Impact wspiera Program Zielona Kolej

Impact Clean Power Technology S.A., wiodący dostawca systemów bateryjnych dla transportu w Europie, rozszerza swoją ofertę o magazyny stacjonarne dla trakcji. Wykorzystując 15-letnie, unikalne doświadczenie w projektowaniu i produkcji baterii do wielu różnych aplikacji heavy duty, firma rozpoczęła wdrożenia również na rynku trakcji stacjonarnej. 

W ramach konsorcjum z firmą Mysoft, Impact zrealizował pierwszy projekt magazynu energii dla PKP Energetyka. Magazyn został zbudowany niedaleko kolejowego przystanku osobowego w Garbcach na Dolnym Śląsku (gmina Żmigród), gdzie pełni funkcję stabilizującą dla sieci trakcyjnej, pozwala na chwilowe ograniczenie mocy szczytowej oraz stanowi źródło awaryjnego zasilania. Obiekt jest pierwszym z ok. 300, których budowę planuje PKP Energetyka w ramach realizacji programu Zielona Kolej.  – Od lat dostarczamy swoje rozwiązania bateryjne do pojazdów trakcyjnych takich jak trolejbusy i tramwaje. Na bazie tych doświadczeń w ICPT S.A. powstają baterie opracowane i skonfigurowane dla potrzeb między innymi ograniczenia mocy przyłączeniowej stacji trakcyjnych, realizując funkcję peak shaving. –  mówi Ireneusz Konarski, menadżer ds. rozwoju stacjonarnych magazynów energii w ICPT S.A.

Stacjonarne bateryjne magazyny energii stają się coraz częściej nierozłącznym elementem nowoczesnej infrastruktury energetycznej sieci trakcyjnej. W projekcie dla PKP Energetyka w Garbcach zastosowano modułową budowę systemu bateryjnego – każdy moduł o mocy 920 kW z możliwością przeciążenia krótkotrwałego o 30%. Cztery kontenery bateryjne mają 1,88 MWh pojemności całkowitej i 1,5 MWh pojemności użytkowej. W każdym znajduje się 1060 połączonych szeregowo  ogniw w układzie 2P1060S. W całym magazynie system BMS monitoruje parametry 4240 ogniw. Całością zarządza system SCADA.

Magazyn energii w Garbcach to inwestycja PKP Energetyka, która aktywnie rozbudowuje infrastrukturę dystrybucyjną, wspierając rozwój niskoemisyjnych technologii, i przyczynia się do transformacji branży w kierunku Zielonej Kolei. 

– Zgodnie z naszą misją wspierania rozwoju polskiej kolei realizujemy innowacyjne projekty, które podnoszą konkurencyjność tego środka transportu. Technologia magazynowania energii przynosi podwójne korzyści: stabilizuje system energetyczny (poprzez wzrost wolumenu dystrybuowanej energii bez konieczności zwiększania mocy przyłączeniowych) oraz pozwala na transformację kolei w kierunku zasilania z OZE. W ramach programu Zielona Kolej musimy zadbać o stabilność dostaw energii także wtedy, kiedy jest pochmurno czy bezwietrznie. Dlatego inwestujemy w nowoczesne zasobniki energii, które uzupełniają nasz Inteligentny, Zintegrowany System Zarządzania Dystrybucją Energii dla Kolei – mówi Leszek Hołda, członek zarządu PKP Energetyka.

Odpowiednio zaprojektowany system może poprawiać i stabilizować parametry sieci trakcyjnej realizując np. funkcje zwiększenia dostępnej mocy na danym odcinku trakcji. Magazyn może też pełnić rolę dodatkowego źródła zasilania i realizować także funkcje zasilania awaryjnego np. do zasilania potrzeb własnych stacji lub punktów ładowania pojazdów elektrycznych. Z punktu widzenia optymalizacji kosztów energii i jej maksymalnego wykorzystania funkcje takie jak pick shaving, tj. ograniczenie mocy szczytowej w połączeniu z wykorzystaniem energii z rekuperacji (ładowanie magazynu energią wytwarzaną podczas hamowania pociągu), powodują znaczne skrócenie czasu zwrotu z inwestycji w magazyn energii. Zastosowanie technologii Li-ion do magazynowania energii w celu dynamicznego redukowania mocy szczytowej pozwala na ograniczenie mocy zamówionej nawet o 60%. Korzyści z zastosowania bateryjnych magazynów energii dla trakcji stacjonarnej dotyczą nie tylko ograniczenia kosztów energii elektrycznej, ale także pozwalają skrócić czas i koszty realizacji budowy infrastruktury sieci trakcyjnej (np. poprzez brak konieczności doprowadzenia linii wysokiego napięcia).

Jak działa magazyn energii dla sieci trakcyjnej?

Mówiąc o magazynie energii do zastosowań w sieci trakcyjnej mamy na myśli system współpracujących ze sobą elementów składający się między innymi z baterii litowo-jonowej, przekształtników energii DC/DC, systemów BMS, EMS i SCADA. Uproszczony schemat blokowy systemu obrazuje rysunek nr. 1.

