Die STABL Technologie
Sind Sie Mitarbeiter eines Speicherherstellers oder technikaffiner Endkunde? Erfahren Sie auf dieser Seite mehr über die Technologie der STABL Energy Wechselrichter für Batteriespeicher und laden Sie noch heute unser White Paper herunter.
Wechselrichterinnovation für Batteriespeicher
von STABL Energy
Wechselrichter von STABL Energy sind mehr als nur eine Komponente eines Batteriespeichers. Durch den neuartigen modularen Ansatz vereinfachen sie das Design von Stromspeichern und ermöglichen eine günstige nachhaltige Energieversorgung für Gewerbe und Industrie. Im Vergleich zu konventionellen Produkten werden die Energieverluste um bis zu 70 % reduziert und die Betriebskosten um bis zu 40 % gesenkt – und das alles bei nahezu gleichen Investitionskosten. Erfahren Sie hier mehr über die Technologie und was hinter den preisgekrönten Wechselrichtern steckt.
Herkömmliche Stromspeichersysteme
Konventionelle Speicher bestehen aus fest verdrahteten Batteriemodulen.
Alle Batteriemodule müssen von der gleichen Baureihe sein und gleiche Zustände, Innenwiderstände und State of Health haben.
Fällt ein Batteriemodul aus, fällt das ganze Speichersystem aus.
Der zentrale Wechselrichter benötigt hohe Eingangsspannungen. Nur deswegen werden Batteriespeicher so gebaut wie sie gebaut werden.
Konventionelle Wechselrichter für Batteriespeicher sind zu ineffizient und benötigen zu viel Platz.
Herkömmliche Stromspeichersysteme bestehen aus einem Hochvolt-Batteriepack und einem zentralen Wechselrichter.
Mehrere fest miteinander verschaltete Module bilden das Batteriepack, das lebensgefährliche Spannungen von bis zu 800 V haben kann. Der zentrale Wechselrichter formt diese Gleichspannung in für das Netz taugliche Wechselspannung um und schließt so den Speicher an das Stromnetz an. Dabei entstehen Energieverluste, die dem Betreiber Geld kosten und außerdem den CO2-Ausstoß erhöhen.
Wechselrichter Technologie von STABL
Wir entkoppeln die Batteriemodule voneinander und jedes Batteriemodul wird mit einem STABL Modul verbunden.
Die STABL Module werden dynamisch miteinander verschaltet. Der STABL Master empfängt die Kommandos vom Energiemanagementsystem und orchestriert die Verschaltung.
Die Batteriemodule sind durch den neuen Aufbau unabhängig voneinander. So können auch Module unterschiedlichen Zustands in einem Speicher verbaut werden.
Die STABL Module lassen sich einfach in ihr vorhandenes Rack-Konzept integrieren. Kein zusätzlicher Platzbedarf durch einen kühlschrankgroßen Wechselrichter.
Mit der Wechselrichter Technologie von STABL Energy vereinfacht sich der Aufbau von Stromspeichern erheblich. Statt die Module statisch miteinander zu verschalten, werden sie durch unsere STABL Module dynamisch miteinander verschaltet.
Der Stromspeicher ist ein Konglomerat aus absolut sicheren Batteriemodulen, die berührsichere Spannungen von unter 60 V vorweisen. Durch diesen Ansatz wird der zentrale Wechselrichter überflüssig. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen werden Verluste um bis zu 70 % reduziert und sowohl Betriebskosten als auch der CO2-Ausstoß um bis zu 40 % pro Jahr verringert.
Die Vorteile der STABL–Technologie
Effizienz
In wissenschaftlichen Arbeiten der TU München wurde die hohe Effizienz des STABL Wechselrichters von bis zu 99,4 % ermittelt. Gegenüber herkömmlichen Wechselrichtern werden Verluste um bis zu 70 % reduziert.
Geld sparen
Durch die hohe Effizienz sparen Sie sich bares Geld. Je nach Anwendungsfall können Sie durch Verwendung von Batteriespeichern mit STABL Wechselrichtern Ihre Betriebskosten um bis zu 40 % reduzieren und erreichen Ihren Break-even früher als mit anderen Systemen.
