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Was ist ein DCmaxx©?

Der DCmaxx© ist ein selbstgeregeltes DC-Microgrid mit einer einfachen Einbindung von DC-Produzenten und DC-Verbrauchern mit dem Nutzen einer höheren Energieeffizienz durch die Reduktion von Wandlungsverlusten.

Der DCmaxx© besteht aus einer einer neuen Photovoltaikanlage, einer Verbindung (DC-Link) zwischen Energieproduzenten und -verbrauchern sowie verschiedenen Wechselrichtern, Spannungswandlern und Frequenzumrichtern.

Vorteile eines DCmaxx©

Maximale PV installieren UND nutzen – teuren AC-Netzausbau vermeiden
Das ist interessant, wenn das PV-Potenzial gross ist, der AC-Netzanschluss aber zu klein und der AC-Netzausbau sehr teuer oder nicht möglich ist.

15% mehr Systemenergieeffizienz
Wandlungsverluste von AC/DC/AC werden reduziert

Bessere Eigenverbrauchsoptimierung
Maximale Verwertung des PV-Stroms auf der AC-Seite UND auf der DC-Seite ergibt maximalen Eigenverbrauch

Hohe Verfügbarkeit durch Inselfähigkeit

  • Unterbrechungsfreie Stromversorgung mit Null Zusatzkosten.
  • Ein DC-Netz mit DC-gekoppeltem Batteriespeicher verhält sich wie eine unterbruchsfreie Stromversorgung.
  • Die Stromversorgung funktioniert im DCmaxx© auch ohne AC-Netz.

Ideal für verteilte Produzenten und Verbraucher
Hervorragend geeignet bei verteilter Photovoltaik auf verschiedenen Dächern, bei verteilten Speichern oder verteilte Verbraucher, die einfach alle mit dem DC-Link verbunden werden.

DC-ZEVs möglich
Entlastung der AC-Infrastruktur bei Erhalt der bestehenden AC-Anbindungen (AC-Netzanschluss bleibt)

Sektorkopplung einfach und bedarfsgerecht realisierbar
Einteilung der Produzenten und Verbraucher in Sektorgruppen für ein effizienteres Management

Modulare zukunftssichere Erweiterbarkeit der Produzenten und Verbraucher
DCmaxx© wächst mit Ihren Bedürfnissen und Anforderungen

Kostenersparnis durch DCmaxx©

Weniger Kupfer

  • 3 Leiter anstatt 5
  • Höhere Spannung
  • DC nutzt den ganzen Leiterquerschnitt (AC nur den äusseren Rand = Skin-Effekt)

Geringere Gesamtprojektkosten pro kWp  und kWh

  • DC/DC-Wandler mit MPPT: kostengünstig und kompakt
  • Halbierung der PV-Strings vom DC/DC-Wandler zum GAK, zwei DC-Kabel vom GAK zum Wechselrichter
  • Nur ein Wechselrichter zum Netz

Bessere Erträge bei Stromverkauf

  • Höhere Stromerträge durch geringere Energieverluste
  • Amortisation des DCmaxx© durch die im Verkaufstarif enthaltenen Kosten
  • Mieter/Verbraucher zahlen weniger für wirklich ökologisch nachhaltigen Strom
  • Win-Win-Situation für Stromerzeuger und Strommieter

Systembaukasten DCmaxx©

DCmaxx© | Netzlösung
DC-Netz mit modularen Komponenten bestehend aus einer neuen PV-Anlage, DC-Link und hocheffizienten Spannungswandlern und Wechselrichtern 

salimax© | DC-Speicherbatterie
DC-gekoppelte Salzbatteriespeicher ab 100 kWh Speicherkapazität – ausbaubar bis auf 1.4 MWh

DC-Integration
Anbindung von handelsüblichen DC-fähigen Verbrauchern wie Wärmepumpen, eLadestationen, Elektrolyseure usw. 

