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Erzeugung und Speicher

Erzeugung und Speicher

50,2 Magazin | 07.2022

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Stabilität und Wärme

Die negative PRL musste nicht erneut prä qualifiziert werden, da diese schon bei der ersten Präqualifizierung im November 2020 erfolgreichmit 7,5 Megawatt abgeschlossen werden konnte. Nach Auswertung der Mess daten können die Stadtwerke Bielefeld den Speicher jetzt am Regelmarkt mit 7,5 Mega watt für Primärregelleistung (PRL) und Se kundärregelleistung (SRL) vermarkten. Stromnetz stabilisieren, Kosten senken „Wir wollen zur schnellen Stabilisierung des Stromnetzes nach Störereignissen bei tragen“, sagt Klaus Danwerth und ergänzt: „Mit dem Hybridspeicher gelingt es uns, ein symmetrisches Angebotsband – also posi tive und negative Regelleistung gleichzeitig – anzubieten.“ Weil die E-Heizer überschüssigen Strom in Wärme umwandeln, konnten die Projekt partner die für den PRL-Markt erforderliche Kapazität des Batteriespeichers reduzieren, den Arbeitsbereich verschieben und die Bat terieanlagedadurchdeutlichkleiner dimensi onieren als es ohne E-Heizer der Fall gewesen wäre. „Mit der Kombination aus dem Batte riespeicher und den E-Heizern des Power-to Heat-Systems ist es uns gelungen, Kosten im zweistelligen Prozentbereich einzusparen“, freut sich Danwerth und fügt hinzu: „Sekto renkopplung ist auch für andere Stadtwerke eine lohnende Kombination.“ Frederik Süllwald ergänzt: „Die Verbin dung einer Batterie mit Verbrauchern ist ins besondere für Stadtwerke sehr interessant, weil diese oft bereits über ein Wärmenetz verfügen. Dieses neu aufzubauen wäre viel zu aufwändig. Dabei muss es nicht unbe dingt ein Fernwärmenetz sein. Auch Nahwär meversorgungsnetze lassen sich mit Batte riespeichern kombinieren.“ Voraussetzung sei lediglich, dass ein Warmwasserspeicher als Wärmespeicher zur Verfügung steht. Au ßerdem müsse genügend Platz vorhanden sein, wobei Intilion verschiedene Energie speicherlösungen anbietet, die sowohl drin nen als auch draußen einsetzbar sind. (ds) www.stadtwerke-bielefeld.de www.intilion.com

Frederik Süllwald von Intilion. In diesem Fall wurden die Batteriebänke und weitere Komponenten in einem alten Bestandsge bäude installiert – aufgrund der Größe des Systems nicht nebeneinander, sondern auf unterschiedlichen Ebenen. Die Batterie racks stehen beispielsweise in dem Raum einer alten Kraftwerks-Schaltanlage. Die Schaltschränke hat Intilion dagegen im Keller unter dem Batterieraum aufgebaut. Während die Umrichter und die Trafos in ei nem eigenen Traforaum auf dem Innenhof arbeiten, hat der Speicherhersteller die E Heizer in der alten Turbinenhalle installiert. „Der Aufbau und die Verschaltung des Spei chersystems waren sehr herausfordernd“, schildert Süllwald. Die einzelnen Anlagenteile hatte Intilion vorhermontiert, miteinander verbunden und aufeinander abgestimmt. Im Vorfeld waren alle Anlagenteile – Batterien, Transformato ren, Umrichter und E-Heizer – einzeln getes tet worden. Anschließend haben die Projekt partner das Zusammenspiel überprüft. „Der Innenaufbau beweist auch, dass die Stadtwerke unserem Brandschutzkonzept vertrauen“, ergänzt Frederik Süllwald. In dem Gebäude befinden sich einige Büros, die Leitwarte und die Energieerzeugung. Die Projektpartner haben daher ein beson deres Augenmerk auf die Brandsicherheit

