Sieci inteligentne Korzyści ze stosowania fotowoltaiki w systemach UPS Krzysztof Puczko Wrzesień 2013
Naszą misją jest dostarczanie innowacyjnych, czystych i wydajnych rozwiązań dziedzinie systemów zasilania dla lepszego jutra.
Delta na świecie
Delta w Europie IE PT ES UK SE NO DK NL PL DE CZ SK AT HU FR CH HR IT RO FI UA TR RU Czech Republic, Prague Finland, Espoo France, Chilly Mazarin Germany, Soest and Teningen Great Britain, Glasgow, Limerick Italy, Anzola del Emilia Netherlands, Amsterdam Poland, Warsaw Russia, Moscow Slovak Republic Spain, Madrid Sweden, Stockholm, Växjö Switzerland, Bern Turkey, Istanbul Partners in Austria, Bosnia, Denmark, Greece, Hungary, Portugal, Romania, Russia, Slovenia, Turkey, Ukraine, Montenegro Macedonia... 4
Delta Energy Systems (DES) Personel: 1100 Czołowa pozycja na rynku europejskim w dziedzinie systemów zasilania dla rynku telekomunikacji Sprzedaż 2012: US$ 900 M Siedziba główna: Amsterdam - Holandia Zakres produktów: Systemy zasilania dla telekomunikacji (indoor i outdoor / free cooling) Systemy zasilania UPS Systemy fotowoltaiczne (panele słoneczne / falowniki solarne) Oświetlenie LED Ściany wideo Centra R&D w Europie (Szwajcaria, Niemcy, Finlandia, Polska, Słowacja)
Europa
Delta Energy Systems (Poland) Spółka założona w sierpniu 2004 (Ascom Energy Systems Delta Energy Systems) 100% udziałów Delta Energy Systems (Switzerland) AG Centrum kompetencji systemów telekomunikacyjnych indoor i outdoor dla regionu EMEA Centrum kompetencji rozwiązań kompleksowych dla regionu EMEA Lokalna produkcja i serwis (siłownie telekomunikacyjne / free cooling) Struktura sprzedaży według produktów (w %): 18 3 13 66
Green Data Center Instalacje PV w serwerowniach 8
Zasilanie serwerowni Serwerownie wymagają zasilania sprzętu komputerowego oraz dodatkowych systemów budynkowych (oświetlenie, klimatyzacja, itp). Im bardziej efektywne są systemy serwerowni, tym mniej energii potrzebują systemy dodatkowe. Definiuje się współczynnik efektywności: PUE=Pit/Psum W tradycyjnej serwerowni PUE=2, podczas gdy najlepszy wynik to PUE=1,14. 11-Mar-14 Delta Energy Systems 9
Green data center Istnieje możliwość obniżenia poboru energii z sieci przez systemy dodatkowe poprzez zastosowanie instalacji PV. Zakładając, że system PV ma moc szczytową mniejszą, niż moc odbiorów (nie oddaje energii do sieci), można obniżyć zużycie energii o około 25% Falowniki PV mogą być wykorzystane do testowania baterii UPS 11-Mar-14 Delta Energy Systems 10
11 Green data center schemat blokowy Bateria UPS PV Dystrybucja AC Dystrybucja DC Serwery Falowniki PV
Kalkulator 11-Mar-14 Delta Energy Systems 12
Lat 51 Lon 21 Wyniki Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Year ES[%] 6 10 13 15 18 16 17 17 13 9 6 5 12 E1[kWh/month] 79 149 71 489 79 149 76 596 79 149 76 596 79 149 79 149 76 596 79 149 76 596 79 149 931 915 E2[kWh/month] 74 020 64 388 68 892 65 332 65 053 64 025 65 852 65 944 66 729 72 116 72 168 75 157 819 676 ES[kWh/month] 5 129 7 101 10 257 11 264 14 096 12 571 13 297 13 205 9 867 7 033 4 428 3 992 112 239 Epv[kWh/month] 4 821 6 675 9 642 10 588 13 250 11 817 12 499 12 413 9 275 6 611 4 162 3 753 105 505 ES Energy savings (in kwh and %) E1 Energy consumprion without PV instalation E2 Energy consumprion with PV instalation EPV Energy production from PV Energy savings [%] 11-Mar-14 Delta Energy Systems 13
