Einführung
Moderne Infrastrukturen sind in hohem Maße auf Fernsteuerungsschränke angewiesen. Man findet sie entlang von Pipelines, neben Eisenbahnsignalen oder in Solar- und Bewässerungssystemen. Diese Schaltschränke fungieren als betriebliche Nervenzentren - sie verwalten die Automatisierung, sammeln Daten, ermöglichen die Kommunikation und verteilen auch die Energie.
Doch raue und abgelegene Umgebungen stellen diese Systeme oft vor Herausforderungen. Die Stromversorgung kann ausfallen oder nicht vorhanden sein, Technikerbesuche sind zeitaufwändig und kosten Geld, und Stromausfälle können das System komplett lahmlegen.
Unter diesen anspruchsvollen Bedingungen sollten Sie also eine zuverlässige und wartungsfreie Notstromversorgung verwenden. Natrium-Ionen-Batterien erfüllen diesen Bedarf mehr und mehr. Sie bieten chemische Sicherheit, lange Lebensdauer, starke Leistung in rauen Umgebungen und intelligente Diagnosefunktionen - Eigenschaften, mit denen ältere Batterietypen oft nicht mithalten können.
12v 100ah Natrium-Ionen-Akku
Was sind Fernbedienungsschränke und wo werden sie eingesetzt?
Fernsteuerungsschränke - manchmal auch Remote Terminal Units (RTUs) oder Edge Enclosures genannt - sind robuste und wetterfeste Gehäuse, die Automatisierungs-, Kommunikations- und Stromversorgungsgeräte an unbeaufsichtigten Standorten schützen. Sie bilden das Rückgrat vieler Infrastrukturen, indem sie Echtzeitsteuerung und die Verbindung mit zentralen Systemen ermöglichen.
Zu diesen Einheiten gehören häufig SPS, RTUs, Modems, Sensoren, Überspannungsschutzgeräte und Backup-Batterien. Konstrukteure sollten sie für raues Wetter, variable Lasten und lange Wartungsintervalle planen.
Branchenspezifische Anwendungen und technische Belastungsprofile
1. Öl- und Gaspipelines
- Typische Ausrüstung: RTUs werden an Durchfluss- und Drucksensoren, Ventilantriebe, Modems und Ableiter angeschlossen.
- Elektrische Belastung: Die Dauerbelastung beträgt 15-25 Watt; Spitzenwerte erreichen bis zu 40 Watt, wenn Ventile betätigt oder Daten gesendet werden.
- Umweltbedingungen: Außenaufstellungen sind mit Staub, Regen, Korrosion und Temperaturen von -20°C bis +50°C konfrontiert.
- Operative Herausforderungen: Es kann sein, dass Sie monatelang nicht arbeiten; die Batterien müssen bei geringer Sonneneinstrahlung mehr als 72 Stunden Autonomie bieten.
- Batterieanforderungen: Sie bieten eine konstante Spannung, Ferndiagnose und eine lange Lebensdauer, um den Austausch von Geräten zu reduzieren.
2. Schaltschränke für Eisenbahnsignale und Weichen
- Typische Ausrüstung: Steuerungen, Motortreiber, Repeater.
- Elektrische Belastung: Etwa 10 Watt Basisleistung, aber Stromstöße über 50 Ampere treten auf, wenn Schalter aktiviert werden.
- Umweltbedingungen: Die Standorte am Gleis sind hohen Temperaturen, Staub und Vibrationen ausgesetzt.
- Operative Herausforderungen: Stromunterbrechungen sind nicht akzeptabel. Die Batterien müssen mit Kälteimpulsen umgehen können.
- Batterieanforderungen: Hohe Entladungsrate, Betrieb bei extremen Temperaturen und kein Ausbleichen bei Kälte.
3. Wasser- und Abwasserversorgung
- Typische Ausrüstung: SCADA-Einheiten, Pumpenrelais, Füllstandssensoren und Funkgeräte.
- Elektrische Belastung: 10-30 Watt, die sich während der Pumpzyklen ändern.
