Die Zusammenarbeit von Dieselgeneratoren und Energiespeichersystemen ist eine wichtige Lösung zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes in modernen Stromversorgungssystemen, insbesondere in Szenarien wie Mikronetzen, Notstromversorgungen und der Integration erneuerbarer Energien. Im Folgenden werden die Funktionsprinzipien, Vorteile und typischen Anwendungsszenarien der beiden Systeme erläutert:
1. Kernkooperationsmethode
Gipfelrasur
Funktionsprinzip: Das Energiespeichersystem lädt sich während Perioden mit niedrigem Stromverbrauch auf (durch die Nutzung von günstigem Strom oder überschüssiger Energie aus Dieselmotoren) und entlädt sich während Perioden mit hohem Stromverbrauch, wodurch die Betriebszeit der Dieselgeneratoren unter Volllast reduziert wird.
Vorteile: Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs (um etwa 20-30%), Minimierung des Verschleißes der Anlage und Verlängerung der Wartungszyklen.
Gleichmäßiger Ausgang (Rampenratensteuerung)
Prinzip: Das Energiespeichersystem reagiert schnell auf Lastschwankungen und kompensiert so die Nachteile der Anlaufverzögerung des Dieselmotors (in der Regel 10-30 Sekunden) und der Regelungsverzögerung.
Vorteile: Vermeidung häufigen Startens und Stopps von Dieselmotoren, Aufrechterhaltung einer stabilen Frequenz/Spannung, geeignet zur Stromversorgung von Präzisionsgeräten.
Schwarzer Start
Prinzip: Das Energiespeichersystem dient als anfängliche Energiequelle, um den Dieselmotor schnell zu starten und löst damit das Problem herkömmlicher Dieselmotoren, die zum Starten externe Energie benötigen.
Vorteil: Erhöht die Zuverlässigkeit der Notstromversorgung und eignet sich für Szenarien mit Stromnetzausfall (z. B. Krankenhäuser und Rechenzentren).
Hybride Integration erneuerbarer Energien
Prinzip: Der Dieselmotor wird mit Photovoltaik-/Windkraft und Energiespeicher kombiniert, um Schwankungen der erneuerbaren Energien auszugleichen, wobei der Dieselmotor als Backup dient.
Vorteile: Die Kraftstoffeinsparungen können über 50 % betragen, wodurch die Kohlenstoffemissionen reduziert werden.
2. Wichtigste Punkte der technischen Konfiguration
Funktionale Anforderungen an die Komponente
Das Dieselaggregat muss einen Betrieb mit variabler Frequenz unterstützen und sich an die Lade- und Entladezeiten des Energiespeichers anpassen (z. B. Übernahme durch den Energiespeicher, wenn die automatische Lastreduzierung unter 30 % liegt).
Das Energiespeichersystem (BESS) priorisiert den Einsatz von Lithium-Eisenphosphat-Batterien (mit langer Lebensdauer und hoher Sicherheit) und Leistungstypen (wie z. B. 1C-2C), um kurzfristige Stoßbelastungen bewältigen zu können.
Das Energiemanagementsystem (EMS) muss über eine Multi-Mode-Schaltlogik (netzgekoppelt/netzunabhängig/hybrid) und dynamische Lastverteilungsalgorithmen verfügen.
Die Reaktionszeit des bidirektionalen Umrichters (PCS) beträgt weniger als 20 ms und ermöglicht so ein nahtloses Umschalten, um eine Rückleistung des Dieselmotors zu verhindern.
3. Typische Anwendungsszenarien
Insel-Mikronetz
Photovoltaik + Dieselmotor + Energiespeicher, der Dieselmotor startet nur nachts oder an bewölkten Tagen, wodurch die Kraftstoffkosten um mehr als 60 % gesenkt werden.
Notstromversorgung für Rechenzentrum
Der Energiespeicher priorisiert die Unterstützung kritischer Lasten für 5-15 Minuten, wobei nach dem Anlaufen des Dieselmotors eine gemeinsame Stromversorgung erfolgt, um kurzzeitige Stromausfälle zu vermeiden.
Stromversorgung für die Mine
Energiespeicher können Stoßbelastungen wie die von Baggern bewältigen, und Dieselmotoren arbeiten stabil im Hocheffizienzbereich (70-80 % Auslastung).
4. Wirtschaftlicher Vergleich (am Beispiel eines 1-MW-Systems)
Anfangskosten des Konfigurationsplans (10.000 Yuan) Jährliche Betriebs- und Wartungskosten (10.000 Yuan) Kraftstoffverbrauch (l/Jahr)
Reiner Dieselgenerator 80-100 25-35 150000
Diesel + Energiespeicher (30 % Spitzenlastabdeckung) 150–180 15–20 100000
Recyclingzyklus: in der Regel 3-5 Jahre (je höher der Strompreis, desto schneller das Recycling)
5. Vorsichtsmaßnahmen
Systemkompatibilität: Der Dieselmotorregler muss eine schnelle Leistungsanpassung bei Eingriffen in den Energiespeicher (z. B. PID-Parameteroptimierung) unterstützen.
Sicherheitsvorkehrungen: Um eine Überlastung des Dieselmotors durch übermäßige Energiespeicherung zu verhindern, muss ein fester Abschaltpunkt für den Ladezustand (SOC) (z. B. 20 %) festgelegt werden.
Politische Unterstützung: Einige Regionen gewähren Subventionen für das Hybridsystem „Dieselmotor + Energiespeicher“ (wie beispielsweise Chinas neue Pilotpolitik für Energiespeicherung aus dem Jahr 2023).
Durch eine sinnvolle Konfiguration kann die Kombination von Dieselgeneratoren und Energiespeichern von einer reinen Notstromversorgung zu einem intelligenten Mikronetz weiterentwickelt werden – eine praktikable Lösung für den Übergang von konventioneller Energie zu kohlenstoffarmer Energie. Die konkrete Auslegung muss umfassend unter Berücksichtigung der Lastcharakteristika, der lokalen Strompreise und der geltenden Richtlinien bewertet werden.
Veröffentlichungsdatum: 22. April 2025
