Zintegrowana sieć energetyczna jutra: Jak czyste źródła energii zasilają miasta? 

Problem zmian klimatycznych jest poważny – emisja CO2 wpływa na atmosferę, powodując zmiany klimatyczne i prowadząc do katastrof ekologicznych. Dlatego wiele miast na całym świecie stawia na bardziej zrównoważoną i odnawialną energię. 

EA Elektro-Automatik to jedna z marek, która pomaga w przejściu na odnawialne źródła energii. Firma oferuje możliwość znacznego rozwoju dzięki przyspieszeniu realizacji programu dotyczącego emisji CO2 i koncentracji na energii wodorowej, słonecznej i wiatrowej. W dalszej części artykułu poznasz rozwiązania i dowiesz się, jak pomóc w ekologicznej transformacji swojego miasta.

8 technologii zmieniających przyszłość odnawialnej energii

Wraz z rosnącym popytem na energię rośnie zapotrzebowanie na alternatywne źródła energii. Zasoby paliw kopalnych zaczynają się zmniejszać. Ponieważ ropa naftowa, węgiel i gaz ziemny są źródłami nieodnawialnymi, konieczne jest znalezienie dla nich alternatywy.

Rozwijający się przemysł energii odnawialnej wymaga trwałych, regeneracyjnych zasilaczy i obciążeń prądu stałego.

Wolfgang Horrig, menedżer ds. sprzedaży globalnej, EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG

Osiągnięcia technologiczne, które umożliwiają rozwój zielonej energii:

  1. Energia odnawialna 
  2. Magazynowanie energii
  3. Komponenty
  4. H2 – wodór
  5. Naprawa i konserwacja
  6. Mobilność 
  7. Wtórne wykorzystywanie surowców
  8. Recykling baterii

Wodór – najbardziej obiecujące paliwo

O potencjale wodoru jako alternatywnego paliwa transportowego decyduje zdolność ogniw paliwowych do zasilania pojazdów o zerowej emisji spalin, potencjał produkcyjny na skalę krajową oraz krótki czas napełniania i wysoka wydajność ogniw paliwowych.

Wodór można wytwarzać z gazu ziemnego, energii jądrowej, biomasy i odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa.

Rysunek 1: Proces krakowania amoniaku prowadzący do uzyskania wodoru. Źródło: Nutrien Feeding the FutureTM

5 gałęzi przemysłu, które skupiają się na przejściu na paliwo wodorowe:

  1. Wytwarzanie energii elektrycznej i akumulatory
  2. Sieć energetyczna
  3. Instalacje energetyczne służące do produkcji wodoru
  4. Magazynowanie wodoru
  5. Transport wodoru

EA Elektro-Automatik szacuje, że wartość inwestycji w wodór niezbędnych do wsparcia tych gałęzi przemysłu od chwili obecnej do 2050 r. wyniesie od 78 do 130 bilionów dolarów.

W jaki sposób przedsiębiorstwa i domy tworzą sieć elektryczną?

Rysunek 2: Koncepcja inteligentnych i zrównoważonych miast przyszłości. Źródło: EA Electro-Automatic

Energia słoneczna

Przetwarzanie energii słonecznej na energię elektryczną usprawnia działanie sieci prądu stałego w gospodarstwach domowych i przedsiębiorstwach, a także w transporcie, m.in. podczas ładowania pojazdów.

Energia wiatrowa

Energetyka wiatrowa wykorzystuje głównie turbiny wiatrowe, które wytwarzają energię elektryczną i wspomagają pracę sieci energetycznej.

Magazynowanie energii

Dzięki optymalizacji mocy szczytowej i monetyzacji ograniczonej produkcji w energetyce odnawialnej można poprawić ekonomikę instalacji słonecznych i wiatrowych na skalę przemysłową. Wszystkie domy i przedsiębiorstwa w sieci prądu stałego pełnią rolę magazynów energii i odnawialnych źródeł energii (sieć prądu przemiennego jest stopniowo likwidowana). 

Właściwości systemów magazynowania energii:

  • Źródło i odbiornik energii do testowania i rozładowywania akumulatorów
  • Ze względu na duży zakres napięć i prądów zasilaczy PSB, oprogramowanie EA Battery Simulator (patrz rys. 3) może replikować szeroki zakres napięć i pojemności akumulatorów.
  • Parametry akumulatora, takie jak napięcie, prąd ładowania/rozładowania, opór wewnętrzny i temperatura korpusu, a także stan naładowania (SOC) i stan techniczny (SOH), mogą być symulowane lub obliczane.
  • Oprogramowanie EA Power Control umożliwia użytkownikom jednoczesne sterowanie nawet 20 urządzeniami i programowanie ich indywidualnych generatorów funkcyjnych.

Rysunek 3: Symulacja i testowanie paneli słonecznych i falownika fotowoltaicznego. Źródło: EA Electro-Automatic

Zasilanie wodorowym lub amoniakalnym ogniwem paliwowym

Wodorowe i amoniakalne ogniwa paliwowe stanowią część sieci energetycznej, uzupełniając energię słoneczną i wiatrową. Amoniakalne ogniwa paliwowe to bardzo wydajna i obiecująca nowa technologia pozyskiwania energii chemicznej z amoniaku i przekształcania jej w energię elektryczną.

