Das vernetzte Netz von morgen: Wie können saubere Energiequellen eine Stadt mit Energie versorgen? 

Die Klimakrise ist eine der grössten Herausforderungen unserer Zeit. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die grossflächige Entwaldung ist der CO2-Gehalt in der Atmosphäre gestiegen und die Erde hat sich erwärmt. Schon heute können wir die Auswirkungen des Klimawandels in Form von Umweltkatastrophen sehen. Deshalb stellen viele Städte auf der ganzen Welt auf nachhaltige und erneuerbare Energie um. 

Die Produkte des Herstellers EA Elektro-Automatik helfen bei der Umstellung auf erneuerbare Energien. Der Fokus liegt dabei auf Wasserstoff, Solar- und Windenergie. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Städte mit erneuerbarer Energie versorgt werden können und wie Sie dabei helfen können.

8 Technologien, die die Zukunft der erneuerbaren Energien verändern

Angesichts des steigenden Energiebedarfs, ist die Suche nach alternativen Energieträgern umso wichtiger. Denn im Gegensatz zu den erneuerbaren Energien sind die fossilen Energieträger endlich, was bedeutet, dass sich die Erdöl-, Kohle- und Erdgasreserven nicht wieder auffüllen.

Die wachsende Branche der erneuerbaren Energie erfordert nachhaltige, regenerative DC-Stromversorgungen und -Lasten

Wolfgang Horrig, Global Sales Manager, EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG

Technologische Fortschritte, die die grüne Energie ermöglichen:

  1. Erneuerbare Energie 
  2. Energiespeicherung
  3. Komponenten
  4. H2 – Wasserstoff
  5. Reparatur und Wartung
  6. Mobilität 
  7. Wiederverwendung
  8. Batterie-Recycling

Wasserstoff – der vielversprechendste Kraftstoff

Brennstoffzellenautos mit Wasserstoff haben das Potenzial, eine saubere Alternative zu Pkws mit Verbrennungsmotoren zu werden, da sie lokal emissionsfrei sind, die Betankung binnen weniger Minuten erfolgt und der Wasserstoff im Inland produziert werden kann.

Erdgas, Kernkraft, Biomasse und erneuerbare Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie können zur Herstellung von Wasserstoff genutzt werden.

Abbildung 1 – Das Verfahren zum Cracken von Ammoniak zur Gewinnung von Wasserstoff. Quelle: Nutrien Feeding the FutureTM

5 Hauptindustrien, die sich auf den Übergang zum Wasserstoff als Kraftstoff konzentrieren:

  1. Stromerzeugung und Batterien
  2. Stromnetz
  3. Dedizierte Stromkapazität zur Herstellung von Wasserstoff
  4. Wasserstoffspeicherung
  5. Wasserstofftransport

Rechnungen von EA Elekto-Automatik zufolge, sind bis zum Jahr 2050 Investitionen zwischen 78 Billionen und 130 Billionen Dollar erforderlich, um diese Industriezweige bei der Umstellung auf Wasserstoff zu unterstützen

Wie setzen sich Unternehmen und Haushalte aus dem Stromnetz zusammen?

Abbildung 2 – Das Konzept der intelligenten und nachhaltigen DC-Städte von morgen. Quelle: EA Elektro-Automatik

Solarstrom

Die Umwandlung von erneuerbarer Energie aus Sonnenlicht in Elektrizität verbessert die Gleichstromnetze für Haushalte und Unternehmen sowie für den Verkehr mit aufladbaren Fahrzeugen und mehr.

Windkraft

Windkraft oder Windenergie basiert hauptsächlich auf Windturbinen, die Strom erzeugen und das nachhaltige Stromnetz unterstützen.

Energiespeicherung

Die erneuerbaren Energien optimieren die Spitzenleistung und monetarisieren die gedrosselte Produktion, um die Wirtschaftlichkeit von Solar- und Windkraftanlagen zu verbessern. Im Gleichstromnetz spielen alle Haushalte und Unternehmen eine Rolle als Energiespeicher und erneuerbare Energiequellen (das Wechselstromnetz wird schrittweise abgeschafft). 

Merkmale der Energiespeichersysteme:

  • Stromquelle und -senke zum Testen und Entladen von Batterien.
  • Aufgrund des grossen Spannungs- und Strombereichs der PSB-Stromversorgungen kann die Software EA Battery Simulator (siehe Abbildung 3) einen grossen Bereich von Batteriespannungen und -kapazitäten nachbilden.
  • Batteriespezifische Daten wie Spannung, Lade-/Entladestrom, Innenwiderstand und Temperatur sowie der Ladezustand (SOC) und der Gesundheitszustand können simuliert oder berechnet werden (SOH).
  • Mit der Software EA Power Control kann der Benutzer bis zu 20 Geräte gleichzeitig steuern und deren individuelle Funktionsgeneratoren programmieren.

Abbildung 3 – Simulation und Prüfung von Solarzellen und PV-Wechselrichtern. Quelle: EA Elektro-Automatik

H2 oder Ammoniak Brennstoffzellenstrom

Er ist Teil des Stromnetzes und ergänzt die durch Sonne oder Wind erzeugte Energie. Direkte Ammoniak-Brennstoffzellen sind eine vielversprechende neue Technologie zur Gewinnung chemischer Energie aus Ammoniak und deren Umwandlung in Elektrizität mit hoher Effizienz.

