Droop-Aufbau für Stadionkonzert in Köln

HAUPTERGEBNISSE

• 2722 Liter Kraftstoff gespart
• 87 Generatorbetriebsstunden gespart
• 9 Tonnen CO₂ gespart
• 41 kg NOx gespart
• Batterien liefern dynamische Lasten mit hohem Scheitelfaktor in einer Droop-Konfiguration, die Batterien, Netz und Generatoren kombiniert

Im Auftrag von Mobile Energy und prime entertainment, speiste Greener die Konzerte der Die Toten Hosen im RheinEnergieSTADION in Köln, Deutschland, vollständig emissionsfrei.

Der Auftrag kam direkt von der Band und dem Tourveranstalter KKT. Nachhaltigkeit war keine Option. Es war eine Anforderung.

Die Konfiguration: Sechs Greener-Batteriesysteme (je 316 kVA) bilden ein Microgrid in Droop-Konfiguration, gesichert durch vier 400-kVA-Generatoren. Das Konzert lief am ersten Tag mit einer kleinen Netzanbindung (200 A) und am zweiten Tag vollständig netzunabhängig. Abgesehen von Inbetriebnahme und Tests wurden die Generatoren nie eingeschaltet.
Wir versorgten das Konzert für 43.000 Zuschauer pro Tag.

Eine Punk-Band, die seit Jahrzehnten gegen den Strom schwimmt, macht bei der Energieversorgung keine Ausnahme. Das, was Massive Attack international vorlebt, zeigen Die Toten Hosen jetzt auf deutschen Bühnen: Stadionkonzerte können emissionsarm sein. Oder in diesem Fall völlig emissionsfrei.
So haben wir es gemacht.

DYNAMISCHE LASTEN MIT HOHEM SCHEITELFAKTOR

Konzerte und Shows haben einzigartige Lastmuster, die Batterien optimal liefern können. Alles schaltet zur gleichen Zeit ein, aber nicht nur das. Die Energie eines Shows folgt dem Beat. Hohe Intensität in Sound und Beleuchtung zur gleichen Zeit. Hoch. Tief. Hoch. Tief. Die Lasten sind dynamisch mit hohem Scheitelfaktor.
Der höchste Spitzenwert, den wir lieferten, war 300 kW mit extrem schnellen Anstiegszeiten.
Da eine Batterie keine rotierende Masse hat, kann sie viel schneller reagieren als ein Generator, wenn die Last steigt oder fällt. Ein Generator reagiert in Sekunden. Aber eine Batterie reagiert in Millisekunden, was sie perfekt für dynamische Lasten macht.

Während der Inbetriebnahme stressten wir das System mit einem Spitzenwert von bis zu 590 kW.
Dieser Spitzenwert wurde während des eigentlichen Konzerts nicht erreicht, aber es zeigt, dass das System eine viel größere Veranstaltung, einschließlich Redundanzen, hätte liefern können.
Aufgrund des hohen Scheitelfaktors ist die benötigte Energie (kWh) relativ gering im Vergleich zur erforderlichen Leistung (kW).

200 A AUF VIER WEGEN MIT ZWEI UMRICHTERN

Mit der Wechselrichter-Topologie der Greener-Batterie können Sie unabhängige Stromquellen kombinieren und zu einem funktionierenden System zusammenfassen, ohne diese synchronisieren zu müssen. Das macht sie perfekt für komplexe Systeme wie Veranstaltungen und Bauwesen.

Um das nationale Stromnetz in der Droop-Konfiguration zu nutzen, müssen wir die Frequenz des nationalen Stromnetzes von dem durch die Batterien erzeugten Microgrid trennen.
Wir tun dies, indem wir zwei Umrichter in der Greener-Batterie verwenden: Der Hauptumrichter erzeugt das Microgrid (AC), und der sekundäre Umrichter nutzt die Energie aus dem nationalen Stromnetz (DC). Der sekundäre Umrichter eliminiert die Frequenz und Spannung des Eingangs, so dass sie für das durch die Batterien erzeugte Microgrid verwendet werden kann. In diesem Fall war dies das nationale Stromnetz, kann aber auch Erneuerbare oder Generatoren sein.

Wir hatten eine Gesamtnetzversorgung von 200 A, die in 4 Batterien à 50 A eingespeist wurde, um Ausfallsicherheit für die Stromversorgung zu schaffen.

DROOP ZUR STABILISIERUNG VON LASTEN NUTZEN

Droop ist eine Methode zur Lastverteilung zwischen mehreren Stromquellen (in diesem Fall Batterien und Stromnetz), bei der sie die Last proportional teilen, anstatt dass eine Einheit die gesamte Last trägt, während andere untätig sind.
Wenn Sie sechs Batteriesysteme ohne Droop oder explizite Steuerung haben, wird die Last nicht gleichmäßig auf die Batterien verteilt, was zu vorzeitiger Abnutzung der Ausrüstung führt.

Die Konfiguration heißt “Droop”, weil wir die “Droop-Linie” nutzen, bei der Frequenz und Leistung verbunden sind. Das bedeutet, die Last wird gemäß der “Droop-Linie” gleichmäßig auf die Betriebsmittel verteilt.
Im Kontext des Konzertes der Die Toten Hosen bedeutete dies, dass sechs Batterien als koordiniertes System arbeiten, anstatt als separate Einheiten, die nicht miteinander kommunizieren. Die durch diese Droop-Konfiguration erzeugte Stabilität ermöglichte es dem Stadion, am zweiten Tag vollständig netzunabhängig zu arbeiten.

Wir verknüpften die Frequenz des Microgrids mit der Leistungsabgabe.
Wenn die Geschwindigkeit des Stromnetzes unter der Nennfrequenz (50 Hz in Europa) liegt, muss zusätzliche Energie hinzugefügt werden: die Batterien entladen sich.
Wenn sie schneller ist, können die Batterien weniger Energie umwandeln oder die Überschüsse absorbieren; mit anderen Worten: laden.
In diesem Beispiel steuern wir die Frequenz über das durch Batterien erzeugte Microgrid, nicht über das nationale Stromnetz. Das Ergebnis ist ein ausgewogenes, stabiles System, bei dem alle sechs Batterien gleichmäßig Leistung erbringen.

“Das Greener-Team verstand von Tag eins an, was wir erreichen wollten. Sechs Batterien, ein System, null Diesel von Anfang an. Die richtige Droop-Konfiguration hinzubekommen, damit alle Einheiten die Last gleichmäßig teilen, erforderte echtes Fachwissen auf beiden Seiten. Ein Stadion vollständig mit gespeicherter Energie zu betreiben ist nicht etwas, das man alleine macht. Es passiert, wenn zwei Teams ihre Ausrüstung kennen und sich gegenseitig vertrauen.”

– Patrick Fischer, Mobile Energy