Strom speichern mit Schwung

Die effiziente und optimierte Nutzung aus erneuerbaren Energien erzeugter Strommengen macht eine sinnvolle Form der Speicherung notwendig. In den neuen Schwungradspeichern (EnWheel) der Fa. Stornetic aus Jülich steuern Antriebssteller KEB COMBIVERT F6 zusammen mit eigens entwickelten Sinus Filtern den Energiefluss. Die Leitmarkt Agentur NRW hat mit dem Quirinus Projekt diese Aufgabe realisiert. In dem mit EU-Mitteln geförderten Projekt geht es im Kern um den Aufbau von nachhaltiger Versorgungssicherheit. Diese wird mit hoher und effizienter Systemstabilität bei zunehmend dezentral, fluktuierend einspeisenden Erzeugungsanlagen gesichert.

Dabei wird die überschüssige Energie von Anlagen in elektrochemischen Speichern (LiIon / SuperCap) oder als kinetische Energie in Schwungrädern gespeichert. Besonders attraktiv sind diese Speicherformen um Spitzenlasten aufzufangen und damit das Versorgungsnetz konstant zu halten.
Für eine gleichbleibende Kapazität über viele Lade- und Endladezyklen hinaus sind Schwungradspeicher (Abb. 1) besonders gut geeignet. Mit DuraStor® entwickelt und produziert Stornetic solche Speichersysteme.

 

Bei einem Energieüberschuss beschleunigt das EnWheel einen aktiv magnetisch gelagerten Carbonfaser-Rotor auf bis zu 45.000 Umdrehungen pro Minute. Zur Zwischenspeicherung der Rotationsenergie wird der Antrieb deaktiviert (IDLE-Mode). Da der Rotor frei im Vakuum dreht, entstehen so gut wie keine Reibungsverluste. Wird Energie benötigt, synchronisiert der Antrieb auf den drehenden Rotor und speist die „Bremsenergie“ wieder zurück ins Netz.

Neben dem Abschalten und der Aufsynchronisierung auf den rotierenden Rotor ist die Kühlung des Motors mit der geringen Wärmeübertragung im Vakuum eine der besonderen Herausforderungen.

In der neuen Generation der Schwungradspeicher übernehmen Antriebssteller KEB COMBIVERT F6 in Kombination mit eigens dafür entwickelten Sinus-Filtern die Regelung der Energieflüsse im Schwungradspeicher.

Die Wirkungsgradoptimierung im Gesamtsystem basiert auf dem ideal abgestimmten Paket aus Antriebssteller, Sinus- Filter und Synchronmotor im EnWheel mit minimiertem Oberwellenanteil (THD) und somit auch kleinsten elektrischen Verlusten auf der Rotorseite des Antriebs.

Für die Lastauf- und -freistellung des Schwungrotors im „IDLE Mode“ zeichnet die in der Anwendung weiter optimierte „Speed-Search-Funktion“ im Drive Controller F6 verantwortlich, die ein sofortiges Zuschalten auf den drehenden Rotor bis zur maximalen Drehzahl sicherstellt. Durch die mögliche Lastfreistellung im „IDLE-Mode“ entfallen die kompletten Schaltverluste der IGBTs im Antriebssteller – ein weiterer Beitrag zur besseren Energieausnutzung.

Einsatzgebiete entstehen zunehmend durch die Konzeption von „Microgrids“ zum Ausgleich von Spitzenlasten und damit der Stabilisierung lokaler Netze.

Kontakt

Weitere Details zum Schwungradspeicher finden Sie unter www.stornetic.com.