Slimme energie opslagcontainer

Slimme energie opslagcontainer (Lithium Ion) voor microgrids

English Version

Augustus 2015 – Door de toename van lokale opwekking stijgt ook de vraag naar slimme opslagsystemen.
Ymif Engineering heeft ingespeeld op deze vraag en de elektronica van een slimme Lithium Ion batterijcontainer ontwikkeld.
Via een app krijgt de gebruiker direct inzicht in de status van de batterijcontainer en door de internetkoppeling met de actuele energieprijzen wordt er op de juiste momenten in de energie gehandeld (zowel inkoop als verkoop). Deze container wordt interessant bij lokale opwekking boven 100 kWh.
Ymif Engineering heeft de elektronica ontwikkeld voor de aansturing van de batterij en de communicatie binnen het totale systeem. De eerste systemen zijn inmiddels succesvol in gebruik genomen.

Verdienmodellen
Volgens Esger Schouten (Esger Energy Management) zijn er door het systeem vier verschillende verdienmodellen. Door deze modellen te stapelen en te combineren met een goed IT-platform (in dit geval Jules Energy) ontstaat de kortste terugverdientijd. Ten eerste kan de klant zijn eigen bedrijf van energie voorzien door de energie te bufferen. Ten tweede worden extra inkomsten gegenereerd door te handelen op de energiemarkt. Het systeem koopt automatisch stroom in als het tarief laag is. Pas bij hoge tarieven wordt teruggeleverd aan het net. Ten derde is het ook mogelijk om een vergoeding te krijgen voor het opvangen van piekbelasting op het energienet. Ten vierde is het ook mogelijk om de opgewekte stroom te koppelen aan een aantal particuliere gebruikers die er voor kiezen om stroom uit deze specifieke installatie te kopen (of als de accu leeg is uit een Nederlandse windmolen of zonnepark).
Jules Energy geeft aan dat bedrijven op deze manier tot twee keer meer verdienen aan de overproductie en een terugverdientijd van 7 tot 8 jaar zeer reëel is.

Veiligheid en kwaliteit
De batterij opslag container voldoet als eerste ter wereld aan de richtlijnen die door DNV GL zijn opgesteld. In deze ‘GRIDSTOR’ richtlijnen staat exact beschreven waar een systeem aan moet voldoen om goedgekeurd te worden. Zowel de veiligheid, werking als prestaties van dit energienet gekoppelde energie opslagsysteem zijn door de DNV GL goedgekeurd. Zie ook: DNV GL.

Technologie
De container is modulair opgebouwd, hierdoor kunnen de modules naar behoefte geconfigureerd worden voor systemen met spanningen van 50V tot 1200V. Elke module wordt geleverd compleet met een eigen backplane segment en deze kunnen in serie of parallel geschakeld worden afhankelijk van de systeem specificaties.

De externe Battery Management Unit (BMU) beschikt over communicatiepoorten voor het aansluiten van de batterijmodules en voor het communiceren naar andere componenten zoals motor controllers, computers, PLC’s en andere intelligente componenten.

Voor grotere systemen is een separate Master Controller (MC) beschikbaar. Deze Master Controller kan communiceren met meer dan 100 BMU’s en kan ingezet worden voor zelf ontwikkelde control algoritmes die in een gecompileerde vorm direct en daardoor ultrasnel communiceren met de batterijen en andere systeem componenten. Op de MC, die beschikt over digitale I/O, analoge I/O en en puls in- en uitgangen, kunnen meerdere communicatiepoorten naast elkaar gebruikt worden waardoor de inzetbaarheid zeer veelzijdig is.

Andere toepassingen
De 19” batterij modules zijn ook beschikbaar als losse units en kunnen ingezet worden voor bijvoorbeeld: Voeding voor UPS systemen en telecom applicaties, het stabiliseren van spanningen (al dan niet in combinatie met DC/DC of DC/AC converters) of verzorging van boordspanning voor boten, jachten en recreatievoertuigen.

Intelligentie van Ymif Engineering
In de diverse modules (BC, BMU, MC) is intelligentie toegevoegd om bij de productie en installatie van een complete batterij container onder andere het instellen van de module-id’s zo makkelijk en foutloos mogelijk te maken. Alle units komen exact gelijk uit de productie. Pas bij de installatie worden de modules in het systeem ieder voorzien van een unieke identificatie. Dit gebeurt door een slim algoritme in een automatisch proces. Hierdoor is de kans op installatiefouten (zoals bijvoorbeeld foutief handmatig instellen van BC of BMS-id’s) uitgesloten.

Voor de ontwikkeling van de Battery Controller en de Battery Management Unit was specifieke kennis over Lithium Ion noodzakelijk. Om het maximale uit de batterij te halen maar zeker ook voor veiligheid is de aansturing van de batterij cruciaal. De software in de Battery Controllers, BMU’s en Master Controller bewaakt continu per batterij de ‘state of charge’ en ‘state of health’. Zo wordt bijvoorbeeld diepontlading voorkomen maar wordt bijvoorbeeld ook continu de temperatuur in elke Battery Controller in de gaten gehouden.

Ymif Engineering heeft ervoor gezorgd dat alle modulaire onderdelen in de container onderling met elkaar communiceren (energiemeter, ICT platform (Jules Energy), Master Controller, Battery Management Unit en Battery Controller. Deze communicatie wordt daarnaast ook door op meerdere niveaus gemonitord en indien er door een probleem geen communicatie mogelijk tussen cruciale onderdelen in het systeem, dan wordt het systeem direct uitgeschakeld.

Het totale systeem wordt ook op afstand bewaakt met behulp van een of meerdere beveiligde internet verbindingen.