 

Leistungsfähiger DC-Link
Kabelverbindung zwischen DC-Produzenten und DC-Verbrauchern (frei konfigurierbar zwischen 550 VDC-900 VDC)

Neue Photovoltaikanlage mit MPPT
mit einer Leistung von 100 kWp bis über 1 MWp

Hocheffiziente DC/DC-Wandler
(η = 98% bis 99%) von der Photovoltaikanlage zum DC-Link

Uni- oder bidirektionale DC/AC-Wechselrichter
Anbindung über Wechselrichter an das AC-Netz für Export und Import von AC-Strom mit der entsprechend bestehenden AC-Anschlussleistung

 

Ökologische Salzbatteriespeicher salimax©
Salzbatteriespeicher mit eingebauten DC/DC-Wandler (on board) zur Eigenverbrauchsoptimierung, Pufferung von Energie oder für Peak Shaving

 

Integration diverser DC-Verbraucher

  • DC/DC-(Schnell)Ladestationen für eFahrzeuge
  • Elektromotoren über Frequenzumrichter (Wärmepumpen, CNC-Maschinen etc.)
  • Beleuchtungssysteme über DC/DC-Wandler
  • H2 über DC/DC-Wandler
  • u.v.m.

DC-Microgrid-Steuerung
Bei komplexeren Installationen mit mehreren DC-Produzenten und nicht steuerbaren DC-Verbrauchern (z.B. Frequenzumrichter) werden die Wechselrichter zum Netz oder zum Batteriespeicher angepasst gesteuert.

Leistungsangebot innovenergy

Engineering

Beratung, Konzeption und Planung von DC-Netz-Projekten
Darstellung der Machbarkeiten und der Umsetzung

Systemkomponenten

Auswahl und Beschaffung der individuell auf die Bedürfnisse des DC-Netzes zugeschnittenen Komponenten

Projektleitung

Organisation und Umsetzungsleitung des ausgewählten DC-Netz-Konzeptes durch alle Projektphasen

Überzeugen Sie sich selbst im direkten Gespräch mit uns.
Max Ursin: +41 33 552 10 11

DC-ZEV mit DCmaxx©

Stellen Sie sich vor, Ihr Nachbar hat das grosse Dach mit Südlage und einer Photovoltaikanlage, die viel mehr produziert, als dieser verbrauchen kann. Ein gemeinsamer Batteriespeicher puffert den Überschuss und beide können davon profitieren. Vielleicht hat der nächste Nachbar auch noch eine Solaranlage und weitere Nachbarn keine. Selbstverständlich möchte das eFahrzeug nicht vom teuren Netzstrom, sondern vom eigenen Solarstrom gespeist werden. Mit einem kleinen DC-Microgrid kann alles zusammengeschlossen werden und Sie bilden einfach eine neue Energiegemeinschaft (ZEV) und werden Ihr eigener Herr Ihres Stroms. Natürlich vorausgesetzt, Sie mögen Ihren Nachbarn und die bisherigen gemeinsamen Grillpartys haben gut geklappt.

Sie sind Mehrfamiliehausbesitzer mit viel Dachfläche für eine Photovoltaikanlage und Sie werden nicht nur Stromproduzent, sondern verkaufen diesen gleich mit an Ihre Mieter. Eine Strasse weiter ist der Supermarkt fürs ganze Areal. Sie schliessen sich mit ihm zusammen. Die umliegenden Häuser und Gewerbeflächen sind noch wenig mit PV belegt. Auch hier stellt ein gemeinsamer Salzbatteriespeicher die Energie allen zur rechten Zeit zur Verfügung – energieeffizient über ein kleines DC-Netz. Nicht nur Sie profitieren vom Verkauf Ihres Stroms, sondern auch die Mieter von günstigeren Stromkosten und der Unabhängigkeit von Stromausfällen. 

