BESS Container sind eine wichtige Lösung für die Speicherung elektrischer Energie in großen Energieanlagen. Der Begriff BESS steht für Battery Energy Storage System und beschreibt ein Batteriespeichersystem, das elektrische Energie aufnehmen, speichern und bei Bedarf wieder abgeben kann. Durch die Integration wesentlicher Komponenten in Container können auch größere Speicherprojekte modular geplant und umgesetzt werden.
Containerisierte Batteriespeicher kommen unter anderem in Industrieunternehmen, Solarparks, Windparks und anderen Energieprojekten zum Einsatz. Sie können dazu beitragen, Erzeugung und Verbrauch zeitlich besser aufeinander abzustimmen, Lastspitzen zu reduzieren und die Nutzung erneuerbarer Energien flexibler zu gestalten.
Ein BESS Container ist dabei nicht einfach nur ein Behälter für Batterien. Je nach Systemkonzept können darin Batterieeinheiten, Überwachungstechnik, Temperaturmanagement und weitere Komponenten integriert sein. Ergänzend werden außerhalb oder neben dem Container häufig Wechselrichter, Transformatoren, Mittelspannungsschaltanlagen und Energiemanagementsysteme eingesetzt.
Die genaue Auslegung eines BESS Containers erfolgt immer projektbezogen. Entscheidend sind unter anderem die benötigte Speicherleistung, Speicherkapazität, Netzanschlussspannung, vorhandene Energieanlagen und die gewünschte Betriebsstrategie.
Was ist ein BESS Container?
Ein BESS Container ist ein containerisiertes Battery Energy Storage System. Es dient dazu, elektrische Energie in Batterien zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder bereitzustellen.
Die Containerbauweise ermöglicht es, Batteriespeicher als kompakte und modular aufgebaute Einheiten zu realisieren. Je nach Projekt können einzelne Container oder mehrere miteinander kombinierte Einheiten eingesetzt werden.
Ein BESS Container kann Bestandteil eines größeren Energiespeichersystems sein. Für die vollständige Integration in eine elektrische Anlage sind je nach Projekt zusätzliche Komponenten erforderlich.
Dazu gehören beispielsweise:
Batteriemodule
Batteriemanagementsysteme
Kühl- und Temperaturmanagement
Wechselrichter
Transformatoren
Mittelspannungsschaltanlagen
Energiemanagementsysteme
Mess- und Überwachungstechnik
Netzanschlusstechnik
Welche Komponenten tatsächlich benötigt werden, hängt vom jeweiligen Projekt und der gewünschten Anwendung ab.
Warum werden Batteriespeicher in Containern aufgebaut?
Große Batteriespeicher benötigen eine strukturierte Unterbringung der technischen Komponenten. Die Containerbauweise ermöglicht eine kompakte Integration wesentlicher Systembestandteile.
Ein weiterer Vorteil ist die Modularität. Wenn ein Projekt eine größere Speicherkapazität benötigt, können mehrere BESS Container miteinander kombiniert werden.
Dadurch lässt sich ein Speichersystem beispielsweise an unterschiedliche Anforderungen von Industrieanlagen, Solarparks oder Windparks anpassen.
Auch bei der Planung größerer Energieanlagen kann die standardisierte Containerstruktur Vorteile bieten.
Welche Aufgaben übernimmt ein BESS Container?
Die wichtigste Aufgabe besteht darin, elektrische Energie zwischenzuspeichern.
Während einer Phase hoher Energieerzeugung kann der Batteriespeicher geladen werden. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die gespeicherte Energie wieder abgegeben werden.
Dabei kann die Betriebsstrategie unterschiedliche Ziele verfolgen.
Ein BESS Container kann beispielsweise für folgende Anwendungen eingesetzt werden:
Speicherung erneuerbarer Energie
Peak Shaving
Eigenverbrauchsoptimierung
Lastmanagement
zeitliche Verschiebung von Energie
Unterstützung bestimmter Netzanforderungen
energiewirtschaftliche Anwendungen
Die konkrete Anwendung bestimmt maßgeblich die technische Auslegung des Systems.