- Umweltbedingungen: Manchmal in geschlossenen Räumen, aber mit Feuchtigkeit und sogar Überschwemmungsgefahr.
- Operative Herausforderungen: Die Geräte sollten auch bei Stromausfällen funktionieren und gegen Feuchtigkeit resistent sein.
- Batterieanforderungen: Sie müssen der Schutzart IP66 oder besser entsprechen, eine lange Laufzeit haben und eine chemische Zusammensetzung aufweisen, die sich bei Nässe nicht abbaut.
4. Landwirtschaft - Automatisierungsschränke für Bewässerung und Düngemittel
- Typische Ausrüstung: Bodensensoren, Telemetriegeräte, PLCs, Pumpenstarter.
- Elektrische Belastung: Die meisten verbrauchen 5-15 Watt; Pumpen verursachen Überspannung.
- Umweltbedingungen: Abgelegene Felder mit Hitze, Staub und netzunabhängigen Standorten.
- Operative Herausforderungen: Bei seltener Wartung ist Zuverlässigkeit ein Muss.
- Batterieanforderungen: Sie vertragen hohe Hitze und Tiefentladung und können aus der Ferne überwacht werden.
5. Mikronetze für erneuerbare Energien und Edge-Inverter-Schränke
- Typische Ausrüstung: Wechselrichter-Steuerungen, Gateways, BMS-Schnittstellen.
- Elektrische Belastung: Die Belastung variiert; Steuergeräte verbrauchen etwa 10-30 Watt.
- Umweltbedingungen: Exponierte Dächer oder Böden mit Sonneneinstrahlung und großen Temperaturschwankungen.
- Operative Herausforderungen: Die Stromqualität sollte gleichmäßig sein, die Integration reibungslos und ohne häufige Besuche vor Ort.
- Batterieanforderungen: Sie müssen chemisch sicher sein, Echtzeit-Diagnosen bieten und nahtlos gesichert werden.
Diese Aufschlüsselung zeigt deutlich, wie unterschiedlich die Anwendungen von Schaltschränken sind - und warum Sie die Batterielösungen auf diese hohen Anforderungen abstimmen sollten.
Warum herkömmliche Batteriesysteme nicht ausreichen
Viele Jahre lang haben die Teams Blei- und Lithium-Ionen-Batterien in diesen Schränken verwendet. Doch nun zeigen diese Lösungen ihre Schwächen:
- Hoher Wartungsaufwand: Sie müssen Wasser nachfüllen, die Klemmen reinigen und sie ständig kontrollieren. Auch Lithium-Ionen-Systeme brauchen eine Diagnose.
- Kämpfe für die Umwelt: Extreme Hitze oder Kälte verringern die Leistung. NMC-Lithium-Ionen-Akkus verlieren bei Frost oft an Kapazität.
- Keine integrierte Überwachung: Ausfälle kommen unerwartet, weil keine Fernsicht besteht.
- Sicherheitsaspekte: Bei Lithium-Ionen-Batterien besteht die Gefahr von Bränden und thermischem Durchgehen. In abgelegenen Gebieten ist das ein großes Problem.
Diese Einschränkungen bedeuten mehr Kosten, zu viel Wartungsaufwand und Ausfälle, die Sie sich nicht leisten können.
Der Natrium-Ionen-Vorteil: Speziell für die Zuverlässigkeit an den Rändern konstruiert
Natrium-Ionen-Batterien lösen diese Probleme. Sie bieten langfristige Zuverlässigkeit für die Notstromversorgung am Standort.
1. Überlegene Sicherheit und Stabilität
Sie verwenden nicht brennbare Elektrolyte und stabile Komponenten wie Hartkohle und Preußischweiß. Dadurch bleibt das Brandrisiko sehr gering - selbst dort, wo Waldbrände entstehen können.
2. Wartungsfreie Langlebigkeit
Sie müssen nicht gewässert, ausgeglichen oder gekühlt werden. Natrium-Ionen-Batterien bieten mehr als 4.000 Zyklen mit geringem Abbau. Das entspricht einer Lebensdauer von 8-10 Jahren im Feld und großen Kosteneinsparungen.
