SOPRA lokale opslag systemen in de elektriciteits-voorziening
onderwerpen • • • • • • • • •
Alfen Elektriciteitsvoorziening van de toekomst Alfen’s rol in verschillende innovatie projecten ICU laadoplossingen Solar PV projecten Trafo station automatisering SOPRA energie opslag SOPRA toepassingen voor lokale energie opslag Conclusie
Alfen levert al meer dan 75 jaar producten en diensten voor de distributie van elektrische energie • Opgericht in 1937 • Ongeveer 150 werknemers • 80% marktaandeel met transformatorstations met gemiddeld ca. 1000 transformatorstations per jaar • EV laadpunten divisie met meer dan 10.000 laadpunten gerealiseerd • Sinds december 2014 onderdeel van duurzame investeringsmaatschappij Infestos
Ons productportfolio bestaat uit transformatorstations, EV laadpunten en Smart Grid oplossingen Transformatorstations
EV Laadpunten
Smart Grid oplossingen
De toekomst zal meer en meer om decentrale oplossingen vragen Verleden:
• Centrale opwek
• Transport
• Distributie
• Trafostation
• Verbruik
• Transport
• Distributie
• Trafostation
• Verbruik
Toekomst:
• Centrale opwek
• Opslag • Slimme sturing Prosumer = producerende consument
• Slimme sturing
• Decentrale opwek, prosumers (PV, warmtepomp)
• EV (opslag)
Op decentraal niveau zien wij een grote rol voor zowel de klanten, de netbeheerders als Alfen
• Levering trafostations • Automatisering
• Opslag (SOPRA)
• (Publieke) laadpleinen • PV oplossingen • Systeemintegratie
• Laadpunten ontwikkeling, productie, installatie en service • Laaddiensten
Smart Grid Proeftuinen (TKI S2SG)
ICU Charging Equipment • •
Integrated Charging Unit In 2008 gestart met ontwikkeling laadpunten om: – Behoefte elektriciteit te sturen – Betrouwbaarheid elektriciteitsnet in de toekomst te garanderen – Nieuwe groep gebruikers bereiken
•
Twee focusgebieden: – Gebruiksvriendelijkheid – Ondersteunend in stabiliteit elektriciteitsnet
Alfen is actief betrokken bij de engineering, bouw en onderhoud van PV parken Engineering • Ontwerp en inkoop • Modulaire opzet • Kosten en betrouwbaarheids optimalisatie door herhaalbare standaard oplossing
Opslag • • • • • •
Beperking aansluitvermogen Peak shaving, load shifting Energie handel Frequentie stabilisatie Grid code: balancering Optioneel islanding/ microgrid
Grid Connection
Levering, installatie en Service
• • • •
• • • • •
MV LV distributie Bemetering Beveiliging MV LV installatie verantwoordelijkheid
Grond werkzaamheden Fundering Montage en bekabeling In bedrijfstelling Onderhoud
Alfen Erado MS/LS station instrumentatie/automatisering Open Smart Grid Protocol
Omgevingtemperatuur
OVL Meting
Alfen Erado MSC Unit
Optie: LS Meting Afgaande velden
Deurdetectie Andere I/O LS meting
Trafo temperatuur Kortsluitindicatie MS (ook meting bij Compass A/B
OVL sturing
Opbouw totale systeem
OSGP 1.0
MSC Unit
OSGP backoffice systeem
OSGP Server (cloud)
OSGP Interface
MSR
De lokale controller (RTU) communiceert met een centraal systeem via een beveiligde mobiele APN. Het berichtenverkeer is gedefinieerd in het Open Smart Grid Protocol (OSGP).
DSO Interface Bedrijfsvoeringscentrum
SOPRA is ons energieopslagsysteem •
SOPRA is een modulaire oplossing in containers, bestaande uit: – Batterij (mogelijkheden tot 20 jaar garantie) – Omvormer – Indien van toepassing integratie met Solar PV of andere duurzame energie bronnen
•
Oplossingen voor integratie in Smart Grids voor bijv. load balancing en peak shaving
•
Een unieke eigenschap van SOPRA is dat het zelfregulerend is in plaats van afhankelijk te zijn van ICT systemen
Solar PV en SOPRA container
Batterij
Omvormer
Technical details of SOPRA •
•
• • •
Integrated solution to provide affordable and sustainable electoral power Main components of the integrated solution: – Power generation: PV, Wind, Hydro, (bio and diesel) generators and via grid connection – Battery storage – Control, local, remote, interfaces to smart grid systems, smart charging, etc Modular, transportable containerized solution Powerlevel range: 30 kW - 10 MW++ Storage capacity: 30 kWh – 10 MWh++
13
In het CSGriP project (TKI) maken we Smart Grids zoveel mogelijk onafhankelijk van ICT • • •
Cellular Smart Grid Platform (CSGriP) Smart Grids nu heel sterk afhankelijk van ICT Stel probleem met ICT, grote gevolgen: – – – – –
•
ICT storing grid black out ICT black out complete black out Hoe terug komen ?
