Grossspeicher im Pamir

  • Hallo liebe ForistInnen,

    ich bin neu hier - deshalb erst eine minimalistische kurzvorstellung: ich bin ein schweizer eidgenosse - allerdings seit vielen jahren in der entwicklungshilfe in den wüsten und bergen zentralasiens unterwegs. ich kümmere mich hauptsächlich um technische belange international finanzierter projekte - da gehört neben vielem anderen auch energie dazu. Im Bereich PV habe ich eigentlich ein gutes Überblickswissen - allerdings gibt es Fragen im Detail, wo ich mich gerne über die Schwarmintelligenz eines Forums absichern würde. Die arbeit bringt es mit sich, dass ich manchmal konzepte von lokalen firmen beurteilen muss (die mal besser mal schlechter qualifiziert sind) - so auch in diesem Fall:


    es geht um eine grosse Inselanlage für einen grenzposten im pamir (auf 4300m.ü.M). Solar (10kW) und Wind (30kW) -hybrid mit Diesel Back-up. der batteriespeicher besteht aus 180 2V-Blöcken a 600Ah von Narada (Rex-c lead carbon). alle in serie- also 360V gesamtspannung. der batterieraum wird auf 5°C geheizt.

    Theoretisch maximale beladung (durch zwei MPPT controller) 100A (in realität natürlich meist weit darunter). Theoretische maximalentnahme durch 30kVA 3phase inverter auch ca. 100A.



    Folgende Fragen habe ich

    - wie sollte dieser batterieblock (intern + extern abgesichtert werden). da steckt ja unglaublich saft drin und bei kurzschluss ist ein brand dann nicht weit. macht es sinn den gesamtspeicher in einzeln abgesicherte blöcke zu unterteilen? Gibt es erdung eines pols in irgendeiner Form?

    - ich stelle es mir schwierig vor, eine einzelne schlechte zelle zu eruieren (was bei 180 stück in serie ja vorkommen kann). andererseits ist mir nicht bekannt, dass bei bleibatterien Balancer für jede einzelzelle eingesetzt werden (oder gibt es das für solch grosse systeme?). wäre es sinnnvoll einzelne blöcke getrennt zu überwachen bzw. gegeneinenader zu vergleichen um schlechte zellen zumindest eingrenzen zu können? was ist hier stand der technik?

    - hat jemand sicherheitsauflagen für solche speicher zur hand? insbesondere für die personen die installieren (zum eigen und fremdschutz). ich würde der firma gerne ein paar auflagen in die hand drücken, damit sie keine tagelöhner grillen...



    merci im voraus

    nik

  • Hallo nik,


    willkommen im Forum :)

    Das ist schon ein anspruchsvolles Insel Projekt, vor allem als Kombination aus PV, Wind und DG und in dieser Höhe.

    Bevor man sich hier um die Details kümmern kann, hätte ich noch ein paar Fragen.

    Du schreibst, daß du in der Entwicklungshilfe tätig bist. Hier handelt es sich hier um die Stromversorgung für einen (militärischen?) Grenzposten?


    Wer hat denn das Engineering für die PV Hybrid Anlage erstellt? Was für MPPT Controller werden da eingesetzt - 360 V DC?

    Wie ist das Gesamtkonzept der Anlage und wozu dient die PV? Die übernimmt ja wohl nur einen kleineren Teil der Versorgung.

    Wie effektiv sind WG auf + 4300 mtr? Wie hoch sind da die Windgeschwindigkeiten?


    Hast du in etwa mal ein Verbrauchsprofil erstellt?

    Kannst du den Standort etwas einengen, Pamir ist schon arg groß?


    Kannst du etwas zu den eingesetzten Solar Modulen sagen, wo kommen die her und welche Wp haben sie?

    Interessant wäre natürlich auch die Inverter Auslegung, für diese Höhe? Sind das Spezial Anfertigungen?


    Sorry für die vielen Fragen, eigentlich wolltest du etwas wissen!