Bei -20 °C behalten sie immer noch eine Kapazität von über 90%. Im Vergleich zu einigen Lithium-Chemien funktionieren Natrium-Ionen-Batterien unter kalten Bedingungen besser.
4. Integrierte intelligente Batteriemanagementsysteme
Moderne Natrium-Ionen-Packs umfassen BMS mit RS485, CAN und Modbus. Damit können Sie aus der Ferne überwachen, Probleme erkennen und eine Verbindung zu SCADA/PLC für eine vorausschauende Reparatur herstellen.
Entwurf eines Zero-Touch-Backup-Stromversorgungssystems: Drei Grundprinzipien
Um ein Sicherungssystem aufzubauen, das nicht viel Handarbeit erfordert, sollten Sie diese drei Grundsätze beachten:
Prinzip 1: Selbstversorger
Nutzen Sie Solarenergie oder erneuerbare Energien, um das System ständig aufzuladen. So können die Systeme auch an bewölkten Tagen wochenlang laufen.
Grundsatz 2: Selbstschutz
Sie fügen Überspannungs-, Kurzschluss- und andere Schutzvorrichtungen hinzu. Das BMS verwaltet diese Schutzmaßnahmen automatisch.
Grundsatz 3: Selbstdiagnose
Das System muss Ihnen seinen Status, seine Fehler und seinen Zustand mitteilen, ohne dass jemand zu Besuch kommt. Dies ermöglicht vorausschauende Reparaturen.
Empfohlene Konfiguration für Fernbedienungsschränke
| Komponente | Spezifikation | Vorteile |
|---|
| Batterie | 12V 100Ah Natrium-Ion | Sicher, kompakt, langlebig |
| Gehege | Schutzart IP65 oder NEMA 4X | Staubdicht und wettergeschützt |
| Kommunikation | RS485 / CAN (Modbus) | Reibungslose Integration in Kontrollsysteme |
| Betriebstemperatur | -40°C bis +70°C | Für die meisten Standorte geeignet |
| Montage | Boden oder schrankintern | Passt zu Standard-Schrankgrundrissen |
Sie können auch maßgeschneiderte Lösungen für die Anforderungen Ihres Projekts anfordern.
FAQ
Q1: Wie hoch sind die typische Lebensdauer und die Zyklen von Natrium-Ionen-Batterien?
A: In der Regel erreichen Sie eine Nutzungsdauer von 8-10 Jahren und 4.000+ volle Zyklen bei gleichbleibender Kapazität.
F2: Können diese Batterien mit bestehenden SCADA- und SPS-Systemen zusammenarbeiten?
A: Ja, das BMS unterstützt Modbus, CAN und RS485 und lässt sich problemlos in Ihre Plattform einbinden.
F3: Sind die Gesamtkosten besser als bei Lithium- oder Bleiakkumulatoren?
A: Sie zahlen im Voraus etwas mehr, aber die lange Lebensdauer und der geringere Wartungsaufwand bringen im Laufe der Zeit - in der Regel nach etwa 3 bis 4 Jahren - größere Einsparungen.
F4: Können sie mit extremen Wetterbedingungen umgehen?
A: Ja. Diese Akkus funktionieren gut bei -20°C bis +55°C, sogar besser als viele Lithium-Ionen-Zellen.
Schlussfolgerung
Fernsteuerungsschränke müssen rund um die Uhr mit hoher Zuverlässigkeit arbeiten. Natrium-Ionen-Batterien bieten Ihnen diese Zuverlässigkeit. Sie bieten Sicherheit, Freihandbetrieb, hohe Umweltverträglichkeit und intelligente Diagnosefunktionen.
Wenn Sie zu Natrium-Ionen-Lösungenreduzieren Sie Ausfallzeiten, sparen Wartungskosten und halten Ihre kritischen Systeme am Laufen - heute und auch in Zukunft.
Wenn Sie einen der folgenden Bereiche erkunden möchten kundenspezifische Natrium-Ionen-Batterielösung oder über die Aufrüstung Ihrer Schranksysteme nachdenken, wenden Sie sich einfach an unser Team, um sich beraten zu lassen.