Die fünf Komponenten eines vollständigen BESS
| Komponente | Abkürzung | Funktion | Schlüsselmerkmal |
|---|---|---|---|
| Batteriezellen | — | Energie speichern und abgeben | LFP für maximale Sicherheit und Lebensdauer |
| Batteriemanagementsystem | BMS | Überwachung, Schutz und Ausgleich von Zellen | Verhindert Über- und Unterladung |
| Wechselrichter | PCS | Wandelt Gleichstrom (Batterie) in Wechselstrom (Netz) um | Bestimmt die maximale Lade-/Entladeleistung |
| Energiemanagementsystem | EMS | Steuert das gesamte System auf der Grundlage von Daten und Zielen | Das Gehirn, das die optimale Leistung maximiert |
| Kühl- und Sicherheitssysteme | HLK + FDS | Temperaturregelung, Brandmelde- und Brandbekämpfungssysteme | Entscheidend für Sicherheit und Lebensdauer |
Wie arbeiten die Komponenten zusammen?
In einem in Betrieb befindlichen BESS arbeiten alle Komponenten in einem kontinuierlichen Zyklus zusammen. So sieht ein typischer Arbeitstag für ein industrielles BESS-System aus:
Nachts: Aufladen mit günstigem Strom
Das EMS erkennt, dass der Energiepreis auf dem Day-Ahead-Markt niedrig ist (hohe Windenergieerzeugung, geringe Nachfrage). Es weist das PCS an, die Batterie aufzuladen. Das PCS wandelt Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom für die Batteriemodule um. Das BMS überwacht kontinuierlich die Zellspannung, den Strom und die Temperatur, um eine Überlastung zu verhindern. Die Kühlung hält die Temperatur im optimalen Bereich von 20–35 °C.
Tagsüber: Spitzenlastabdeckung bei hoher Betriebslast
Das EMS erkennt, dass der Betriebsverbrauch die eingestellte Spitzengrenze zu überschreiten droht. Das PCS entlädt die Batterie mit genau der Leistung, die zum Ausgleich der Spitze erforderlich ist. Das BMS überwacht den Ladezustand (State of Charge, SoC) und signalisiert rechtzeitig, wann die Entladung beendet werden muss.
Fortlaufend: Anpassung an sich ändernde Umstände
Das EMS berechnet die optimale Strategie kontinuierlich auf der Grundlage neuer Daten neu: aktuelle Energiepreise, Wettervorhersagen, geplante Erzeugung und Signale des Netzbetreibers. Die Strategie wird alle paar Minuten angepasst.
Die drei BESS-Kategorien für geschäftliche Anwendungen
Kategorie 1: Behind-the-Meter (BtM)
Das BESS ist hinter dem Stromzähler des Unternehmens installiert. Der gesamte Strom, den das BESS speichert und abgibt, wird nicht über den Zähler geleitet. Anwendungsbereiche: Spitzenlastabdeckung, Eigenverbrauch von Solarstrom, Notstromversorgung. Dies ist die relevanteste Kategorie für die meisten Boltainer-Kunden.
Kategorie 2: Front-of-the-Meter (FoM)
Das BESS ist direkt an das öffentliche Netz angeschlossen. Anwendungsbereiche: Handel auf den Energiemärkten, Frequenzregelung, Netzstützungsdienste. Dabei handelt es sich in der Regel um die großen Anlagen von Energieversorgungsunternehmen und Netzbetreibern.
Kategorie 3: Hybrid (BtM + FoM)
Das BESS wird in erster Linie hinter dem Zähler installiert, bietet jedoch auch die Möglichkeit, an Ausgleichsmärkten teilzunehmen. Dies ist das interessanteste Modell für größere Geschäftskunden, die sowohl ihre eigenen Energiekosten optimieren als auch zusätzliche Einnahmen erzielen möchten.