Mit DC-ZEV zum Stromanbieter für Mieter/Nachbarn werden:

  • Bei mehreren Dächern eines Areals die kostengünstigsten Dächer mit PV-belegen
  • Den PV-Strom über einen DC-Link zu den verschiedenen Verbrauchern führen und lokal in bedarfsgerechten Wechselstrom umwandeln
  • Speicher-Sharing durch einen zentraler Salzbatteriespeicher für die DC-ZEV (günstigere CHF/kWh)
  • DCmaxx© ist ein Netz in Privatbesitz (keinem AC-Netz-Monopol unterstellt); die AC-Netzanschlüsse der verschiedenen Gebäude bleiben bestehen
  • Höhere Ausfallsicherheit durch dezentrales inselfähiges DC-Microgrid

Mehr Autonomie und Autarkie sowie Unabhängigkeit vom EVU:

  • Eigene Tarifmodelle wie z.B. eine Flatrate (bei AC-Netzen nicht erlaubt) werden umsetzbar, weil DC-Netze keinem Regulator unterworfen sind.
  • Kein Netzbetreiber oder Elektrizitätswerk als Zwischenhändler, die höheren Renditen können eingestrichen oder auf die Mieter weitergegeben werden
  • Einsparung der EVU-Zählermieten
  • Der eigene Herr und Meister bleiben! Befreiung von der „verpflichtenden Direktvermarktung“ bei grossen PV-Anlagen möglich.

DC-Arealnetze mit DCmaxx©

Sie planen mehrere Dachflächen oder eine grössere Überbauung eines grossen Areals mit Photovoltaik zu belegen. Sie rechnen damit, viel überschüssige Energie zu produzieren. Aber Sie möchten nach Eigenbedarf den Strom nicht unwirtschaftlich ins Netz speisen. Vielleicht reicht auch die Netzanschlussleistung nicht aus und ein Netzausbau stünde an. Das ist einer der Gründe, warum Sie über eine grössere Speicherlösung nachdenken. Das Areal ist noch jung und wird in den nächsten Jahren stetig wachsen. Die Auflagen zur Energiewende werden immer strenger. Was wäre mit einem effizienten DC-Netz, das Stück für Stück mit seinen Produzenten und Verbrauchern mitwachsen kann?

Kleinere Areale wie der Supermarkt nebenan könnte sich mit dem Gewerbebetrieb um die Ecke verbinden. Scheunen und Ställe der naheliegenden Landwirtschaft bieten ausreichend Fläche für grosse Photovoltaikanlagen. Über einen DC-Link kann das gesamte Umfeld davon profitieren. Moderne Wohnquartiere werden in den nächsten Jahren stark auf Energieeffizienz ausgerichtet. Es gibt viele Gründe und viele Möglichkeiten für ein DCmaxx©-Microgrid .

  • Höhere Energieeffizienz innerhalb eines Areals durch DC-Netz
  • Zusammenschluss verschiedener Gebäude, Flächen und Sektoren in ein eigenständiges unabhängige DC-Stromnetz
  • Bessere Ausnutzung der (z.T. verteilten) Arealflächen durch z.B. grössere oder mehrere PV-Anlagen
  • Erweiterung des eigenen Areals durch eine ZEV: Integration von gewerblicher Nutzung benachbarter Betriebe ins eigene Wohnareal ODER Integration von privater Nutzung benachbarter Wohngebäude ins eigene Gewerbeareal
  • Hohe Autonomie und Autarkie durch Inselfähigkeit

Sektorkopplung mit DCmaxx©

Traditionelle Sektoren sind Elektrizität, Wärmeversorgung oder Kühlung, Verkehr und Industrie. Meistens wurden diese unabhängig voneinander betrachtet. Die Sektorkopplung ist die Vernetzung dieser klassischen oder neuen Sektoren innerhalb der Energiewirtschaft sowie der Industrie. Die Idee hinter diesem Konzept ist, die nur auf Einzelsektoren zugeschnittenen Lösungsansätze hinter sich zu lassen und hin zu einer ganzheitlichen Betrachtung aller Sektoren zu kommen, die ein besseres und günstigeres Gesamtsystem ermöglicht. Eine intelligente Sektorkopplung kann mit Hilfe energieeffizienter Technologien wie Wärmepumpen oder eFahrzeuge eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs bewirken. Zudem schafft die Sektorenkopplung die Schwankungen der Erneuerbaren Energien wie Windenergie und Solarenergie auszugleichen. Gleichzeitig steigt durch die Sektorenkopplung die Energiesicherheit. Gerade weil die Sektorenkopplung Synergieeffekte bei der Integration von hohen Anteilen Erneuerbarer Energien ermöglicht, wird sie als Schlüsselkonzept bei der Energiewende und dem Aufbau von Energiesystemen mit 100% Erneuerbaren Energien betrachtet. Es besteht ein weitgehender Konsens, dass die Sektorenkopplung notwendig ist, um die Energiewende umzusetzen und die Klimaschutzziele zu erfüllen.