Concept CSGriP: –
–
–
back up oplossing: Maak smart grid onafhankelijk van ICT in de cloud door lokale balancing via lokale frequentieregeling en lokale prijzen. In geval van net-uitval automatisch in (cellulair) microgrid bedrijf gaan (idem ook weer terug) Cellulaire netwerken van onderaf opbouwen
SOPRA is reeds toegepast in diverse pilot projecten… Voorbeelden: HAN
• 2012 • Stationair autonoom systeem • Specificaties: –
–
–
–
1 bi-directional inverter (ESI 60 kW) Battery 53 kWh Li-ion (high # cycles, low weight and size)
30 kWp PV / 80 kW Wind Generator / 100 kVA Diesel Genset Control system
ACRRES
• 2013 • Mobiel autonoom systeem • Specificaties: –
– – – –
Mobile SOPRA system in 20 ft container Up to 6 ESI inverters (360-400 kW grid) Battery up to 850 kWh Up to 300-500 kWp PV Control system
Croon
• 2013/2014 • Stationair systeem (autonoom en grid connected) • Specificaties: – – –
1 bi-directional Inverter (ESI 60 kW) Battery 53 kWh (Li-ion) Flexible grid connection
Alfen
• 2015 • Mobiel systeem • Specificaties: – – – –
2x30 kW input inverter 2x30 kW battery inverter 90 kWh Li-ion storage Flexibele net koppeling
Andere referentie projecten • Buurt batterij (232 kWh / 200 kW), LV+MV interface (2012)
• Batterij opslag systeem Alliander, ondersteuning netuitloper. (2013)
Beperking net investeringen • •
Beperking netinvesteringen Toepassingen: – Korte vermogens pieken – Relatief lage gemiddelde vermogens – Hoge net investeringen
•
Voorbeeld: Snellaadstation Haarrijn (Shell Breukelen): – Netaansluiting kosten: > 500 kEuro – Alternatief opslag systeem: – 100-150 kEuro 17
Project A2 Elektrisch (Haarrijn) Omschrijving A2 Elektrisch
• • • • • •
2x60 kW net inverter 2x60 kW batterij inverter 90 kWh Li-ion opslag Peakshaving Loadshifting Energie handel
I6
I2
I5 U
U
1
I3
I1 2x60 kW
2
I4
2x60 kW 90 kWh
I7
Laadplein Den Haag Omschrijving Laadplein Den Haag
• • • • • •
2x30 kW net inverter 2x30 kW batterij inverter 100-200 kWh Li-ion opslag Peakshaving Loadshifting Energie handel
I2
I5 U
U
1
I3
I1 2x30 kW
2
I4 2x30 kW 90 kWh
Voorbeeld van een SOPRA project in Nigeria Omschrijving Nigeria Project
Voedsel verwerkende fabriek Verbruik: 1,1 MW Was: Diesel Generator 1,2 MW Wordt: – PV: 2,3 MWp (voor 40-50% energie) – Opslag: 1,4 MWh / 1,2 MW – Opslag regelt onbalans opwekking/load weg – Diesel: 1,2 MW
2000
PVused (kW)
Pdump (kW)
DG (kW)
Storage (kW)
1500 1000 500 0
0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36
• • • •
Energie handel • PV, Wind, evt met SDE of EIA subsidie • Terugverdientijd : 9-10 jaar zonder opslag (typical) • Integratie met SOPRA batterij opslag: • Terugverdientijd : 5-7 jaar met opslag (typical) • Business model : • • • • • • • •
Klant schaft PV en SOPRA systeem aan Contract klant met energy trader De energy trader is programma verantwoordelijke (wettelijke eis). Energy trader aggregeert zijn klanten (15 min interval), en biedt dagelijks rond 18:00 h aan Tennet voor volgende dag De volgende dag wordt met de altijd ontstane onbalans gehandeld door de energie trader op dagmarkt APX en de onbalansmarkt. Het handelen genereert significant meer inkomsten dan de PV met evt subsidie Ondanks grotere investering kleinere terugverdientijd Business model verbetert indien ook bepaalde niet kritische lasten (bijv. koeling, elektrische auto, etc) flexibel aangestuurd kan worden.
• Extra voordeel SOPRA systeem; UPS / autonoom bedrijf / peakshaving in geval van netuitval • Mogelijk concept uit te rollen in energie coöperaties
Grid meter
battery meter
consumption meter
production meter
Energy Management system
internet
Energy Trader
Primary frequency control (primary control reserve) •
Primary frequency control vangt snelle variaties in de onbalans op, op basis van de net frequentie
•
Kosten vergelijk: –
Batterij opslag: < 1 MEuro/MW
–
centrale 1-3 MEuro (conv. – nuclear)
– Extra voordeel SOPRA systeem; UPS / autonoom bedrijf in geval van Principle frequency deviation and subsequent netuitval
activation of reserves (source: UCTE)
Conclusies rondom lokale energie opslag • Energie opslag in elektriciteitsnetten is nu al economisch haalbaar in Europa (energie handel / primary frequency control / voorkoming net investeringen) • Extra functies die dan ook mogelijk worden: – Noodstroom, inclusief optimalisatie huidige noodstroom – Peakshaving, loadshifting, etc
Bedankt voor uw aandacht.
