19-9-2008
UPS en VLIEGWIEL
Flywheel storage system Voltage Support Solution
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
98% van de spanningsonderbrekingen duurt minder dan 10sec Dit is de tijd, in de meeste gevallen, om een generator op te starten 1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
De hypothesen
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
1
19-9-2008
Number of « hits »
Power quality problemen in Europa
Duration of disturbance
Onderzoek door Eurelectric
Short
Long
Power Quality in Europese elektrische netwerken Dips of korte onderbrekingen
.02 tot 0.5 sec 250 keer per jaar
Dips of korte onderbrekingen
>0.5 tot 1 sec 100 keer per jaar
Onderbrekingen 1 september 2008
boven 20 sec minder dan 5 keer per jaar FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Markt observaties
Markt trends in Europa
Vraag naar kleinere UPS backup tijd
UPS DC Bus Voltage (dc)
Floating spanning
“Zweepslag” = Whiplash
98% van de storingen
Trend BUT < 5 min ⇒ battery niet goed aangepast Lage BUT verhoogt zweepslag effect
Netprobleem Battery reactie
< 10 sec.
0
10 Time (Seconds)
20
Vandaag UPS met batterij, minimum BUT 5 min
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Batterij markt
Markt tendens voor batterijen Prijsstijgingen tot 20% dit jaar alleen al ten gevolge van hoge loodkosten. Hoge leefmilieu druk op batterijen vanwege recyclage kwesties (lood, zuur, enz) Recycling – lage recyclage vermogen Groter dan Flywheels – beschikbaarheid van ruimte is altijd een overweging
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
2
19-9-2008
De Flywheel – UPS oplossing
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
UPS en ENERGIEOPSLAG ARCHITECTUUR
UPS
ENERGIEOPSLAG
Gelijkrichter Flywheel alleen Beiden Batterijin parallel op de UPS DC
configuratie Selectiviteit van de ontlading Bus
DC energieopslag
Wisselrichter M
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
UPS en Flywheel in parallel
UPS Gelijkrichter
ENERGIEOPSLAG Twee flywheels rechtstreeks aangesloten op de DC BUS van de UPS Geen beperking bij het parallel plaatsen
Wisselrichter M
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
3
19-9-2008
UPS en Flywheel in parallel
UPS
ENERGIEOPSLAG Voor meer dan 2 flywheels bevelen we een koppelkast aan
Gelijkrichter Koppelkast > 2 flywheel
Wisselrichter M
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Hoe het werkt
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Kinetische energie
Kinetische energie opgeslagen in een vliegwiel E = ½ mv² Te onthouden: Kinetische energie neemt toe met het kwadraat van de omwentelingssnelheid
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
4
19-9-2008
Flywheel module
Axiale elektromagneet
Binnenhuis
Bovenste radiale elektromagneet Moleculair vacuum systeem
Koolstofvezel wiel Stator
Motor/Generator Doorgang koelvloeistof Onderste radiale elektromagneet
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
De belangrijkste voordelen
Laagste bedrijfs- en onderhoudskost GEEN onderhoud of vervanging van lagers GEEN vervanging of onderhoud van vacuum pomp Hoogste rendement (>99.8%) Meest stille werking Eenvoudigste installatie Kleinste footprint en meest lichte unit 1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
FLYWHEEL - VSS+DC
Flywheel Module FLYWHEEL ONTLADING FLYWHEEL OPLADING UPS DC BUS
DC Monitoring
Motor Generator Controles
1 september 2008
COM
Controle Paneel
AC Aux Backup
Power Conversie Module Controller
Positie
Temp
Snelheid
IGBT Power Converter
Magnetische Levitatie Module
Remote Monitoring & Controles (Optie)
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
5
19-9-2008
VSS+DC kast layout
UPS Interconnectie Kit LCD Controle Paneel (Menu-
Interfacekaart
gestuurd)
(optie)
Data Collectie Module (optie)
Motor-Generator Filter geheel
Magnetische Levitatie Module Gemonteerd boven Flywheel Module
Power Conversie Module
Flywheel Module
Luchtfilter (optie) Zwenkwieltjes
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
VSS+ DC Voltage Support Solution™
(0.5 m²) B x D x H ; 630 x 830 x 1800 mm
1 september 2008
• • • • • • • • • • • •