Beispiele verschiedener Sektorkopplungen:

Sektor Strom
DC-gekoppelte stationäre Salzbatteriespeicher
DC-gekoppelte (bidirektionale) Elektrofahrzeuge

Sektor HKL
Wärme- und Kältemaschinen, Lüftungssysteme über Frequenzumrichter ab DC-Link

Sektor Mobilität
DC/DC-Ladestationen für Elektrofahrzeuge ab DC-Link

Sektor Power-to-Gas
DC/DC-Wandler für Elektrolyseure und Brennstoffzellen

Weitere Sektoren
Sinnvollerweise können auch andere Sektoren je nach Bedarf erzeugt werden

DC-Notstromversorgung mit DCmaxx©

Die Vorstellung, dass während einer Operation der Strom ausfällt, gehört heute wohl in ein Horrorszenario der Vergangenheit. Ein Raunen des Entsetzens würde durch die Bevölkerung gehen, gäbe es einen Stromausfall in den Schaltzentralen der Telekommunikation oder den Serverlandschaften unseres Internets – unsere ganze Wirtschaft würde mal kurz lahmgelegt. Weniger direkt betroffen wären wir durch einen Stromausfall von Kühlhäusern oder wärmesensiblen Tierfarmen. Doch für die Betroffenen ist das eine Katastrophe. Daher gibt es USV-Anlagen, also unterbrechungsfreie Notstromversorgungen, die sich sofort bei Stromausfall einschalten und alles weiterbetreiben, als wäre nichts gewesen. Solche Anlagen sind teuer. Teuer deshalb, weil sie nur für den Notfall rumstehen, regelmässig gewartet werden, in der Hoffnung nie gebraucht zu werden. Die Kombination aus Photovoltaikanlage und Speicher kann in einem inseltauglichen DC-Netz zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Eigenverbrauch UND Notstrom. Ein Teil des Speicher wird für den Notfall reserviert, der andere Teil für den Eigenbedarf. So kann sich die Notstromanlage, bzw. der Teil, der als solches reserviert wurde, amortisieren.

Strom- UND Notstromversorgung für …

  • Data-Center und Schaltzentralen
  • Krankenhäuser und Pflegeheime
  • Kühlhäuser und -lager
  • Biogasanlagen und Pumpstationen
  • Geflügel- und Tierfarmen
  • Beleuchtungssysteme und Liftanlagen
  • Alarm- und Schliesssysteme
  • u.v.m.

USV-Anlagen mit PV-Anlagen und Speicher kombinierbar:

  • Ein Teil des Speichers ist für Netzausfall reserviert (USV)
  • Ein anderer Teil für die Eigenbedarfsoptimierung
  • USV amortisiert sich über die Eigenbedarfsoptimierung
  • USV mit seichten Zyklen haben eine extrem lange Lebensdauer (20 Jahre)

Supermärkte und Gewerbebetriebe mit DCmaxx©

Grosse Dachflächen auf dem Supermarkt oder einer Gewerbehalle sorgen für ausreichend Strom aus der Photovoltaik-Anlage. Und es kann ohne Bewilligungs- oder Netzanschlussprobleme das gesamte PV-Potenzial ausgeschöpft werden. Denn die internen Verbraucher innerhalb eines DC-Links regeln sich selbst. Der Nachtverbrauch benötigt entsprechend grosse Batteriespeicher, denn Kühl- und Wärmeanlagen oder Maschinen der Nachtschicht wollen, auch wenn es dunkel ist, versorgt sein.

Ein Teil der Batteriekapazität wird für den Notfall "Stromausfall" reserviert. Ein zusätzlicher Notstromgenerator kann integriert werden und sorgt dafür, dass auch bei längerem Stromausfall nichts in den Kühlkammern auftaut und der Betrieb ganz normal weiterlaufen kann. Je nach Anwendung können Endgeräte über DC/DC-Wandler, Wechselrichter oder Frequenzumrichter am DC-Link betrieben werden.