gelegt und Intilions Brandschutzrack ver baut. „Das mechanische Gehäuse verhin dert zuverlässig, dass sich ein Zellbrand auf das Gesamtsystem auswirkt.“ Vermarktung am Regelenergiemarkt Seit April 2021 vermarkten die Stadtwerke Bielefeld die Energie des Hybridspeichers im PRL-Markt des Übertragungsnetzbe treibers (ÜNB) Tennet. Im Sommer dieses Jahres hat Intilion das Zusammenspiel aus E-Heizer und Batterie und die dazugehö rigen Regelparameter erneut angepasst und die präqualifizierte Leistung um 180 Kilowatt erhöht, was die Wirtschaftlichkeit weiter steigere. Für die erneute Präqualifizierung, bei der unter anderem die Leistungsdaten, die Spannungsebene und die Bilanzkreiszuge hörigkeit an den ÜNB übermittelt werden, hat Intilion die geforderte Betriebsfahrt – eine sogenannte Doppelhöckerkurve – ab solviert. Dabei gelang es demUnternehmen, die gewünschten 7,5 Megawatt innerhalb von 30 Sekunden mit E-Heizer und Batterie auszuregeln und diese über die gesamte Er bringungsphase konstant zu halten. „Mit der Betriebsfahrt haben wir die Bedingungen für die positive SRL und die positive PRL erfüllt“, erläutert Süllwald.

Team die Tests erfolgreich ab und starteten mit dem Bau ei nes Megawatt-Stromspeichers. Der Batteriespeicherhersteller Intilion installierte das Gerät in den ehemaligen Räumen einer Schaltanlage des Heizkraft werks. Im Februar 2021 ging der Hybridspeicher in Betrieb. Der Speicher kann in Kombina tion mit E-Heizern Wärme für das Fernheiznetz liefern und Regelenergie bereitstellen. Er besteht aus einem Batterie speicher mit 1.008 Lithium Ionen-Batteriemodulen, die zu einer großen Batterie ver schaltet sind. Der zweite An lagenteil umfasst zwölf Wider standsheizer, die Wärme für das Fernwärmenetz erzeugen. Die Anbindung der Großbat Strom und Fern wärme erzeugen

Der von Intilion gelieferte Hybridspeicher für die Stadtwerke Bielefeld umfasst mehr als 1.000 Batteriemodule. (Foto: Intilion GmbH)

Wie mit einemPower-to-Heat-Systemdas Stromnetz stabilisiert werden kann, haben der Batteriespeicherhersteller Intilion und die Stadtwerke Bielefeld unter Beweis gestellt. Eine weitere Besonderheit: Das Systemwurde in einemGebäude installiert.

terie sowie der Widerstandsheizer an das 6kV-Kraftwerksnetz erfolgte über drei Gieß harztransformatorenmit einer Leistung von je 2,9 MVA. Die im Stromnetz gemessene Frequenz steuert die Leistungsabgabe des Hybrid speichers beziehungsweise die Aufnahme von Strom aus dem Netz. Bei Abweichun gen von der Sollfrequenz nach unten wird Leistung von der Batterie an das Netz ab gegeben. Überschreitet die Frequenz 50 Hertz wird dagegen Leistung aus dem Netz aufgenommen, um entweder die Batterie zu laden oder über die Widerstandsheizer Fernheizwasser zu erwärmen. Installation auf mehreren Ebenen „In der Regel werden Speicher dieser Grö ßenordnung nicht in Gebäuden, sondern in See-Containern untergebracht“, erklärt

D ie Stadtwerke Bielefeld betreiben Windparks, solare Aufdachanlagen und PV-Freiflächensysteme. Weil sie die Schwankungen ihrer dezentralen Stromerzeuger ausgleichen wollten, haben sie bereits 2018 über den Bau eines Batte riespeichers im Megawattbereich nachge dacht. „Wir wollten das Konzept zunächst testen und haben daher in unserem Heiz kraftwerksgebäude 476 Lithium-Ionen-Bat teriezellen mit einer Kapazität von 110 Kilo wattstunden aufgebaut“, berichtet Klaus Danwerth, der bei den Stadtwerken Bie lefeld den Geschäftsbereich Erneuerbare

Energien und Dezentrale Erzeugung leitet. Den Test-Batteriespeicher haben die Stadtwerke unter Realbedingungen be trieben. Mithilfe eines digitalen Energie managementsystems konnte der Versorger die Funktionen des Speichers unter Extrem bedingungen untersuchen und wichtige Erkenntnisse ableiten. „Die Tests haben ergeben, dass der Batteriespeicher bei un vorhergesehenen Verbrauchsschwankun gen innerhalb von Millisekunden Strom in das Netz einspeisen oder aus diesem auf nehmen und speichern kann“, erklärt Dan werth. Ende 2020 schlossen er und sein

Intilion hat an den Wechselrichtern die Leistung erhöht. (Foto: Stadtwerke Bielefeld GmbH)

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