Batteriechemie: Warum LFP zum Standard geworden ist
| Eigenschaft | LFP | NMC | LCO (Smartphones) |
|---|---|---|---|
| Thermische Stabilität | Hervorragend | Mäßig | Schlecht |
| Lebensdauer (Zyklen bei 80 % SoH) | 3.000–6.000 | 1.000–2.000 | 500–1.000 |
| Energiedichte (Wh/kg) | 150–200 | 200–300 | 150–200 |
| Selbstkostenpreis (€/kWh Leistung) | Niedrig | Mittel | Hoch |
| Risiko eines thermischen Durchgehens | Sehr niedrig | Mäßig | Hoch |
| Eignung für die stationäre Lagerung | Ideal | Akzeptabel | Nicht geeignet |
Was bedeutet der containerisierte Ansatz von Boltainer?
Alle Komponenten des BESS wurden bei Boltainer in einem Industriecontainer integriert und getestet. Dies bietet gegenüber einer vor Ort errichteten Anlage erhebliche Vorteile:
- Werksprüfung: Das gesamte System wird geprüft, bevor es das Werk verlässt. Geringeres Installationsrisiko vor Ort.
- Kürzere Bereitstellungszeit: zwei bis vier Wochen gegenüber drei bis sechs Monaten bei einer herkömmlichen Installation.
- Geringere Installationskosten: weniger Bauarbeiten vor Ort, weniger Arbeitsstunden für Planung und Verkabelung.
- Versetzbar: Der Container kann versetzt werden, wenn sich die betriebliche Situation ändert.
- Erweiterbar: Bei steigendem Bedarf lassen sich problemlos zusätzliche Container hinzufügen.
Häufig gestellte Fragen zu BESS
Was ist der Unterschied zwischen einem BESS und einer USV?
Eine USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist für eine kurzzeitige Notstromversorgung (Minuten) bei einem Stromausfall ausgelegt. Ein BESS ist für tägliche Lade- und Entladezyklen über mehrere Stunden hinweg sowie für mehrere gleichzeitige Anwendungen wie Spitzenlastabdeckung, Arbitrage und Eigenverbrauch ausgelegt. Ein BESS kann auch als USV fungieren, wenn es entsprechend konfiguriert ist.
Wie lange hält ein BESS?
Ein LFP-basiertes BESS hat eine erwartete Lebensdauer von 15–20 Jahren. Nach 10 Jahren stehen noch 75–80 % der ursprünglichen Kapazität zur Verfügung, was durch unsere 10-jährige Zellgarantie abgesichert ist. Die elektrischen Komponenten (PCS, BMS, EMS) haben bei ordnungsgemäßer Wartung eine erwartete Lebensdauer von 15–20 Jahren.
Welche Normen muss ein BESS erfüllen?
Für gewerbliche Anlagen in den Niederlanden gelten folgende Hauptnormen: IEC 62933 (stationäre Energiespeicher), IEC 62619 (Sicherheit von Lithiumzellen), NEN 1010 (elektrische Anlagen), CE-Kennzeichnung für den europäischen Markt sowie die Anforderungen der örtlichen Umweltgenehmigung. Alle Boltainer-Systeme sind gemäß diesen Normen zertifiziert.
Kann ein BESS auch bei einem Stromausfall funktionieren?
Standardmäßig nein – ein hinter dem Zähler installiertes BESS ist netzgekoppelt und schaltet sich bei einem Stromausfall ab (um zu verhindern, dass das Netz für arbeitende Techniker eine Gefahr darstellt). Mit einer speziellen Inselbetriebs-Konfiguration kann ein BESS auch bei einem Netzausfall weiterarbeiten. Fragen Sie ausdrücklich danach, wenn eine Notstromfunktion erforderlich ist.
Wie viel Platz benötigt ein BESS?
Ein Boltainer-Container mit einer Leistung von 400 kWh hat eine Grundfläche von etwa 6 × 2,5 Metern (entspricht einem 20-Fuß-Container). Größere Anlagen erfordern mehrere nebeneinander aufgestellte Container. Um jeden Container herum ist mindestens 1 Meter Freiraum für die Kühlung, den Zugang und den Brandschutz erforderlich.