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DROOP FÜR STADIONKONZERT

HAUPTERGEBNISSE:

722 Liter Kraftstoff eingespart
87 Generatorbetriebsstunden eingespart
9 Tonnen CO₂ eingespart
41 kg NOx eingespart
Obige Ergebnisse basieren auf einem 500-kVA-Generator, der immer läuft, wenn am Verbraucher Energie gemessen wird
Batterien liefern dynamische Lasten mit hohem Crestfaktor in einem Droop-Aufbau, der Batterien, Netz und Generatoren kombiniert

Im Auftrag von Mobile Energy und prime entertainment hat Greener die Shows von Die Toten Hosen im RheinEnergieSTADION in Köln vollständig emissionsfrei mit Strom versorgt.
Die Aufgabenstellung kam direkt von der Band und dem Tourveranstalter KKT GmbH. Nachhaltigkeit war nicht optional. Sie war eine Voraussetzung.

Der Aufbau: Sechs Greener-Batteriesysteme (eine Kombination aus 318 kVA und 270 kVA) mit einer Gesamtspeicherkapazität von 2.900 kWh, die gemeinsam ein Microgrid in Droop-Konfiguration bilden, gesichert durch vier 400-kVA-Generatoren. Das Konzert lief am ersten Tag mit einem kleinen Netzanschluss (200 A) und am zweiten Tag vollständig netzunabhängig. Abgesehen von der Inbetriebnahme des Systems durch Tests wurden die Generatoren während der eigentlichen Shows nie eingeschaltet.
Wir versorgten das Konzert mit Strom für 43.000 Fans pro Tag.

Eine Punkband, die seit Jahrzehnten gegen den Strom schwimmt, macht auch beim Thema Energie keine Ausnahme. Was Massive Attack international als Vorbild vorlebt, zeigen Die Toten Hosen nun auf deutschen Bühnen: Stadionkonzerte können emissionsarm sein. Oder, in diesem Fall, vollständig emissionsfrei.
So haben wir es gemacht.

DYNAMISCHE LASTEN MIT HOHEN SPITZEN

Konzerte und Shows haben einzigartige Lastprofile, die Batterien optimal bedienen können. Alles geht gleichzeitig an, aber das ist nicht alles. Die Energie einer Show folgt dem Rhythmus. Hohe Intensität bei Ton und Licht gleichzeitig. Hoch. Niedrig. Hoch. Niedrig. Die Lasten steigen sehr schnell an und haben kurze Spitzen mit einem hohen Crestfaktor. Dies ist besonders wertvoll für Konzertequipment wie Ton-, Licht-, Video- und Show-Steuersysteme, bei denen plötzliche Lastsprünge innerhalb kürzester Zeit auftreten.

Während der Inbetriebnahme wurde das System einem Stresstest mit einer Spitze von 590 kW unterzogen. Die höchste Spitze, die wir während der Shows gemessen haben, betrug lediglich 300 kW, jedoch mit einer extrem schnellen Anstiegszeit. Obwohl dies weit unter der maximalen Leistungsfähigkeit des Aufbaus lag, war die zusätzliche Leistung unerlässlich, um das erforderliche Maß an Redundanz zu gewährleisten.
Eine Batterie hat keine rotierende Masse, sondern ist wechselrichterbasiert, was bedeutet, dass sie deutlich schneller reagieren kann als ein Generator, wenn die Last steigt oder fällt. Ein Generator reagiert in Sekunden; eine Batterie reagiert in Millisekunden. Sie ist damit ideal für dynamische Lasten.