Flywheel met hoge rotatiesnelheid Hoge vermogendensiteit Max vermogen per module 190kW Minimum runtime van 10 seconden Compact, lichtgewicht Stil Gebruiksvriendelijk Makkelijk te plaatsen op elke vloer Geen lagers Geen vacuum pomp Lange levensduur (>20 jaar) Omgevingsvriendelijk
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Parallel plaatsen
1 september 2008
Parallel plaatsen zoals batterijen Parallel voor hoger vermogen, langere runtime of redundantie Elke unit kan zijn eigen geïntegreerde ontkoppelschakelaar hebben Een communicatielink is niet vereist Parallel plaatsen van zoveel units als gewenst
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
6
19-9-2008
Architecturen
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
UPS configuratie op basis van Flywheel
UPS
Voedingsnet
Belasting
ATS Genset
ONTLADING
Flywheel met of zonder batterijen 1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Flywheel Systeem voordelen
Flywheel alleen
Static UPS
ATS From Utility Grid
Flywheel & Batterijen
DC DC
To Critical Load
Static UPS
ATS From Utility Grid
Verhoogt betrouwbaarheid DC-bus
AC
AC
DC AC
AC DC
To Critical Load
Verlengt levensduur batterijen Mogelijkheid om hoeveelheid batterijen te reduceren Vermindert herhaaldelijk laden/ontladen batterijen Elimineert zweepslag effect
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
7
19-9-2008
Toepassing in de DELPHYS reeks
DELPHYS MP ELITE
DELPHYS MX ELITE
+ FLYWHEEL
+ FLYWHEEL
1,5 m2
0.5 m2
0,8 m2 1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Karakteristieken
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Technische voordelen
Gepatenteerde Flywheel technologie biedt reële voordelen VSS+dc bijzonderheden
Voordelen gebruiker
1.
Magnetische levitatie 5 assen
2.
Gepatenteerd intern vacuum systeem Geen onderhoud
3.
Sync Reluctance Mtr-Gen
4.
koolstofvezel flywheel
5.
Geïntegreerd veiligheidssysteem
1 september 2008
Geen onderhoud
Lage standby verliezen Klein en lichtgewicht systeem
Lage installatiekost
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
8
19-9-2008
Flywheel vs. batterijen
Flywheel
Lifecycle cost
Reliability
Batteries
Installation cost
Low
High
Footprint
Low
Medium to large
Maintenance
Low
High
Life expectancy
20 years
5 years
Standby cost
Low
Medium
Air conditioning costs
Low
High
Recharge
Rapid (<3mins)
Diagnostics & Monitoring
Accurate
Known state of charge
Yes
Operating temperature range
Broad
Narrow
Hazardous materials
None
Yes
Toxic gas emissions
None
Yes
Disposal requirements
None
Yes
Ventilation requirements
None
Yes
Slow (>12hours) Difficult without BHC Unpredictable
Environment & Safety
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Vss+ DC Flywheel vs. andere Flywheels
Vss+ Operation
Brand “A”
190 kWb
250 kWb
Voltage Range
350–850 Vdc
400–600 Vdc
Recharge vs. Discharge
Symmetrical
Symmetrical
Standby Losses
300W
3000W
Weight and speed
Maintenanc e
DC
Power for 12.5s
20 kg @ 55,000 RPM
270 kg @ 8000 RPM
Bearing Maintenance
None
Every year
Bearing Replacement
Never
Every 2-3 yrs ($4K)
Vacuum Pump Maintenance
None
Every year
Vacuum Pump Replacement
Never
Every 3-4 yrs ($4K)
Annual maintenance contract
tbd
Approx $ 4k p/a
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Vss+ DC Flywheel vs. andere Flywheels
Vss+ DC Operating temp. range Footprint Weight
Environmental Audible Noise at 1 meter Requirements Floor preparation
Cabinet with casters Installation & Startup time
-20 to 50°° C
Brand “A” -20 to 40°° C
0,5m² (5.7 sq ft)
1m² (10 sq ft)
590kG (1300 lbs)
<72 dBA
<45 dBA None Yes
1720kG (3,800 lbs) Needs Concrete Pad No 2 days
2 hours
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
9
19-9-2008
Installatie
Vloer: - beton - metselwerk - steen - hout
Transport 1 september 2008
Installatie op verhoogde vloer FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Infrastructuur: Healthcare Compacte en plaatsbesparende oplossing Snel startende generator Investering op lange termijn(Kapitaal +Exploitatie) Prive gefinancierde instellingen
1 september 2008
FLYWHEEL PRESENTATION IMTECH CARE & CURE
Dank u voor uw aandacht ! Vragen?
10