Die Zusammenarbeit zwischen Dieselgeneratoren und Energiespeichersystemen ist eine wichtige Lösung zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes in modernen Energiesystemen, insbesondere in Szenarien wie Mikronetzen, Notstromquellen und der Integration erneuerbarer Energien. Im Folgenden werden die Funktionsweise, Vorteile und typischen Anwendungsszenarien der beiden Systeme beschrieben:
1. Kernkooperationsmethode
Spitzenkappung
Prinzip: Das Energiespeichersystem lädt sich während Zeiten mit geringem Stromverbrauch auf (mithilfe von kostengünstigem Strom oder überschüssiger Energie aus Dieselmotoren) und entlädt sich während Zeiten mit hohem Stromverbrauch, wodurch die Betriebszeit von Dieselgeneratoren unter hoher Last reduziert wird.
Vorteile: Reduzieren Sie den Kraftstoffverbrauch (ca. 20–30 %), minimieren Sie den Geräteverschleiß und verlängern Sie die Wartungszyklen.
Gleichmäßige Ausgabe (Rampenratensteuerung)
Prinzip: Das Energiespeichersystem reagiert schnell auf Lastschwankungen und gleicht die Nachteile der Startverzögerung des Dieselmotors (normalerweise 10–30 Sekunden) und der Regelungsverzögerung aus.
Vorteile: Vermeidung häufiger Start-Stopp-Vorgänge bei Dieselmotoren, Aufrechterhaltung einer stabilen Frequenz/Spannung, geeignet zur Stromversorgung von Präzisionsgeräten.
Schwarzer Start
Prinzip: Das Energiespeichersystem dient als erste Energiequelle zum schnellen Starten des Dieselmotors und löst das Problem, dass herkömmliche Dieselmotoren zum Starten externe Energie benötigen.
Vorteil: Verbessert die Zuverlässigkeit der Notstromversorgung, geeignet für Szenarien mit Stromnetzausfällen (z. B. Krankenhäuser und Rechenzentren).
Integration hybrider erneuerbarer Energien
Prinzip: Der Dieselmotor wird mit Photovoltaik/Windkraft und Energiespeicher kombiniert, um Schwankungen bei erneuerbaren Energien zu stabilisieren, wobei der Dieselmotor als Backup dient.
Vorteile: Die Kraftstoffeinsparungen können über 50 % betragen, wodurch die CO2-Emissionen reduziert werden.
2. Wichtige Punkte der technischen Konfiguration
Funktionale Anforderungen an die Komponenten
Das Dieselaggregat muss den Betriebsmodus mit variabler Frequenz unterstützen und sich an die Lade- und Entladeplanung des Energiespeichers anpassen (z. B. durch den Energiespeicher übernommen werden, wenn die automatische Lastreduzierung unter 30 % liegt).
Das Energiespeichersystem (BESS) bevorzugt den Einsatz von Lithium-Eisenphosphat-Batterien (mit langer Lebensdauer und hoher Sicherheit) und Leistungstypen (wie 1C-2C), um kurzfristige Stoßbelastungen zu bewältigen.
Das Energiemanagementsystem (EMS) muss über eine Multimodus-Schaltlogik (netzgekoppelt/netzunabhängig/Hybrid) und dynamische Lastverteilungsalgorithmen verfügen.
Die Reaktionszeit des bidirektionalen Konverters (PCS) beträgt weniger als 20 ms und unterstützt ein nahtloses Umschalten, um eine Rückleistung des Dieselmotors zu verhindern.
3. Typische Anwendungsszenarien
Insel-Mikronetz
Photovoltaik + Dieselmotor + Energiespeicher, Dieselmotor startet nur nachts oder an bewölkten Tagen, wodurch die Kraftstoffkosten um mehr als 60 % gesenkt werden.
Backup-Stromversorgung für Rechenzentrum
Bei der Energiespeicherung steht die Unterstützung kritischer Lasten für 5–15 Minuten im Vordergrund. Nach dem Start des Dieselmotors erfolgt eine gemeinsame Stromversorgung, um kurzzeitige Stromausfälle zu vermeiden.
Minenstromversorgung
Energiespeicher können Stoßbelastungen wie beispielsweise Baggern standhalten und Dieselmotoren arbeiten stabil im Hocheffizienzbereich (70–80 % Auslastung).
4. Wirtschaftlicher Vergleich (am Beispiel eines 1-MW-Systems)
Anschaffungskosten des Konfigurationsplans (10.000 Yuan) Jährliche Betriebs- und Wartungskosten (10.000 Yuan) Kraftstoffverbrauch (L/Jahr)
Reines Dieselgeneratorset 80-100 25-35 150000
Diesel+Energiespeicher (30 % Spitzenlastkappung) 150–180 15–20 100.000
Recyclingzyklus: in der Regel 3-5 Jahre (je höher der Strompreis, desto schneller das Recycling)
5. Vorsichtsmaßnahmen
Systemkompatibilität: Der Dieselmotorregler muss eine schnelle Leistungsanpassung während eines Eingriffs in die Energiespeicherung unterstützen (z. B. Optimierung der PID-Parameter).
Sicherheitsschutz: Um eine Überlastung des Dieselmotors durch übermäßige Energiespeicherung zu verhindern, muss ein fester Abschaltpunkt für den SOC (Ladezustand) (z. B. 20 %) festgelegt werden.
Politische Unterstützung: Einige Regionen gewähren Subventionen für das Hybridsystem „Dieselmotor + Energiespeicher“ (wie beispielsweise Chinas Pilotpolitik für neue Energiespeicher im Jahr 2023).
Durch eine sinnvolle Konfiguration kann die Kombination aus Dieselgeneratoren und Energiespeichern ein Upgrade vom reinen Backup-System zum intelligenten Mikronetz ermöglichen. Dies ist eine praktische Lösung für den Übergang von herkömmlicher zu kohlenstoffarmer Energie. Das spezifische Design muss anhand der Lasteigenschaften, der lokalen Strompreise und der Richtlinien umfassend bewertet werden.
Veröffentlichungszeit: 22. April 2025