Rys. 1 Uproszczony schemat blokowy magazynu energii podpierającego system trakcyjny

Źródło: Opracowanie własne ICPT

Bateria jest sercem tego systemu. Jej dobór i konfiguracja zapewnia odpowiednią dynamikę pracy magazynu i realizację takich funkcji jak wspomniany już pick shaving (redukcja mocy chwilowej). Do tego celu potrzebna jest dogłębna analiza profilu obciążenia baterii, parametrów chłodzenia, charakterystyk pracy i specyfikacji technicznej wybranych do aplikacji ogniw np. w technologii NMC lub LTO. Jest to konieczne, żeby  ostatecznie bateria mogła bezpiecznie pracować w najbardziej krytycznych stanach pracy dla danej aplikacji. Przykładowe wymagania profilu obciążenia magazynu przedstawiono na rysunku nr 2. Bateria magazynu musi być tak zaprojektowana, by spełniać nie tylko kryteria dostarczanej mocy, ale również dynamiki jej zmian w czasie oraz kierunku przepływu. Wszystkie te stany i ich cykle mają kluczowe znaczenie ze względu na żywotność magazynu.

Rys. 2 Przykładowe wymagania charakterystyki pracy baterii w stanach dynamicznych

Źródło: Opracowanie własne ICPT

Firma Impact Clean Power Technology S.A. od ponad 15 lat projektując swoje baterie współpracuje z  wyselekcjonowanymi producentami ogniw i wspólnie z nimi analizuje możliwości danej technologii Li-ion w kontekście wymagań stawianych przez aplikacje klientów spółki. Jest to współpraca dwukierunkowa i inżynierowie ICPT wymieniają się wzajemnie wiedzą i doświadczeniem w zakresie optymalnego doboru danej technologii ogniw do potrzeb instalacji. Bateria w omawianym  kontekście to połączone ze sobą szeregowo moduły bateryjne tworzące pojedynczy string bateryjny, które to ostatecznie łączone są równolegle tworząc konfigurację o wymaganych parametrach mocowo-pojemnościowych. Nad optymalną i bezpieczną pracą baterii czuwa system BMS, który monitoruje baterię na kilku poziomach, tj. ogniw, modułów i stringów, oraz odpowiada za współpracę całej baterii z przekształtnikami energoelektronicznymi oraz nadrzędnymi systemami EMS i SCADA. 

Wymagania dla magazynów energii do współpracy z siecią trakcyjną

Wymagania stawiane magazynom energii do współpracy z siecią trakcyjną to oczywiście nie tylko kwestie parametrów technicznych systemu bateryjnego. Są to także wymagania odnośnie parametrów przekształtnika DC/DC, elementów przyłączeniowych magazynu do sieci trakcyjnej DC 3KV, dopuszczalnych zakłóceń, protokołów komunikacji i elementów teletechnicznych czy też zabudowy kontenerowej. Szczególnie istotna jest komunikacja i telemetria. Magazyn musi spełniać szereg wymogów z tym związanych, by oprócz sterowników pozwalających na autonomiczną pracę i realizację zakładanych algorytmów wewnętrznych niezbędnych do bezpiecznego i optymalnego działania (np. w zakresie aktywacji zabezpieczeń i realizacji ograniczeń, wysterowanie łączników przekształtnika etc.), mógł także komunikować się i być zarządzany np. z poziomu systemu SCADA operatora. W ramach tych wymagań magazyn musi udostępniać możliwości zdalnego monitorowania podstawowych parametrów i stanów pracy takich jak np.  stan naładowania magazynu (poziom SOC), ilość wykonanych cykli pracy, stan łączników, stanów ostrzegawczych i awaryjnych, itd. Od systemu wymaga się również możliwości jego zdalnego załączania i wyłączania oraz zadawania parametrów pracy.

Zastosowanie magazynów energii w sieci trakcyjnej niesie ze sobą wiele korzyści. Oprócz chwilowego ograniczenia mocy szczytowej, co pozwala na znaczną optymalizację kosztów związanych z opłatami za moc przyłączeniową, bateryjne magazyny energii poprawiają stabilizację sieci trakcyjnej. Mogą stanowić także awaryjne źródło zasilania lub pełnić funkcję lokalnego źródła uzupełniającego czy zwiększającego moc podstacji. Dojrzałość technologii litowo-jonowej pozwala już dziś stwierdzić, że jest to bardzo perspektywiczny kierunek rozwoju w obszarze infrastruktury sieci trakcyjnej. 

Podziel się:

Nastepne

UE/ Wiceszefowa KE: przed końcem roku propozycje legislacyjne ws. reklamy politycznej

pt. lip 2 , 2021
Jeszcze przed końcem tego roku będą przyjęte propozycje legislacyjne ws. reklamy politycznej online – zapowiedziała wiceszefowa Komisji Europejskiej Viera Jourova. Podczas debaty z członkami Komitetu Regionów – unijnego ciała doradczego – Jourova mówiła o kolejnych krokach w związku z ubiegłoroczną inicjatywą Komisji dotyczącą europejskiego planu działania na rzecz demokracji. „By chronić integralność wyborów, Komisja pracuje nad dwiema propozycjami legislacyjnymi, które będą przyjęte jeszcze przed końcem tego roku. Jedna dotyczy reklamy […]

Nasze programy medialne:

Symbol

Siła

Wybierz Polskie

/tmp/