Automatyczne testy baterii Testowana bateria dołączana jest do wybranych falowników i rozładowywana stałą mocą W czasie testu energia oddawana jest do sieci AC i zużywana przez urządzenia serwerowni. Wyniki testu są rejestrowane. Po zakończeniu testu bateria jest ładowana i może być dołączona do systemu Falownik PV Dystrybucja AC Testowana bateria 14
Przykładowa instalacja - wymagania Moc odbiorów 1 MVA Podtrzymanie bateryjne 40 min Separowany, stało-mocowy test baterii Separowane ładowanie baterii 15
5 jednostek UPS Delta, 220 kva każda Bateria 3x100Ah/480V do każdego UPS Szafa testowa wyposażona w: Rozwiązanie Sterownik Orion realizujący logikę, pomiary i rejestrację wyników Prostowniki do separowanego ładowania baterii UPS Falownik Solivia 11 kw do stało-mocowego testu baterii oraz konwersją energii do sieci. 16
Zespół UPS
Szafa dystrybucji
Szafa testowa
Inteligentne sieci energetyczne
Dlaczego sieci inteligentne? Sieć tradycyjna: Scentralizowana generacja Ograniczone możliwości sterowania mocą wytwórczą Przesył energii na duże odległości Brak możliwości zarządzania poborem mocy Brak pomiarów w czasie rzeczywistym Ograniczone możliwości magazynowania energii Duże ryzyko przerw w dostawie energii
Dlaczego sieci inteligentne? Sieć inteligentna (Smart Grid): Rozproszona generacja, wykorzystanie źródeł odnawialnych Duże możliwości sterowania mocą wytwórczą Przesył energii na małe odległości Duże możliwości zarządzania poborem mocy Pomiary w czasie rzeczywistym (liczniki inteligentne) Zwiększone możliwości magazynowania energii Ograniczone ryzyko przerw w dostawie energii
Sieć wyspowa Sieć lokalna, wyspowa (Micro Grid) jest wydzieloną grupą źródeł energii, magazynów, i odbiorców, która może pracować w połączeniu z siecią rozległą. Sieć taka posiada pojedynczy punkt połączenia z siecią. W przypadku odłączenia od sieci rozległej sieć lokalna może pracować autonomicznie. Sieci wyspowe wykorzystują lokalne generatory aby zasilić dołączonych do nich odbiorców. Do wytwarzania energii wykorzystuje się różne technologie w tym odnawialne źródła energii. Stabilizacja parametrów sieci wyspowych jest zagadnieniem złożonym i wymaga zaawansowanych technologii
Lokalna sieć wyspowa Generator Magazyn energii Farma wiatrowa Farma solarna
Obiektowa sieć wyspowa oparta o UPS Optional reduntant Diesel Generator Grid AC line Automatic Switch Gear LOAD UPS 120kVA LOAD PV panels SOLAR CHARGERS - N + UPS BATTERY CHARGERS ~ ~ Diesel Generator LOAD - + - + Battery -240V Battery +240V BATTERY BANK - + Wind Turbines
System ograniczenia poborów szczytowych Sieć zewnętrzna 10 kwp Sieć obiektowa 100 kwp 120 kva UPS 24 kw PV charger 2x240V 190 Ah battery 10 kw Battery charger Inverter 10 kw 100 kwp/96 kwh 26
Przykład wykorzystanie sieci wyspowych Obciążenie[kW] 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Obecna sytuacja
Przykład wykorzystanie sieci wyspowych Obciążenie[kW] 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Rozbudowa obiektu: Bez sieci inteligentnej - konieczne nowe przyłącze
Przykład wykorzystanie sieci wyspowych Obciążenie[kW] 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Wykorzystanie sieci inteligentnej - wystarczy dotychczasowe przyłącze
Gdzie można wykorzystać sieci wyspowe? Budownictwo indywidualne - podniesienie efektywności energetycznej, mikroinstalacje Nowoczesne osiedla -Lekkie budownictwo modułowe, wykorzystanie dotacji, - Efekt niskie koszty eksploatacji Obiekty rolnicze i przemysłowe - podniesienie efektywności energetycznej, mikroinstalacje, hybrydowe systemy zasilania gwarantowanego
Dziękuję za uwagę!