    #Falls die Anlage noch nicht aufgebaut ist, Tagelöhner sollten vielleicht die einzelnen Blöcke vor Ort bringen, aber nie anschließen, das dürfen nur Fachleute. Und jeder Pol muß gegen Berührung geschützt sein, vor und nach der Installation. Dafür gibt es gummierte Verbinder, da ist dann alles sicher falls doch mal jemand einen Schraubenschlüssel fallen lässt. :huh:

  • hi - dachte mir schon dass erst mal eine zeile nachfragen kommen. entschuldige, dass ich hier jetzt nicht bis in alle details reingehe und mich auf den speicher konzentriere. deshalb kurz zum Hintergrund: das ganze wurde von den amis finanziert, so dass eine zollabwicklung überhaupt stattfinden kann und der staat möglichkeiten hat die steuern und abgaben von den Importeuren einzutreiben - denn jahrelang kam alles einfach schwarz über die grenze. es geht um den posten kyzyl-art (kyrgyzstan/tajikistan). du findest zumindest computergenerierte windmodelle für den Standort im netz. tatsächlich hat dies nix mit meiner eigentlichen arbeit für die deutche EZ zu tun - ich helfe den amis nur aus, weil ich wenigstens ein bisschen Ahnung von der sache habe. Ja, es werden 360V controller aus chinesischer Herstellung genutzt. irgendwelcher no-name kram aus Shenzhen - aber wie gesagt, mit dem einkauf und dem projekt habe ich kaum was zu tun. projektiert wurde von einer lokalen Firma die ähnliche Systeme schon installiert hat. sieht insgesamt recht professionell aus.


    im moment gibt es ausser 3-4 Computern und innen- und aussen beleuchtung keine nennenswerten Verbraucher - die anlage ist also erst mal überdimensioniert. die Behörden wollen aber noch ein Röntgengerät wie am flughafen, LKW waage etc anschaffen. ausserdem ist vorgesehen, einen teil der gespeicherten Energie (bis ca. 40%DoD) zu verheizen, um so den kohleverbrauch des Grenzpostens einzudämmen.


    .. die inverterfrage ist interessant. der Hersteller in china meint, es gäbe ein gewisses derating der (low-frequency) inverter (also weniger Leistung) aber sie hätten die dinger in Xinjang auf ähnlichen höhen problemlos laufen. ob sich verringerte Leistung in verringerter Spannung auswirkt (wie ich irgendwo gelesen habe und was natürlich schlecht wäre) oder ob einfach die Leistung elektronisch beschränkt wird, um der geringeren kühlleistungen in dünner luft Rechnung zu tragen konnte ich bisher nicht rausfinden. Wer hier Ahnung hat - nur zu.


    … aber wie gesagt - es geht jetzt hier eigenentlich um Sicherheit des batterieblocks und balancing der zellen…


    kann man also auf interne Sicherungen im block verzichten und das balancing über eine ausgleichsladung alle paar Wochen machen ? (und nein, es gibt dort kein mobilfunknetz um ein remote monitoring zu realisieren)...

  • Da ich selber etliche Jahre PV *Projekte in Asien (+ Afrika, ME) technisch und als Projektmanager betreut habe, sieh es mir bitte nach, wenn ich auf solche Fragen komme. *Dazu gehörte übrigens auch mal ein Projekt in Xinjiang, China! 8)

    Von daher und anderen Standorten (Höhen > 2.000 mtr) weiß ich, dass Inverter in diesen Höhen nur mit verminderter Leistung ausgelegt werden dürfen. Wie das die lokale Firma hier realisiert hat, kann ich nicht sagen.


    Wir haben damals mit SMA SB und SI gearbeitet, 48 V Systemspannung / 230 AC. Um die gewünschten Kapazitäten zu erreichen, wurden mehrere Akku Strings parallel geschaltet.


    Außergewöhnlich ist es auch, hier mit so hohen DC Spannungen zu arbeiten. Wie sieht es auf der AC Seite aus?

    Mir ist aktuell nicht bekannt, ob es dafür Regler/Lader am Markt gibt oder ob dies eine Eigenentwicklung ist.


    Du wirst es nicht veröffentlichen dürfen, aber gibt es für die ganze Anlage nicht Schalt- und Verkabelungspläne?