  • Sinnvolle Sektorkupplung möglich
  • Notstromversorgung über DC-Link
  • Zusätzlicher Notstromgenerator integrierbar
  • DC-Link frei auf die betrieblichen Erfordernisse konfigurierbar (550-900 VDC)
  • Unterbrechungsfreie Versorgung sensibler Geräte wie Server, Kühlkammern etc.
  • Vermeidung des AC-Netzausbaus bei hohem PV-Potenzial
  • Volle PV-Nutzung möglich 

Landwirtschaftliche Betriebe mit DCmaxx©

Treibhäuser brauchen viel Licht, Wärme und Feuchtigkeit. Die Legebatterie braucht Wärme und die Hühnerzucht braucht dringend Ventilation. Die Ferkelaufzucht benötigt Infrarotlampen, die Fischzucht Becken auf stets derselben Temperatur. Der Milchbauer ist auf die Melkmaschine und die Milchkühlung angewiesen. Die Käserei braucht monatelang dieselbe konstante Temperatur und Feuchte. Die Abhängigkeit von öffentlichen Stromnetz ist nicht nur existenziell, sondern auch teuer. Dabei könnten fast alle solche Betriebe mit ihren grossen Dachflächen und einer entsprechenden Photovoltaik-Anlage sich selbst versorgen. Oder zumindest ihre Stromrechnung enorm reduzieren. Ein energieeffizientes DC-Microgrid mit ökologischen Salzbatteriespeichern sowie einer voll ausnutzbaren PV-Anlage sind eine Möglichkeit Leistungsspitzen kostengünstig abzufedern. Eine volle Autonomie sowie eine höhere Autarkie sind nur die Nebeneffekte zur Eigenverbrauchsoptimierung, zur Stromsicherheit durch USV und zur Stromkostenreduktion. Der vorhandene Dieselgenerator wird zum vergangenen Relikt ohne täglich die Luft zu verpesten – ganz zum Wohle unserer Umwelt. Er ist das Backup für wirklich langfristige Notfälle. 

Einsatzgebiete

  • Zuchtbetriebe 
    • Hühnerfarmen und Legebatterien
    • Schweine- und Ferkelaufzucht
    • Fischzuchten
  • Zoologische Gärten, Terrarien, Aquarien, Zoohandlungen
  • Gärtnereien und Pflanzenaufzucht
  • Milchbetriebe und Käsereien
  • Schlachtereien und Grossmetzgereien
  • u.a.

Anwendungen

  • Trocknungsanlagen
  • Bewässerungs- und Befeuchtungsanlagen
  • Ventilationen
  • Reinigungsanlagen
  • Beleuchtungssysteme
  • Kühlanlagen
  • Heiz- und Bewärmungsanlagen
  • u.v.m.

Capacity firming mit DCmaxx©

Der Alptraum für Energieversorger: Wie kann man den Verbrauch der Konsumenten und die Produktion der unzuverlässigen Erneuerbarer Energien in Einklang bringen?

Der Mensch braucht ständig Energie und das zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich viel. Die Erneuerbare Energie ist genauso unregelmässig, nur leider oft zu anderen Zeiten als Energie verbraucht wird. Die Lösung sind grosse Pufferspeicher, um Überschüsse zu Speichern und diese dann bei hohen Lasten wieder freigeben zu können. Mit einer sauberen Speicherlösung mit DCmaxx© und salimax© kann der Energieversorger sich ruhig zurücklehnen und entspannen. 

  • Aus unregelmässiger Erneuerbarer Energie eine berechenbare Energieproduktion machen (notwendig für den Ersatz der fossilen Energieträger)
  • Ausgleich von Produktions-Leistungsspitzen und Verbrauchs-Leistungsspitzen (netzfreundliches Peak Shaving)
    • Ausgeglichenere AC-Netzeinspeisung von PV-Anlagen
    • Einsatzsteuerung des AC-Netzwechselrichters durch EVU möglich: z.B. für Energiebezug aus den Speichern bei AC-Spitzenlasten am Abend („duck curve“: hoher AC-Verbrauch aber wenig PV-Produktion)

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