Steckverbinder für modulare Energiespeicher

Steckverbinder
für modulare
Energiespeicher

Im Rahmen einer modernen Energieversorgung auf regenerativer Basis spielen Speichersysteme eine große Rolle, die in der Regel aus mehreren Speicherschränken bestehen. Die Firma Harting bietet Steckverbinder sowie dazugehörige Andockrahmen, die einen modularen Aufbau solcher Speichersysteme ermöglichen. Entsprechend vorkonfektionierte Schubladen können auch Nicht-Elektrofachkräfte ohne großen Aufwand montieren.

 (Bild: Harting KGaA)

(Bild: Harting KGaA)


Eine Stromversorgung auf Basis regenerativer Energien benötigt elektrische Speicherkapazität, um Spannungsschwankungen im Netz aufgrund der fluktuierenden Erzeugung aus Sonne und Wind auszugleichen. Stromspeichersysteme erhöhen die Flexibilität: Sie nehmen Überschüsse auf der Erzeugungsseite ab und entlasten damit das Netz. Auf der Lastseite tragen sie dazu bei, kurzfristige Nachfragespitzen sicher abzudecken. So wird ein höherer Nutzungsgrad der (dezentralen) Erzeugungsanlagen erreicht und die Zuverlässigkeit des Netzes gesteigert. Die Speichersysteme sind über eine leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur ins intelligente Netzmanagement (‚Smart Grid‘) mit eingebunden. Sie sind modular aufgebaut, damit sie

  • • sich flexibel an unterschiedliche Erzeugungskapazitäten anpassen
  • • und redundant aufgebaut werden können. So lassen sich bei Ausfällen einzelne Module austauschen, ohne den Betrieb des Gesamtsystems zu unterbrechen.
Einschubkontaktierung der Speicherschublade: Über den Andockrahmen entsteht die Verbindung zur Leistungsschiene. (Bild: Harting KGaA)

Einschubkontaktierung der Speicherschublade: Über den Andockrahmen entsteht die Verbindung zur Leistungsschiene. (Bild: Harting KGaA)

Steckverbinder und Andockrahmen

Leistungsfähige Speichersysteme bestehen in der Regel aus mehreren Speicherschränken, die modular zu Containern angeordnet sind und im Inneren schubladenförmige Speichereinheiten enthalten. Harting-Steckverbinder liefern die nötigen Schnittstellen für den modularen Aufbau: Sie lassen sich einfach konfektionieren und erleichtern den Service – und tragen so dazu bei, Stillstandzeiten zu begrenzen. Kern der Lösung ist der Han Docking Frame in Verbindung mit der modularen Steckverbinder-Serie Han-Modular. Der Andockrahmen sorgt für eine zuverlässige und prozesssichere Einschubkontaktierung der Speichereinheiten. Beispielhaft ist die Lösung des Herstellers Rittal. Die Schubladen der Speicherschränke sind mit zwei Han 200A Modulen für die Leistungsübertragung ausgestattet, ergänzt um zwei Han Megabit Module für den Datenaustausch. Der Han Docking Frame lagert schwimmend zwischen Schublade und Leistungsschiene. Er bietet genügend Spiel (‚tolerance compensation‘), damit sich die Stifte an den Schubladen zielsicher und reibungslos auf die Buchsen des Han 200A-Moduls stecken lassen (‚guided insertion‘). Die Buchsen werden direkt auf die Leistungsschiene an der Schrankrückwand aufgeschraubt, was den Verkabelungsaufwand für den Speicherschrank verringert. Der Han Docking Frame eignet sich als Standard für Energiespeichersysteme. Neben dem Hochstrommodul stehen aus dem Programm Han-Modular 50 weitere passende Schnittstellen zur Verfügung. Den Andockrahmen gibt es in Versionen mit Platz für zwei bis sechs Module. Je nach Anforderung lassen sich die Module, gefasst in einen Han-Modular Gelenkrahmen, ins Schubladensystem des Speichers integrieren. Zum modularen Programm zählen Leistungsmodule bis 200A, hochpolige Signalmodule, alle bekannten Ethernet-Schnittstellen sowie weitere robuste Kommunikationsschnittstellen. Aufgrund ihrer Modularität sind Batteriespeichersysteme gut skalierbar. Eine Verwendung des Han Docking Frame erhöht die Standardisierung des Batteriespeicherschrankbaus. Vorkonfektionierte Speichermodule lassen sich rasch zu Speicherschränken zusammenbauen, der Verdrahtungsaufwand entfällt. Auch bei der Installation im Feld ergeben sich Vorteile. Eine immer noch häufig genutzte Alternative zum Andockrahmen bildet die Festverdrahtung. Vor allem bei höheren Stückzahlen ist sie sehr aufwendig. Ein modularer Batteriespeicher erreicht in der Regel Leistungen zwischen 1 und 3MW. Pro 1MWh Speicherkapazität werden rund 80 Schubladen benötigt. Die Plug&Play-Lösungen in Verbindung mit dem Han Docking Frame bedeuten da eine erhebliche Arbeitserleichterung. Und auch nach der Installation hilft der Rahmen Arbeitszeit sparen: Austausch und Wartung der Speicher-Einheiten werden einfacher. Auch Mitarbeiter, die keine Elektrofachkräfte sind, können die Speicherelemente problemlos austauschen, da keine Installationsarbeiten erforderlich sind.

Weitere Komponenten für ganzheitliche Lösungen

Energiespeicher sind ein zentrales Element in der Strategie zur Reduzierung und Vermeidung von CO2-Emissionen. Darüber hinaus lassen sich die Trends zur Modularisierung und Dezentralisierung in allen an der Energieerzeugung beteiligten Sektoren beobachten. Entscheidend für die Marktakzeptanz der Speicher wird ihre technische und finanzielle Machbarkeit sein: Die Skalierbarkeit der Systeme auf der Basis geeigneter Schnittstellen ist deshalb ein wichtiger Baustein für ihre Kommerzialisierung. Batteriespeicher-Systeme sind gekoppelt an Energieerzeugungsanlagen. Um möglichst effizient zu sein, müssen sie mit den übrigen Komponenten des Energieerzeugungs- und Verteilsystems umfangreich kommunizieren. Hier bietet das Harting-Portfolio weitere Komponenten an, die zu einer ganzheitlichen Lösung beitragen können: Switches im Verbund mit vorkonfektionierten Patch-Kabeln sorgen für die externe Kommunikation des Energiemanagementsystems. Stromsensoren ermöglichen die Überwachung der Stromqualität u.a. an Wechselrichtern. Für die Steuerung von Wechselrichtern und Speichern werden Leiterplatten eingesetzt, die die Kommunikation mit anderen Komponenten gewährleisten. Für diese Anbindung des internen Gehirns eines Batteriespeichersystems bieten z.B. Leiterplattensteckverbinder der Reihen har-flexicon und har-flex zuverlässige Optionen.

Harting KGaA
www.HARTING.com

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