Der Einspeiseumrichter SD2R von SIEB & MEYER regelt große Massen und hohe Ausgangsfrequenzen dynamisch. So lässt sich unter anderem ein sicherer und effizienter Betrieb von hochdrehenden Schwungmassenspeichern (Flywheel) gewährleisten. Die Systeme sind derzeit auf dem Weg zur Serienreife und bieten in bestimmten Anwendungen klare Vorteile gegenüber Batteriespeichern.
Das Einspeisesystem SD2R von SIEB & MEYER stellt die für den Betrieb von Schwungmassenspeichern benötigte Leistungselektronik zur Verfügung - inklusive der für das Energiemanagement notwendigen Regelungsalgorithmen. Somit wird ein hochdynamisches Auf- bzw. Entladen des Speichers möglich. "Die mittels Flywheel zu speichernde Energiemenge steigt proportional zur Trägheitsmasse des rotierenden Körpers und zum Quadrat mit der Drehzahl", erläutert Torsten Blankenburg, Vorstand Technik der SIEB & MEYER AG. Aufgrund von mechanischen und elektrischen Grenzen - zum Beispiel der maximal möglichen Umfangsgeschwindigkeit und/oder der Ausgangsfrequenz der Antriebselektronik - ist es in der Praxis notwendig, zwischen beiden Systemparametern ein Optimum zu finden.
Für die Antriebselektronik bedeutet das, dass eine große Masse beschleunigt, auf eine hohe Drehzahl gebracht und wieder kontrolliert abgebremst werden muss. Die speziell für Hochgeschwindigkeitsmotoren und -generatoren entwickelte Elektronik des SD2R meistert diese Herausforderung mit Bravour: Möglich sind Leistungen von bis zu 100 kVA und Drehzahlen bis 120.000 1/min. Der vom SD2R bereit gestellte 4-Quadranten-Betrieb gewährleistet, dass der Energiefluss in beide Richtungen sichergestellt ist. Aufgeladen wird der Speicher im motorischen Betrieb, während die Energie im generatorischen Modus abgerufen wird. "Zudem ist es zwingend notwendig, dass die von der Antriebselektronik bedingten Motorverluste während des Auf-/Entladens auf ein Minimum reduziert werden", so Blankenburg. "Schließlich wird das Flywheel inkl. Motor/Generator in der Regel im Vakuum betrieben und kann somit nur sehr begrenzt Verluste über Strahlungsenergie abführen." Hier leisten die von SIEB & MEYER entwickelten Regelalgorithmen ihren Beitrag.
Schwungmassenspeicher sind flexibel einsetzbar: Sie lassen sich verschiedenen Leistungsbereichen anpassen und sind daher für unterschiedliche stationäre, aber unter Umständen auch für mobile Anwendungen interessant. So können die rotierenden Speicher zusätzlich Frequenzschwankungen und Spannungsänderungen im Stromnetz entgegenwirken und so zur Netzstabilität beitragen, was zum Beispiel für Unternehmen mit sensiblen Produktionsmaschinen oder auch in hochverfügbaren Rechenzentren interessant sein kann. Je größer der Anteil von "fluktuierender Leistung" an der öffentlichen Stromerzeugung ist, desto wichtiger werden solche Technologien zum Ausgleich der (wetterbedingten) Leistungsschwankungen.
Das Einspeisesystem SD2R von SIEB & MEYER stellt die für den Betrieb von Schwungmassenspeichern benötigte Leistungselektronik zur Verfügung - inklusive der für das Energiemanagement notwendigen Regelungsalgorithmen. Somit wird ein hochdynamisches Auf- bzw. Entladen des Speichers möglich. "Die mittels Flywheel zu speichernde Energiemenge steigt proportional zur Trägheitsmasse des rotierenden Körpers und zum Quadrat mit der Drehzahl", erläutert Torsten Blankenburg, Vorstand Technik der SIEB & MEYER AG. Aufgrund von mechanischen und elektrischen Grenzen - zum Beispiel der maximal möglichen Umfangsgeschwindigkeit und/oder der Ausgangsfrequenz der Antriebselektronik - ist es in der Praxis notwendig, zwischen beiden Systemparametern ein Optimum zu finden.
Für die Antriebselektronik bedeutet das, dass eine große Masse beschleunigt, auf eine hohe Drehzahl gebracht und wieder kontrolliert abgebremst werden muss. Die speziell für Hochgeschwindigkeitsmotoren und -generatoren entwickelte Elektronik des SD2R meistert diese Herausforderung mit Bravour: Möglich sind Leistungen von bis zu 100 kVA und Drehzahlen bis 120.000 1/min. Der vom SD2R bereit gestellte 4-Quadranten-Betrieb gewährleistet, dass der Energiefluss in beide Richtungen sichergestellt ist. Aufgeladen wird der Speicher im motorischen Betrieb, während die Energie im generatorischen Modus abgerufen wird. "Zudem ist es zwingend notwendig, dass die von der Antriebselektronik bedingten Motorverluste während des Auf-/Entladens auf ein Minimum reduziert werden", so Blankenburg. "Schließlich wird das Flywheel inkl. Motor/Generator in der Regel im Vakuum betrieben und kann somit nur sehr begrenzt Verluste über Strahlungsenergie abführen." Hier leisten die von SIEB & MEYER entwickelten Regelalgorithmen ihren Beitrag.
Schwungmassenspeicher sind flexibel einsetzbar: Sie lassen sich verschiedenen Leistungsbereichen anpassen und sind daher für unterschiedliche stationäre, aber unter Umständen auch für mobile Anwendungen interessant. So können die rotierenden Speicher zusätzlich Frequenzschwankungen und Spannungsänderungen im Stromnetz entgegenwirken und so zur Netzstabilität beitragen, was zum Beispiel für Unternehmen mit sensiblen Produktionsmaschinen oder auch in hochverfügbaren Rechenzentren interessant sein kann. Je größer der Anteil von "fluktuierender Leistung" an der öffentlichen Stromerzeugung ist, desto wichtiger werden solche Technologien zum Ausgleich der (wetterbedingten) Leistungsschwankungen.