Nachhaltigkeit
Weniger Energieverluste heißt auch, dass die vorhandene Energie besser genutzt wird. Dadurch, dass Verluste um bis zu 70 % reduziert werden, wird bei jedem Speichervorgang CO2 gespart und Sie und Ihr Betrieb nehmen aktiv an der Energiewende teil – und sparen dabei auch noch Geld.
Sicherheit
Mit Wechselrichtern von STABL Energy werden Batteriespeicher sicher. Die berührsichere Spannung von unter 60 V macht Installation und Wartung kinderleicht.
Ausfallsicherheit
Der modulare Ansatz garantiert eine nahezu vollständige Verfügbarkeit. Unsere STABL Module detektieren automatisch, wenn ein Batteriemodul vom Normalzustand abweicht und können es vom Rest des Speichers isolieren. So muss wegen eines defekten Moduls nicht der ganze Speicher heruntergefahren werden, sondern kann weiterhin betrieben werden.
Cloud Architecture
Wechselrichter von STABL Energy sind intelligent und zukunftsweisend. Unsere In-House entwickelte Software ermöglicht Over-the-air-Updates und gibt Ihnen zu jederzeit Einblicke bis auf Zellebene.
Funktionsprinzip
Wechselrichter von STABL Energy sind mehr als nur eine Komponente eines Batteriespeichers.
Herkömmliche Stromspeichersysteme
Das gefährliche Hochvolt-Batterie Pack wird zu- und abgeschaltet –
egal welche Sollspannung gerade gefordert ist.
Das Netz wünscht sich eine perfekte Sinusspannung.
Konventionelle Wechselrichter schalten die volle Batteriespannung periodisch zu und ab. Das ist ineffizient und gefährlich. Außerdem muss das resultierende Pulsmuster erst noch gefiltert werden, damit die Ausgansspannung des Wechselrichters netzkonform ist.
Normale Batterie-Wechselrichter schalten die hohe Spannung des Stromspeichers unterschiedlich lange zu und ab. Diesen Prozess nennt man Pulsweitenmodulation. Die resultierende Spannung muss durch einen sogenannten Netzfilter geglättet werden, damit sie den Normen und Anforderungen des Stromnetzes entspricht. Das kostet Effizienz und verursacht Verluste.
Wechselrichter Technologie von STABL
Statt das gefährliche statische HV-Batteriepack zu verwenden, werden sichere Batteriemodule dynamisch miteinander verschaltet, um die Ausgangsspannung zu erzeugen.
Je nachdem welcher Spannungswert gerade gefordert ist, schaltet die STABL Technologie erst ein, dann zwei, dann drei usw. Batteriemodule in Serie. So wird eine Treppenspannung erzeugt, die dem Sinus viel mehr ähnelt als das Pulsmuster auf der linken Seite.
Das Ergebnis: mehr Effizienz für Sie und Ihre Kunden.
Die Frequenz und Form der Spannung ist übrigens komplett flexibel. Der STABL Wechselrichter kann auch Gleichspannung, 60 Hz Sinus oder eine Treppenspannung ausgeben.
In der Wissenschaft wird der Ansatz von STABL Energy als “modularer Multilevel Wechselrichter” bezeichnet und ist in der Hochvolt-Gleichstromübertragung weit verbreitet. STABL Energy hat ihn als erste Firma für Batteriespeichersysteme optimiert. Hier wird die Sinus-Spannung nachgebildet, indem die einzelnen Batteriemodule nacheinander in Serie verschalten werden. Die so generierte Stufenspannung ähnelt der gewünschten Netzspannung viel mehr als die von gewöhnlichen Wechselrichtern für Batteriespeicher. Dadurch kann der Netzfilter kleiner ausfallen und die Verluste werden minimiert.
