2023 年 4 月 27 日

 

• DLR 和 AEG Powersolutions 為總部位於不來梅的電力供應商 swb 的混合控制發電廠 (HyRek) 開發了運營概念。
• 二合一解決方案：多餘的電力可以暫時儲存起來作為控制能源或用於區域供熱。
• 作為生命週期評估的一部分，DLR 確定了 HyRek 對氣候保護的貢獻。混合概念釋放的溫室氣體減少了 25%。

 

德國已經通過可再生能源滿足了大部分電力需求。風力發電和光伏發電對此做出了重大貢獻。然而，由於天氣原因，能源生產存在波動。能源轉型的主要挑戰之一是平衡電網中的這些波動。所謂的控制能量使電網保持穩定。如有必要，它可以靈活地饋入或饋出電網。德國航空航太中心 (DLR) 和AEG Powersolutions 為總部位於不來梅的電力供應商swb為其混合控制發電廠 (HyRek) 開發了運營概念。這使得提供平衡電力成為一種特別低 CO 2的服務成為可能。

 

電池儲能與區域供熱相結合

swb 在不來梅的 Hastedt 區運營著 HyRek 混合動力發電廠。借助強大的電池存儲系統，可以暫時存儲多餘的電力，以備將來控制能量饋入。電池幾乎專門用於向電網供電，因此具有更高的可用容量。如果電網有大量盈餘，混合發電廠的電能會使用創新開關直接輸送到電鍋爐。通過這種方式，電能可以轉化為熱能，並在必要時輸入區域供熱網絡。 

電熱發電（電熱）目前仍需繳納高額財政稅。在 HyRek 2.0 項目中，DLR 制定了一種運營理念，同時考慮到當前的法律要求，以便在生態和經濟方面優化電廠。位於奧爾登堡的DLR 網絡能源系統研究所的 DLR 項目經理 Frank Schuldt對未來持樂觀態度：“這些發現也可用於促進支持熱電聯產廠 Hastedt 地區能源轉型的技術實施。

 

經營理念減少溫室氣體

DLR 研究人員優化了發電廠和儲能係統之間的相互作用。現在電池的最大利用率意味著它們老化得更慢。因此，電池的使用時間更長，需要更換的頻率更低，從而意味著材料支出更少。為了能夠評估發電廠對氣候保護的貢獻，Dr. 來自 DLR 網絡能源系統研究所的 Henning Wigger 將系統的整體視圖作為生命週期評估的一部分：“我們在整個生命週期中檢查了所有已安裝的組件。這在為生產組件而開採礦石時就已經開始，並考慮到生產組件的條件以及由此造成的排放。”這使得它成為可能 與傳統電池存儲相比，可減少高達 25% 的溫室氣體排放。此外，科學家們還在 HyRek 2.0 項目中考慮了回收概念。例如，電動汽車的廢棄電池也可用於電池存儲。

 

基於真實數據的模擬模型

為了針對未來的應用優化發電廠概念，科學家們開發了一個模擬模型，並根據來自 Hastedt 電廠的真實數據對其進行了驗證。該模型還可以繪製出電池進出電量的時間和持續時間。這允許檢查電池老化。DLR 研究人員還確定了發電廠在電網上的表現以及未來需要何種形式的平衡能源。

該模型還描繪了逆變器等真實技術設備，DLR 與 swb 和 AEG Powersolutions 一起為這些設備的進一步開發提供了重要推動力。“在我們的調查中，我們沒有單獨查看各個發電廠組件的活動，而是查看逆變器如何將電池存儲和熱發生器的相互作用作為一個整體系統進行調節，”DLR 網絡能源系統研究所的 Patrick Draheim 解釋道。“我們目前的電網可以簡單地繼續以這種方式運行。可以從系統內各個組件的最佳交互中得出經濟上可行的操作員概念。”

 

其他可能的用途

從技術角度來看，還有許多其他業務領域可以使用這種混合概念。各類工業企業都可以從直接用電和儲能相結合的概念中受益。由於簡單的結構和明確的審批流程，可以想像在德國各地安裝更多的電池，以確保未來電網的穩健運行。