    Wie gehen die einzelnen Anlagenteile zusammen, also PV, WG und DG?


    Ganz ehrlich, von dem Konzept bin ich noch nicht überzeugt, mit 48 V DC wär das sicher auch möglich gewesen.

  • Was die Akkus betrifft:

    Würde mich da an den Hersteller direkt wenden.

    Erst mal die Frage klären, ob die überhaupt befürworten, die zu so hohen Spannungen in Serie zu verschalten.

    Und dann natürlich, ob sie die entsprechenden Verbinder mitliefern und wie die 180 Zellen aufgebaut werden sollen.

    Also, separater Raum ist klar, aber liefern sie zB auch eine Aufbauanleitung mit und die Stufengestelle?

    Ja und die Frage nach der Überwachung und Sicherung würde ich da auch stellen.

    Eigentlich bist du beim Hersteller doch an der richtigen Stelle.


    In dem Zusammenhang wundert es mich schon arg, das dir die lokale Engineering Firma deine Fragen nicht beantworten kann, darauf müßten die doch gekommen sein im Zuge ihrer Planung.

    Hast du dich mal nach Referenzanlagen erkundigt?

  • Hallo Nik.

    Bei unseren großen (50-160 kVA) USV Anlagen , welche auch 360V Systemspannung haben, verwendet der Hersteller(Gustav Klein) Batterie Symmetriewächter. Es wird die Gesamtspannung in 4 Teilspannungen unterteilt und die Symmetrie dieser Teilspannung auf +/-3V zur Soll,-Teilspannung überwacht. Wenn Blöcke driften kommt es zu einem Wartungsalarm. Dieses System hat gezeigt dass Batteriedefekte rasch erkannt werden.

    Die Systemspannung von 360V DC ist bei Industrieanlagen >20KVA standard.

    Abgesichert wird mit NH Sicherungselementen, die Verkabelung von der Batterie zum Wechselrichter usw. wird in getrennten Kanälen, bzw. wird auch der Kabelquerschnitt auf den Kurzschlussstrom der Batterie ausgelegt.

    Grüße Toni.

  • In dem Zusammenhang wundert es mich schon arg, das dir die lokale Engineering Firma deine Fragen nicht beantworten kann, darauf müßten die doch gekommen sein im Zuge ihrer Planung.

    das find ich allerdings auch befremdlich, weil eine Firma die das nicht weiß oder beantworten kann fehlt eindeutig die Kompetenz soetwas um zusetzen

  • vielen dank an alle für die Rückmeldungen und Kommentare - speziell auch Toni: das ist genau die info die ich brauchte.

    natürlich gibt es pläne - meine aufgabe ist ja genau diese auf Plausibilität zu prüfen - und ich sehe, dass sie im Prinzip dem standard von toni entsprechen.. allein die symmetriewächter gibt's nicht, aber das kann ich ja nun anmerken.


    und ja, die narada Batterien werden bis zu 600V verschaltet...



    nik

  • Hallo Nik.

    Bei unseren großen (50-160 kVA) USV Anlagen , welche auch 360V Systemspannung haben, verwendet der Hersteller(Gustav Klein) Batterie Symmetriewächter. Es wird die Gesamtspannung in 4 Teilspannungen unterteilt und die Symmetrie dieser Teilspannung auf +/-3V zur Soll,-Teilspannung überwacht. Wenn Blöcke driften kommt es zu einem Wartungsalarm. Dieses System hat gezeigt dass Batteriedefekte rasch erkannt werden.

    Die Systemspannung von 360V DC ist bei Industrieanlagen >20KVA standard.

    Abgesichert wird mit NH Sicherungselementen, die Verkabelung von der Batterie zum Wechselrichter usw. wird in getrennten Kanälen, bzw. wird auch der Kabelquerschnitt auf den Kurzschlussstrom der Batterie ausgelegt.

    Grüße Toni.

    Nur hier geht es um eine Inselanlage.

    Sind dir Hersteller von MPPT LR im Bereich 100 Amps bekannt, die mit einer Systemspannung von 360 V arbeiten?

    Und welche Inverter passen dazu? Bei mir bleiben Fragezeichen.