss ein Schraubanschluss daher regelmäßig mit dem korrekten Drehmo ment nachgezogen werden. „Im Steckverbinder hingegen sorgen Verdrahtungsarbeiten noch deutlich aufwendiger. Sicher, schnell und wartungsfrei

Mit dem Stromschienenanschluss entfällt der Verdrahtungsaufwand komplett. (Foto: PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH)

federnde Kontaktelemente für eine gleichbleibende Kontaktkraft und damit eine hohe Verbindungsqualität auch über Jahre hinweg“, führt der Produkmanager aus. Flexibilität und Skalierbarkeit Die Anforderungen an die Anschlusstechnik der Batteriemodule richten sich nach der Größe und dem Einsatzbereich des Speicher systems, so Mathias Ohsiek – und genau das habe Phoenix Contact im Portfolio berücksichtigt. Heimspeicher „Beispielsweise muss der Installateur bei kleinen Heimspeicher systemen flexibel auf die Einbausituation vor Ort eingehen. Die Anschlusstechnik muss diese Flexibilität zulassen“, erklärt der Pro duktmanager. Oftmals verbinden Wechselrichter den Heimspeicher mit der Photovoltaikanlage, so dass die Anschlusstechnik ähnliche Anforderungen erfüllen muss wie die der Wechselrichter. Um Ver wechslungen mit den Photovoltaik-Strings auszuschließen, hat Phoenix Contact überdies eine Variante mit kodiertem Steckgesicht entwickelt. Dadurch will man verhindern, dass Anwender:innen Batteriepole kurzschließen beziehungsweise Batterie- und Photo voltaikanschlüsse unbeabsichtigt kombinieren. Auch optisch un terscheiden sich die roten und blauen Batteriestecker von den An schlüssen der PV-Anlage. Industriespeicher Die neuen Batteriepolstecker für Industriespeicher wurden für hohe Ströme, flexible Anschlussrichtungen und unterschiedliche Anschlusstechniken für die Geräteseite entwickelt. Mathias Oh siek: „Die Übertragung von Strömen bis 350 A bei 1.500V ermöglicht

Steckverbinder auswählen. Durch Sicherheit, Schnel ligkeit und Wartungsfreiheit punkten Steckver binder an vielen Stellen über den gesamten Le benszyklus.“ (pq) www.phoenixcontact.com

Mechanisch und farblich codierte Steck verbinder verhindern ein Fehlstecken. (Foto: PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH)

Steckbare Verbindungen von Batteriespeichern erleichtern sowohl die initiale Installation als auch die Wartung oder den Austausch der Module. (Foto: PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH)

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