BESS Container für Industrieanlagen
Industrieunternehmen verfügen häufig über einen hohen und teilweise stark schwankenden Strombedarf.
Eine Photovoltaikanlage auf dem Unternehmensgelände kann beispielsweise während der Mittagszeit große Mengen Solarstrom erzeugen. Der Verbrauch kann jedoch einem anderen zeitlichen Muster folgen. BESS Container eignen sich für modulare Batteriespeicherlösungen mit unterschiedlichen Leistungs- und Kapazitätsgrößen.
Ein BESS Container kann überschüssige Energie speichern und später wieder bereitstellen.
Darüber hinaus kann ein Batteriespeicher abhängig von seiner Auslegung zur Reduzierung von Lastspitzen beitragen.
Wenn der Strombedarf kurzfristig stark ansteigt, kann die Batterie zusätzliche Leistung bereitstellen.
BESS Container für Solarparks
Auch große Photovoltaikanlagen können mit BESS Containern kombiniert werden.
Solarparks erzeugen abhängig von der Sonneneinstrahlung teilweise sehr hohe Leistungen.
Während Zeiten hoher Solarstromerzeugung kann ein Batteriespeicher Energie aufnehmen.
Später kann die gespeicherte Energie wieder abgegeben werden.
Dadurch kann die zeitliche Nutzung der Solarenergie flexibler gestaltet werden.
Die benötigte Speichergröße hängt unter anderem von der installierten PV-Leistung, dem Erzeugungsprofil und dem Netzanschluss ab.
BESS Container für Windparks
Windparks erzeugen elektrische Energie abhängig von den aktuellen Windbedingungen.
Die Leistung kann deshalb innerhalb kurzer Zeit schwanken.
Ein Batteriespeicher kann zusätzliche Flexibilität schaffen, indem er bei hoher Erzeugung Energie aufnimmt und bei Bedarf wieder abgibt.
Bei größeren Windparks können mehrere BESS Container zu einem größeren Speichersystem zusammengeschaltet werden.
Leistung und Kapazität eines BESS Containers
Bei der Planung eines Batteriespeichers müssen zwei wichtige Größen unterschieden werden.
Die Leistung wird üblicherweise in kW oder MW angegeben.
Die Speicherkapazität wird in kWh oder MWh angegeben.
Die Leistung beschreibt, wie viel elektrische Leistung der Speicher gleichzeitig aufnehmen oder abgeben kann.
Die Kapazität beschreibt dagegen, wie viel Energie insgesamt gespeichert werden kann.
Beide Werte müssen zur geplanten Anwendung passen.
BESS Großspeicher im MWh-Bereich
Bei großen Energieanlagen werden häufig Batteriespeicher im MWh-Bereich eingesetzt.
Die benötigte Kapazität hängt davon ab, welche Energiemengen gespeichert und über welchen Zeitraum sie wieder bereitgestellt werden sollen.
Ein BESS Großspeicher kann aus mehreren Container-Einheiten bestehen.
Die modulare Struktur ermöglicht eine Anpassung an unterschiedliche Projektgrößen.
Bei der Planung müssen jedoch nicht nur die Batteriecontainer betrachtet werden. Auch Wechselrichter, Transformatoren und Netzanschlusstechnik müssen auf die Gesamtleistung abgestimmt werden.
Aufbau eines BESS Containers
Der genaue Aufbau eines BESS Containers hängt von der verwendeten Technologie und dem jeweiligen Hersteller ab.
Typischerweise können mehrere Batterieeinheiten innerhalb des Containers angeordnet werden.
Hinzu kommen Überwachungs- und Steuerungssysteme.
Auch ein Temperaturmanagement kann integriert werden.
Die Batterieeinheiten werden überwacht und gesteuert, um einen kontrollierten Betrieb zu ermöglichen.
Weitere Komponenten wie Wechselrichter oder Transformatoren können je nach Systemkonzept separat angeordnet oder in andere technische Einheiten integriert werden.
Batteriemanagementsystem
Das Batteriemanagementsystem ist ein wichtiger Bestandteil moderner Batteriespeicher.
Es überwacht relevante Betriebsparameter der Batterie.