Verlustfreies Balancing
Bei konventionellen Batteriespeichern bestimmt die schwächste Zelle die Performance des Speichers. Mit zunehmender Benutzung driften die maximalen Kapazitäten der Batteriezellen auseinander und so bestimmt die Zelle mit der geringsten Kapazität die Kapazität, mit der die restlichen Zellen aufgeladen werden können. Durch sogenanntes Balancing können die Kapazitäten zwar umverteilt werden – das kostet aber Energie und verursacht weitere Verluste.
Mit dem modularen Ansatz von STABL Energy wirken sich die schwächsten Zellen nicht mehr auf den ganzen Speicher aus, sondern nur noch auf die Modulebene. Des Weiteren werden die Module je nach Ihrem individuellen Ladezustand ge- und entladen, sodass sich die Ladezustände der Module automatisch aneinander angleichen. Dadurch können Sie mehr Energie aus Ihren Speicher herausholen und sie so länger nutzen als herkömmliche Speicher.
Effizienz bis zu 99,4%
Funktionsnachweis
In einer Masterarbeit an der TU München wurde die Effizienz unseres modularen Designs getestet und der eines herkömmlichen Wechselrichters gegenübergestellt.
Die Ergebnisse zeigen eine sehr hohe Effizienz unseres Ansatzes mit bis zu 99,4 %. Im Vergleich zu einem konventionellen zentralen Wechselrichter eines Batteriespeichers zeigten sich über den gesamten Leistungsbereich höhere Effizienzen, was hauptsächlich auf die wesentlich geringeren Schaltspannungen und -frequenzen zurückzuführen ist. Statt die gesamte Spannung eines Hochvolt-Packs zu schalten, wird bei der STABL Technologie die Wechselspannung durch dynamisches Zu- und Abschalten von Batteriemodulen mit geringer Spannung erzeugt. Ein weiterer Vorteil der STABL Technologie sind die wesentlich geringeren gesamten harmonischen Verzerrungen (THD) vor Filterung. Die erreichten Werte ermöglichen es, kleinere, billigere und effizientere Filter zu verbauen.
Die hohe Umwandlungseffizienz wirkt sich auf den Wirkungsgrad des gesamten Speichers aus und verringert so die Stromgestehungskosten (LCOE) und ermöglicht so einen früheren und höheren Return on Investment.
Weitere Vorteile, Einsatzmöglichkeiten & Ausblick
Deep battery analytics
Die STABL Module können die Batteriemodule während des Betriebs vermessen und speichern die Daten automatisiert in der STABL Cloud. STABL Energy generiert genaueste Daten zu Gesundheitszustand, Temperatur, Strom und Spannung in Echtzeit und hilft so Batterieherstellern, die Performance Ihrer Zellen zu überwachen. Zum Beispiel können Batteriehersteller Fehler in bestimmten Chargen entdecken oder herausfinden, welche äußeren Umstände welche Effekte auf die Zellen haben. Auch Versicherer profitieren von diesen Daten, da die Daten eine belastbare Risikobewertung ermöglichen und Versicherungen und Rückversicherungen damit attraktive Versicherungspolicen entwerfen können.
Second-Life Fähigkeit
Rückläufer gebrauchter Fahrzeugbatterien werden eine große Herausforderung für die Wirtschaft und Umwelt darstellen. Tatsächlich werden Batterien aus Elektroautos für untauglich befunden, sobald sie noch 80 % der ursprünglichen Kapazität beinhalten. Doch für stationäre Systeme sind diese Batterien noch gut geeignet und können Schätzungen zufolge noch bis zu zehn Jahre lang betrieben werden. Mit der Modularität der STABL Energy-Wechselrichter Technologie können Second-Life-Speicher effizienter und günstiger betrieben werden als mit herkömmlichen Wechselrichtern für Batteriespeicher.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Unser Wechselrichter kann jede erdenkliche Ausgangsspannung ausgeben, auch Gleichspannung. Dank seiner software-definierten Funktion ermöglichen wir es Speicherintegratoren, ihr Produktportfolio zu vereinfachen und verschiedene Märkte mit ein und derselben Hardware zu erschließen. Im Elektroauto ist es sogar möglich, mit derselben Leistungselektronik die Batterie zu laden und den Motor zu betreiben.
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