Bidirektionale Stromversorgungen und regenerative elektronische Lasten von EA Elektro-Automatik imitieren und testen effektiv Batterien und Brennstoffzellen. Regenerative Produkte von EA, wie z. B. PSB-Netzteile und ELR-Elektrolasten, tragen dazu bei, dass das Unternehmen die Zertifizierung als klimaneutraler Hersteller erreicht.

Die elektronische Last ELR oder das Netzteil PSB ermäglichen:

  • eine Prüfung der Haltbarkeit;
  • erhebliche Lastschwankungen;
  • Hilfe bei der Leistungsprüfung durch Erzeugung dynamischer Lasten mit dem eingebauten Wellenform-Funktionsgenerator;
  • die Simulation der Leistung einer Brennstoffzelle, um die Leistung des Wechselrichters und des DC-DC-Wandlers in Abhängigkeit von der Änderung der Brennstoffzellenspannung zu testen;
  • Hilfe bei beschleunigten Belastungstests, bei denen ein Brennstoffzellenstapel über 100 Stunden lang zyklischen Laständerungen oder Laststromrampen unterzogen wird.

Mit automatisch wechselnden Ausgängen und Eingängen reduzieren diese EA-Netzteile und -Lasten die Ausgangsversorgung oder -last, um Platz zu sparen, da keine grössere Versorgung oder Last gekauft werden muss, um eine höhere Spannung oder einen höheren Strom zu verarbeiten. Die bidirektionalen Stromversorgungen der PSB-Serie haben Leistungen von 2,5 kW bis 30 kW, bis zu 2000 V in einem kompakten 4 HE Gehäuse, während die regenerativen elektronischen Lasten der ELR-Serie Eingänge von 320 W bis 30 kW, bis zu 1000 A in einem kompakten 4 HE Gehäuse bieten.

Die EA Elektro-Automatik Produkte mit regenerativer Energierückgewinnung haben folgende Vorteile:

  • Rückgabe von 96 % der von elektronischen ELR-Gleichstromlasten und bidirektionalen PSB-Stromversorgungen aufgenommenen Energie (im Senkenmodus)
  • Niedrigere Kosten für Energie und HLK.
  • Kleinere Grösse und eine leisere Geräuschentwicklung der Lüfter.
  • Weniger Kühlungsinfrastruktur von Hochleistungsinstrumenten.
  • Einsparungen von bis zu 50 % Bodenfläche im Vergleich zu herkömmlichen ableitfähigen Lasten.
  • Leisten Sie einen Beitrag zum Umweltschutz.

Ökosystem E-Mobilität

Nach Angaben von EA können alle wichtigen Komponenten des Ökosystems von Elektrofahrzeugen mit den bidirektionalen regenerativen Stromversorgungen von EA getestet werden, z. B:

  • Wandler (DC-DC)
  • Brennstoffzelle, Lithiumbatterie und Batteriemanagementsystem
  • Lichter, Relais, Sensoren und Kabel für Elektrofahrzeuge
  • Elektromotor mit Traktionswechselrichter
  • Ladegerät an Bord

Sie eignen sich für die Bewertung externer Batterieladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge und für die Prüfung von Elektrofahrzeugen auf der Strasse, im Schienenverkehr, in der Luft und auf See.

Mit den Produkten von EA Elektro-Automatik ist es möglich, bis zu 64 Versorgungen oder Lasten mit einer Leistung von bis zu 1,92 MW parallel zu schalten.

Bild 4 – System von PSB-Versorgungen und ELR-Lasten. Quelle: EA Elektro-Automatik

Das grüne Energienetz von morgen

Angesichts der Vorteile von Wasserstoff als erneuerbare Energiequelle, sollten Länder in Zukunft mehr darin investieren. Der “grüne Kraftstoff” ist eine uweltfreundliche und regenerative Altenative zum Verbrennungsmotor und fossilen Energieträgern und trägt zur Senkung der Treibhausgasemissionen und zur Verbesserung der Luftqualität bei. Städte und Gemeinden können dank der Umstellung, bei der Unternehmen wie EA helfen, von der sauberen Energiequelle profitieren. Dank der Unterstützung von Herstellern wie EA Elektro-Automatik können Städte von der Energiewende profitieren Mit einer Kombination aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenenergie, Windenergie, Ammoniak-Brennstoffzellen, Wasserstoff und Energiespeicherung können wir einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz beitragen. 

Elektro-Automatik trägt mit den Serien PSB Netzteilen und ELR Lasten zum Schutz der Umwelt bei. Weitere Produkte des ressourcenschonenden und energiesparenden Herstellers finden Sie im Distrelec-Webshop. Leisten auch Sie einen Beitrag zum Klimaschutz.

Bei diesem Artikel handelt es sich um ein konzeptionelles Werk, das heisst, die Ideen, die hier angesprochen werden stammen von der Autorin und repräsentieren nicht unbedingt die Ansicht des Herstellers EA Elektro-Automatik.

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