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Lösungen für die Energiewirtschaft

Energiewirtschaft

Energieerzeugung und Netzverteilung bilden das lebenswichtige Rückgrat der modernen Industriegesellschaft. Von thermischer und Wasserkraft über neue Energien und integrierte Kraftwerke bis hin zu Netzregelung und Energieumwandlungsprozessen – jedes Glied ist auf effiziente, stabile und intelligent gesteuerte elektrische Systeme angewiesen.

In verschiedenen Energieanwendungen – darunter die Optimierung traditioneller thermischer Kraftwerke, die Wasserstoffproduktion und Stromerzeugung, Dampfturbinen-Kombikraftwerke, die Abwärmenutzung zur Stromerzeugung und Müllverbrennungsanlagen – ist die Gewährleistung einer stabilen Generatorleistung, die Ermöglichung eines energieeffizienten Betriebs von Pumpen und Ventilatoren, die zuverlässige Stromversorgung kritischer Umwelt- und Prozesssysteme sowie die Sicherung des Start-Stopps großer Hilfsgeräte von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der Gesamtanlageneffizienz, die Gewährleistung der Netzstabilität und die Förderung des Übergangs zu saubereren Energiestrukturen.

Mit umfassender Expertise im Bereich Energiesysteme liefern wir zentrale Lösungen für elektrische Energieversorgung und Steuerungstechnik:

Erregergeräte und Frequenzumrichter
Die leistungsstarke Erregerregelung für Synchrongeneratoren, einschließlich Dampfturbinen- und Kombikraftwerken, gewährleistet Netzspannungs- und Blindleistungsstabilität. Sie ermöglicht die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz für Hochspannungsmotoren wie Kesselspeisepumpen, Umwälzpumpen, Saugzugventilatoren, Abwärmeventilatoren und Rauchgasreinigungsventilatoren in Müllverbrennungsanlagen – wodurch der Hilfsenergieverbrauch deutlich reduziert und gleichzeitig die Betriebsflexibilität und Energieeffizienz erhöht werden.

Hochspannungs-Steuernetzteile und Spannungsregelungsgeräte
Bereitstellung stabiler, regelbarer Wechsel-/Gleichstromversorgung für Elektrofilter, Entschwefelungs- und Denitrifikationsanlagen, elektrische Heizungen, elektrolytische Wasserstoffproduktion und Hilfsprozesse in Abfallverwertungsanlagen. Gewährleistung des effizienten Betriebs von Umweltsystemen und präziser Temperaturregelung – zur Unterstützung sauberer Produktion, Wasserstofferzeugung und integrierter Multienergie-Betriebe.

Hochspannungs-Halbleiter-Sanftanlaufgeräte
Ermöglicht den reibungslosen Anlauf von Hochspannungsanlagen, darunter große Luftkompressoren, Kohlemühlen, Umwälzpumpen, Speisepumpen für Abhitzekessel und Abfallgreiferkranmotoren. Unterdrückt effektiv den Einschaltstrom, minimiert Störungen im Kraftwerksnetz, verlängert die Lebensdauer der Anlagen und gewährleistet eine kontinuierliche Produktion.

Motorvorspülsysteme und Motorhilfsaggregate
Gewährleisten Sie einen sicheren Anlaufschutz und eine zuverlässige Steuerung für Gasturbinen, Dieselgeneratoren, Motoren in Wasserstoffumgebungen und Anlagen in Null-Bereichen von Müllverbrennungsanlagen. Verbessern Sie die Schwarzstartfähigkeit und die Betriebssicherheit in kritischen Prozessen, die für den Einsatz in anspruchsvollen, multiszenarioartigen Umgebungen ausgelegt sind.

Wir liefern mehr als nur professionelle Ausrüstung – wir bieten ein integriertes Wertesystem, das auf fundierter Energieexpertise basiert und sich auf zuverlässige Stromversorgung, intelligente Regelung und effizienten Betrieb konzentriert. Gestützt auf ein stabiles, leistungsstarkes elektrisches Kernnetz unterstützen wir Sie dabei, die Erzeugungseffizienz zu steigern, die Netzanpassungsfähigkeit zu verbessern und die Systemsicherheit zu gewährleisten – gemeinsam gestalten wir eine sauberere, effizientere, flexiblere und intelligentere Energiezukunft.

Aktuelle Situation

Laut IEA-Daten wird bis 2030 mehr als die Hälfte des weltweiten Stroms aus kohlenstoffarmen Quellen stammen. Erneuerbare Energien – allen voran Solar-, Wind- und Wasserkraft – werden zusammen mit der Kernenergie den gesamten zusätzlichen globalen Strombedarf decken.

Vereinigte Staaten: Wachstum im verarbeitenden Gewerbe (z. B. neue große Produktionskapazitäten aus der Halbleiterproduktion) und Elektrifizierung von Heizung und Transport.

Indien: Der Strombedarf steigt jährlich um beachtliche 6,3 %.

Europäische Union: Neues Wachstum wird durch die Einführung von gewerblichen Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen angetrieben, wobei auch Rechenzentren trotz hoher Energiepreise und wirtschaftlicher Abschwächung zum Wachstum beitragen.

Entwicklungsländer: Dies entspricht einem Anteil von 85 % am gesamten neuen globalen Strombedarf, wobei allein China 54 % zu diesem Gesamtbetrag beiträgt.

Wasserkraft und regelbare Wärmekraftwerke werden auch weiterhin eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Netzstabilität spielen.