Dazu können beispielsweise Spannung, Temperatur und Ladezustand gehören.
Das System unterstützt die Überwachung der einzelnen Batterieeinheiten und liefert wichtige Informationen für die übergeordnete Steuerung.
Dadurch kann der Zustand des Batteriespeichers kontinuierlich überwacht werden.
Temperaturmanagement im BESS Container
Batterien reagieren auf die Umgebungstemperatur und die während des Betriebs entstehende Wärme.
Deshalb kann bei größeren Batteriespeichern ein geeignetes Temperaturmanagement erforderlich sein.
Je nach Batterietechnologie und Anlagenkonzept kann eine aktive Kühlung eingesetzt werden.
Das Temperaturmanagement muss an die Leistung, Kapazität, Umgebungstemperatur und Betriebsbedingungen des Systems angepasst werden.
Eine kontrollierte Betriebstemperatur ist ein wichtiger Bestandteil des technischen Gesamtkonzepts.
Wechselrichter und BESS Container
Die Batterien speichern elektrische Energie auf Gleichstromseite.
Für die Verbindung mit einem Wechselstromnetz werden Wechselrichter benötigt.
Der Wechselrichter übernimmt die Umwandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom.
Außerdem unterstützt er die Steuerung von Lade- und Entladevorgängen.
Bei großen Batteriespeichern können mehrere Wechselrichter eingesetzt werden.
Die Gesamtleistung der Wechselrichter muss zur geplanten Leistung des BESS passen.
Transformatoren für große Batteriespeicher
Bei größeren Speicheranlagen können Transformatoren erforderlich sein.
Sie dienen dazu, elektrische Spannungsebenen aneinander anzupassen.
Wenn der Batteriespeicher beispielsweise an ein Mittelspannungsnetz angeschlossen werden soll, kann eine entsprechende Transformatorlösung Bestandteil der Anlage sein.
Die erforderliche Transformatorleistung hängt von der geplanten Speicherleistung und den Anforderungen des Netzanschlusses ab.
BESS Container mit Mittelspannungsanschluss
Bei großen Energieanlagen spielt die Mittelspannungstechnik eine wichtige Rolle.
Ein BESS Container kann über Wechselrichter und Transformatoren an eine Mittelspannungsschaltanlage angeschlossen werden.
Dabei müssen Schutztechnik, Messsysteme und weitere Netzanschlusskomponenten berücksichtigt werden.
Die konkrete Auslegung hängt von der Netzspannung und den Anforderungen des zuständigen Netzbetreibers ab.
Energiemanagementsystem
Ein Energiemanagementsystem koordiniert die verschiedenen Energieflüsse.
Es kann beispielsweise Informationen über Solarstromerzeugung, Windstromerzeugung, Verbrauch, Netzbezug und Ladezustand der Batterie verarbeiten.
Auf Grundlage dieser Daten kann festgelegt werden, wann der BESS Container geladen oder entladen wird.
Bei einem Industrieunternehmen kann beispielsweise der aktuelle Stromverbrauch berücksichtigt werden.
Bei einem Solarpark kann die aktuelle PV-Erzeugung ein wichtiger Parameter sein.
Bei einem Windpark kann die aktuelle Windleistung in die Steuerung einfließen.
BESS Container und Peak Shaving
Peak Shaving bezeichnet die Reduzierung von Leistungsspitzen.
Bei einem Industrieunternehmen kann der Stromverbrauch zu bestimmten Zeitpunkten stark ansteigen.
Ein entsprechend ausgelegter Batteriespeicher kann zusätzliche Leistung bereitstellen.
Dadurch kann der Netzbezug während dieser Spitzen reduziert werden.
Für diese Anwendung ist vor allem die verfügbare Leistung des BESS in MW relevant.
Die Speicherkapazität muss außerdem ausreichend sein, um die gewünschten Lastspitzen über die erforderliche Zeit zu unterstützen.
BESS Container zur Eigenverbrauchsoptimierung
Eine weitere wichtige Anwendung ist die Eigenverbrauchsoptimierung.
Wenn eine Photovoltaikanlage mehr Strom erzeugt als unmittelbar benötigt wird, kann überschüssige Energie in den Batteriespeicher fließen.