Zasilacze dwukierunkowe i regeneracyjne obciążenia elektroniczne firmy EA Elektro-Automatik pozwalają skutecznie symulować i testować akumulatory i ogniwa paliwowe. Produkty regeneracyjne firmy EA, takie jak zasilacze PSB i obciążenia elektryczne ELR, pomogły firmie w uzyskaniu certyfikatu produkcji neutralnej dla klimatu.

Obciążenia elektroniczne ELR lub zasilacze PSB:

  • umożliwiają przeprowadzenie testów wytrzymałościowych;
  • zapewniają uzyskanie znacznych zmian obciążenia;
  • wspomagają testowanie wydajności poprzez tworzenie obciążeń dynamicznych za pomocą wbudowanego generatora funkcji falowych;
  • symulują moc wyjściową ogniwa paliwowego w celu przetestowania działania przetwornicy i konwertera DC-DC w funkcji zmian napięcia wyjściowego ogniwa paliwowego;
  • pomagają w przyspieszonych testach obciążeniowych, w których zestaw ogniw paliwowych jest poddawany cyklom skokowych zmian obciążenia lub przyrostów prądu obciążenia przez ponad 100 godzin.

Automatyczne przełączanie wyjść i wejść sprawia, że zasilacze i obciążenia EA zmniejszają moc wyjściową lub obciążenie. Pozwala to na zaoszczędzenie cennego miejsca w szafie rack oraz na obniżenie kosztów – aby obsłużyć wyższe napięcie lub prąd, nie trzeba kupować większego zasilacza lub obciążenia. Dwukierunkowe zasilacze serii PSB mają moc wyjściową od 2,5 kW do 30 kW, do 2000 V w obudowie 4U, natomiast regeneracyjne obciążenia elektroniczne serii ELR charakteryzują się mocą wejściową od 320 W do 30 kW, do 1000 A w obudowie 4U.

Produkty EA Elektro-Automatik z funkcją odzyskiwania energii mogą ponadto:

  • zwrócić 96% energii pochłoniętej przez obciążenia elektroniczne prądu stałego ELR i dwukierunkowe zasilacze PSB (w trybie pochłaniacza);
  • zmniejszyć koszty mediów i systemów HVAC;
  • zmniejszyć rozmiar i hałas wentylatorów chłodzących;
  • zredukować infrastrukturę chłodzącą przyrządy dużej mocy;
  • oszczędzić do 50% powierzchni podłogi w porównaniu do standardowych obciążeń rozpraszających;
  • przyczynić się do ochrony środowiska.

Ekosystem e-mobilności

Według EA wszystkie główne elementy ekosystemu pojazdów elektrycznych mogą być testowane przy użyciu dwukierunkowych zasilaczy regeneracyjnych EA, takich jak:

  • przetwornica (DC-DC);
  • ogniwo paliwowe, akumulator litowy i system zarządzania akumulatorem;
  • światła, przekaźniki, czujniki i przewody przeznaczone do pojazdów elektrycznych;
  • silnik elektryczny z falownikiem trakcyjnym;
  • ładowarka pokładowa.

Urządzenia te nadają się do oceny zewnętrznych urządzeń do ładowania akumulatorów pojazdów elektrycznych oraz do testów pojazdów elektrycznych na drogach, torach kolejowych, w powietrzu i na morzu.

Wybierając produkty EA Elektro-Automatik, można połączyć równolegle aż 64 źródła zasilania lub obciążenia o mocy wyjściowej do 1,92 MW.

Rysunek 4: Układ zasilaczy PSB i obciążeń ELR. Źródło: EA Electro-Automatic

Ekologiczna sieć energetyczna jutra

Wodór jest przyszłością energii odnawialnej ze względu na korzyści płynące z jego zastosowania. To „zielone paliwo” jest przyjaznym dla środowiska, odnawialnym paliwem samochodowym i źródłem energii elektrycznej, które przyczynia się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i poprawy jakości powietrza. Czyste źródła energii przyniosą korzyści zarówno miastom, jak i miasteczkom dzięki transformacji, w której pomagają firmy takie jak EA. Połączenie energii odnawialnych, takich jak energia słoneczna, energia wiatrowa, energia z amoniakalnych ogniw paliwowych, energia wodorowa i magazynowanie energii, może sprawić, że środowisko stanie się czystsze. 

Dzięki seriom zasilaczy PSB i obciążeń ELR firma Elektro-Automatik przyczynia się do ochrony środowiska. Na stronie Elfy Distrelec można znaleźć więcej produktów chroniących zasoby naturalne i oszczędzających energię. Dzięki tym urządzeniom można przyczynić się do bardziej zrównoważonej przyszłości swojego miasta.

Koncepcje przedstawione w niniejszym artykule reprezentują wizję autora – nie firmy EA Elektro-Automatik.

Total
0
Shares
Poprzedni post

Spełniamy zmieniające się wymagania sektora przemysłowego

Następny post

Jak elektrownie wodne i modernizacja zapór wodnych umożliwiają przejście na zieloną energię

Powiązane posty