Herausforderungen

Veränderungen der globalen Landschaft

KI und Rechenzentren

Richtlinien internationaler Organisationen und verschiedener Länder

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Ziele der Energiekunden

Szenario: Solarstromerzeugung

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Turmförmiges thermisches Solarkraftwerk mit Salzschmelze

Umwandlungseffizienz: Rund 30 %
Hohe Kosten, aber hohe Effizienz; ermöglicht die Umwandlung von Strom in Wärmeenergie
Speicherung durch elektrische Heizung

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Solares Photovoltaik-Stromerzeugungssystem

Umwandlungseffizienz: Etwa 15–20 %
Kostengünstige, aber hocheffiziente neue Materialtechnologien müssen erst noch entwickelt werden.

Technologischer Fortschritt (2024):
Die Kombination von Perowskit- und Silizium-Solarzellen hat einen photoelektrischen Wirkungsgrad von 33,9 % erreicht.
Der Umwandlungsgrad von Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon)-Zellen hat ebenfalls 26-28% erreicht.

Szenario: Mechanische Energieerzeugung

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Wärmekraftwerke

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Kernenergieerzeugung

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Wasserkrafterzeugung

Ähnlichkeit des Prozesses:

1. Dampfturbinen, Wasserturbinen oder Verbrennungsmotoren treiben den Generatorrotor an, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.

2. Die Generatorsysteme sind ähnlich.

Szenario: Abwärmestromerzeugung

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Verteilung industrieller Abwärmeressourcen

Industrie

Abwärmequellen

Anteil des Kraftstoffverbrauchs

Metallurgie

Stahlwalzöfen, Wärmeöfen, Siemens-Martin-Öfen, Konverter, Hochöfen, Röstöfen usw.

Über 33 %

Chemische

Reaktionswärme (z. B. fühlbare Wärme aus der Gaserzeugung, Shiftgas, Synthesegas); Verbrennungswärme (z. B. Brennstoffwärme aus Rußabgasen, Acetylen)

Über 15 %

Baustoffe

Hochtemperatur-Rauchgas, Ofenkopfkühlung, Hochtemperaturprodukte usw.

Ungefähr 40 %

Glas

Glasöfen, Emailbrennöfen, Tiegelöfen usw.

Ungefähr 20 %

Papierherstellung

Trockner, Faulbehälter, Abgase, Schwarzlauge usw.

Ungefähr 15 %

Textil

Trocknungsmaschinen, Kalibriermaschinen, Siedeöfen usw.

Ungefähr 15 %

Maschinen

Schmiedeöfen, Kupolöfen, Wärmebehandlungsöfen, Abgase von Drucklufthämmern usw.

Ungefähr 15 %

Fallbeispiel: Müllverbrennung – Elektrische Hilfseinrichtungen für die Abwärmenutzung und Abwasserbehandlung zum Umweltschutz

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Szenario: Windenergieerzeugung

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Direktantriebsgeneratoren werden anhand der Erregungsart in zwei Kategorien eingeteilt:
Elektrisch erregte Synchrongeneratoren (EESG)
Permanentmagnet-Synchrongeneratoren (PMSG)

PMSG ist die gängigste Methode.
Aufgrund der Unbeständigkeit erneuerbarer Energien werden bei diesem Ansatz häufig Energiespeichersysteme eingesetzt.
Integrierte Designs finden zunehmend Anwendung in Projekten mit geringerem Energieverbrauch.
Clusterkonfigurationen betonen einheitliches Management und die Interaktion im Netzwerk.

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Doppelt gespeiste Induktionsgeneratoren (DFIGs) weisen eine geringe Fähigkeit zum Durchfahren von Unterspannungen (LVRT) auf. Bei Spannungsschwankungen schalten sie sich nach Schutzauslösungen häufig nicht automatisch wieder ein. Die meisten Netzabschaltungen in chinesischen Windparks betreffen DFIG-basierte Systeme.
Das Getriebe ist eine der Hauptausfallursachen des Geräts.
Die Rotoranschlussklemmen, Schleifringe und Kohlebürsten stellen die drei wichtigsten Fehlerstellen im Generator dar.

Konfiguration – Windenergieerzeugung (Betrieb als ergänzende und Backup-Stromquelle)

Batteriespeicher: Die gängigste Lösung umfasst Lithium-Ionen- und Bleiakkumulatoren. Sie ermöglichen schnelles Laden und Entladen, nehmen überschüssige Energie auf und geben sie bei Produktionsengpässen wieder ab, um die Leistungsabgabe zu glätten und die Frequenz zu stabilisieren.

Superkondensator-/Schwungradspeicher: Ideal für den Umgang mit schnellen, kurzfristigen Stromschwankungen und die Bereitstellung sofortiger Stromversorgungsunterstützung.

Druckluft-Energiespeicher (CAES): Wird für die Langzeitspeicherung großer Datenmengen verwendet, ist jedoch bei kleineren Anwendungen weniger verbreitet.

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Konfiguration – Windenergieerzeugung (Cluster-Stromerzeugungsmodus)

Verteilte Einheiten:
Abholleitungen
Sammelstation/Stufe
Umspannwerk
Einheitlicher Kopplungspunkt (PCC)

Energiespeicherung:
Netzbildende Steuerungsfähigkeit
Zentrale Energiespeicherung
Dezentrale Energiespeicherung

Zusätzliche Managementfunktionen erforderlich:
1. Energiespeichermanagement (einschließlich Batteriemanagement)
2. Nachfrageseitiges Management
3. Mikronetzmanagement (Koordinierung von Frequenz, Spannung, Energieoptimierung verteilter Energiequellen usw.)
4. Systemrisikokontrolle: Fehlerlokalisierung, Risikobewertung

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