Wenn später weniger Solarstrom erzeugt wird, kann die gespeicherte Energie für den Verbrauch bereitgestellt werden.
Dadurch kann ein größerer Teil der eigenen Solarstromerzeugung zeitlich flexibel genutzt werden.
BESS Container für erneuerbare Energien
Die Kombination von Batteriespeichern mit erneuerbaren Energieanlagen gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Photovoltaik und Windkraft unterliegen natürlichen Erzeugungsschwankungen.
Ein Batteriespeicher kann zusätzliche Flexibilität bereitstellen.
Bei hoher Erzeugung kann Energie gespeichert werden.
Bei geringer Erzeugung kann gespeicherte Energie wieder abgegeben werden.
Damit können Batteriespeicher eine Ergänzung zu erneuerbaren Energieanlagen darstellen.
Vorteile modularer BESS Container
Die Containerbauweise bietet mehrere mögliche Vorteile.
Ein wichtiger Aspekt ist die modulare Struktur.
Mehrere Container können zu einer größeren Anlage kombiniert werden.
Dadurch kann die Kapazität entsprechend den Anforderungen des Projekts erweitert werden.
Auch die räumliche Planung kann durch die getrennte Anordnung verschiedener Einheiten flexibler gestaltet werden.
Die konkrete Erweiterbarkeit hängt jedoch vom gewählten System und der elektrischen Infrastruktur ab.
Planung eines BESS Containers
Die Planung sollte mit einer detaillierten Analyse der Energieanforderungen beginnen.
Zunächst wird festgelegt, welche Anwendung der Batteriespeicher erfüllen soll.
Anschließend werden Leistungsbedarf und Speicherkapazität bestimmt.
Danach werden Batterie, Container, Wechselrichter und weitere technische Komponenten ausgewählt.
Auch Netzanschluss, Transformatorleistung und Mittelspannungstechnik müssen berücksichtigt werden.
Ein professionelles Planungskonzept betrachtet das gesamte Energiesystem und nicht nur die Batterie.
Schritt 1: Anwendungsfall bestimmen
Zunächst wird festgelegt, warum der Batteriespeicher eingesetzt werden soll.
Mögliche Ziele sind:
Peak Shaving
Eigenverbrauchsoptimierung
Speicherung erneuerbarer Energie
zeitliche Energieverschiebung
flexiblere Einspeisung
weitere energiewirtschaftliche Anwendungen
Die Zielsetzung beeinflusst alle weiteren Planungsschritte.
Schritt 2: Energieprofile analysieren
Anschließend werden Last- und Erzeugungsdaten ausgewertet.
Bei Industrieunternehmen stehen Verbrauchsdaten im Mittelpunkt.
Bei Solarparks werden PV-Erzeugungsprofile betrachtet.
Bei Windparks sind Windstromdaten relevant.
Aus diesen Informationen lässt sich ableiten, wann der Batteriespeicher Energie aufnehmen oder abgeben sollte.
Schritt 3: Speicherleistung bestimmen
Im nächsten Schritt wird die benötigte Leistung in MW festgelegt.
Dabei muss untersucht werden, welche maximale Lade- und Entladeleistung erforderlich ist.
Die Leistung sollte zur Anwendung und zur vorhandenen elektrischen Infrastruktur passen.
Schritt 4: Speicherkapazität bestimmen
Anschließend wird die benötigte Kapazität in MWh festgelegt.
Hierbei ist entscheidend, wie viel Energie gespeichert und wie lange diese Energie verfügbar sein soll.
Eine hohe Leistung allein reicht nicht aus, wenn die Kapazität für die geplante Anwendung zu klein ist.
Schritt 5: Containeranzahl planen
Wenn die erforderliche Gesamtkapazität feststeht, kann die Anzahl der benötigten BESS Container bestimmt werden.
Dabei werden die Kapazität und Leistung der einzelnen Container berücksichtigt.
Mehrere Einheiten können zu einem größeren Batteriespeicher zusammengeschaltet werden.