DROOP FÜR STABILE LASTEN UND ERHÖHTE REDUNDANZ

Mithilfe von Wechselrichtern können Greener-Batteriesysteme ein Microgrid bilden, das bedeutet, sie schaffen ein unabhängiges Energiesystem. Die Droop-Regelung über das Greener EMS ermöglicht es mehreren netzbildenden Batteriesystemen, gemeinsam in demselben Microgrid zu arbeiten.
In der Regel gibt es bei einem Aufbau mit mehreren Batterien eine zentrale Steuereinheit, die festlegt, wie die Last auf die Batterien verteilt wird. Bei einem Droop-Aufbau tragen alle sechs Batterien, gemäß den konfigurierten Droop-Einstellungen zur Leistungsabgabe bei, anstatt sich auf einen zentralen Kontrollpunkt zu stützen. Informationen über die Last werden von allen Batteriesystemen gleichmäßig über Frequenz und Spannung des Microgrids geteilt. Fällt ein System aus, wird die Last automatisch neu verteilt, ohne dass ein manuelles Eingreifen erforderlich ist. Droop schafft damit ein selbstregulierendes System, das sehr widerstandsfähig gegenüber Schwankungen und Ausfällen ist. Es automatisiert die Absicherung der Systemkomponenten, die in den Aufbau integriert wurden, um im Fehlerfall ausreichend Energie bereitzustellen.

Wenn die Last zunimmt, sinkt die Frequenz des von den Batteriesystemen gebildeten Microgrids, wodurch diese entladen werden und so die Frequenz des Microgrids wieder auf 50 Hz angehoben wird.
Wenn die Stromnachfrage sinkt, steigt die Microgrid-Frequenz, und jeder Batterie-Wechselrichter verringert seinerseits den Leistungsbeitrag, um die Frequenz auf den Nennwert von 50 Hz zurückzubringen.
Da alle sechs Batteriesysteme dieselbe Microgrid-Frequenz messen, reagieren sie gemeinsam und teilen die Last, ohne dass bei einer Nachfrageänderung ein zentrales Steuersignal erforderlich ist.

Ein Droop-Aufbau sorgt für eine stabile Stromversorgung, selbst wenn sich die angeschlossenen Lasten schnell ändern. Die Batterie-Wechselrichter reagieren gemeinsam und helfen dabei, Frequenz und Spannung des Microgrids aufrechtzuerhalten, während die Nachfrage steigt und fällt.
Droop verbessert die Zuverlässigkeit erheblich und schafft ein selbsttätig arbeitendes Sicherheitssystem.

EINEN NETZANSCHLUSS IN EINEN DROOP-GEREGELTEN AUFBAU INTEGRIEREN

Eine der Anforderungen des Kunden war es, die Shows mit möglichst viel sauberer Energie zu betreiben.
Dies erreichten wir durch die Nutzung des lokal vorhandenen Netzanschlusses. Der vorhandene Netzanschluss war auf 200 A begrenzt. Um einen Netzanschluss in einen droop-geregelten Batteriesystem zu integrieren, das sein eigenes Microgrid bildet, müssen die beiden Netzwerke getrennt bleiben.
Greener Mobile X-Batterien sind mit zwei Wechselrichtern ausgestattet: einem unidirektionalen Wechselrichter mit einem Nennstrom von 125 A und einem bidirektionalen Wechselrichter mit einem Nennstrom von 400 A. Das Greener-Batteriesystem trennt die beiden Netze (öffentliches Netz und Microgrid) mithilfe einer AC–DC–AC-Umwandlung.
Mithilfe des unidirektionalen 125-A-Wechselrichters wird die Wechselstromleistung des Netzes in Gleichstrom umgewandelt. Auf der Gleichstromseite des Batteriesystems wird Energie entweder gespeichert oder zur Versorgung der Last genutzt.
Der bidirektionale netzbildende Wechselrichter wandelt die Gleichstromleistung zurück in Wechselstrom und hält die unabhängige Frequenz und Spannung des Microgrids aufrecht.
Der Microgrid kann das öffentliche Netz als Energiequelle nutzen, während die beiden Systeme vollständig getrennt bleiben.
Die über den 200-A-Netzanschluss verfügbare Energie wurde gleichmäßig auf vier Batteriesysteme über deren unidirektionale Wechselrichter verteilt, wodurch die Abhängigkeit von einem einzelnen Eingangsweg reduziert wurde.
Wäre das öffentliche Netz ausgefallen, hätte das Batteriesystem den Microgrid weiterhin aus gespeicherter Energie versorgen können. Genau das geschah am zweiten Tag. Auf Wunsch des Kunden Mobile Energy, lief vollständig das Konzert am zweiten Tag aus gespeicherter Energie.