Schritt 6: Wechselrichter dimensionieren
Die Wechselrichter werden entsprechend der geplanten Lade- und Entladeleistung ausgewählt.
Bei großen Anlagen können mehrere Wechselrichter erforderlich sein.
Die Wechselrichter müssen mit dem Batteriesystem und der elektrischen Infrastruktur kompatibel sein.
Schritt 7: Transformator und Mittelspannung planen
Bei einem Mittelspannungsanschluss werden Transformator und Mittelspannungstechnik entsprechend der Projektanforderungen geplant.
Dabei werden unter anderem Leistung, Spannungsebene und Netzanschlusspunkt berücksichtigt.
Auch Schutz- und Messsysteme gehören zur Planung.
Schritt 8: Standort festlegen
Der Standort der Container sollte ausreichend Platz für Installation und Wartung bieten.
Auch die Entfernung zu Wechselrichtern, Transformatoren und Netzanschlusspunkt kann berücksichtigt werden.
Zugänglichkeit und räumliche Sicherheitsanforderungen sollten ebenfalls in die Planung einfließen.
Schritt 9: Sicherheitssystem definieren
Für den BESS Container wird ein passendes Sicherheitskonzept entwickelt.
Dabei werden unter anderem Temperaturüberwachung, elektrische Schutzsysteme und weitere technische Einrichtungen berücksichtigt.
Die konkrete Ausführung hängt von der verwendeten Technologie und den örtlichen Anforderungen ab.
Schritt 10: Energiemanagement konfigurieren
Zum Abschluss der technischen Planung wird die Betriebsstrategie umgesetzt.
Das Energiemanagementsystem erhält die notwendigen Parameter für Lade- und Entladevorgänge.
Dabei können beispielsweise Ladezustand, Erzeugung, Verbrauch und Netzbedingungen berücksichtigt werden.
Installation eines BESS Containers
Nach Abschluss der Planung folgt die Installation.
Die Container werden am vorgesehenen Standort positioniert.
Anschließend erfolgt die Verbindung mit Wechselrichtern, Transformatoren und der elektrischen Infrastruktur.
Auch Kommunikations- und Steuerungsleitungen werden eingerichtet.
Vor der Inbetriebnahme müssen alle relevanten Komponenten geprüft werden.
Inbetriebnahme
Die Inbetriebnahme erfolgt schrittweise.
Dabei werden Batteriesystem, Wechselrichter, Energiemanagement und elektrische Schutzsysteme kontrolliert.
Lade- und Entladevorgänge werden getestet.
Auch die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten wird überprüft.
Erst nach erfolgreicher Prüfung kann der reguläre Betrieb aufgenommen werden.
Überwachung und Wartung
Nach der Inbetriebnahme sollte der BESS Container kontinuierlich überwacht werden.
Wichtige Betriebsparameter können beispielsweise Ladezustand, Leistung und Temperatur sein.
Regelmäßige Wartungen stellen sicher, dass die technischen Komponenten entsprechend den vorgesehenen Anforderungen überprüft werden.
Dazu können Batterieeinheiten, Wechselrichter, Kühlsysteme, Schaltanlagen und Überwachungstechnik gehören.
Wirtschaftlichkeit eines BESS Containers
Die Wirtschaftlichkeit hängt von der geplanten Anwendung und den individuellen Projektbedingungen ab.
Auf der Kostenseite stehen beispielsweise Batteriesystem, Container, Wechselrichter, Transformator, Mittelspannungstechnik, Installation und Wartung.
Auf der Nutzenseite können verschiedene Anwendungen berücksichtigt werden.
Dazu gehören beispielsweise eine bessere Nutzung von Solar- oder Windenergie, Peak Shaving oder andere energiewirtschaftliche Betriebsmodelle.
Eine belastbare Wirtschaftlichkeitsberechnung sollte auf realen Energie- und Betriebsdaten basieren.
Erweiterung bestehender BESS Anlagen
Bei steigender Nachfrage nach Speicherkapazität kann eine Erweiterung interessant sein.
Eine modular geplante BESS Anlage kann unter bestimmten Voraussetzungen um zusätzliche Container ergänzt werden.
Dabei muss geprüft werden, ob Transformator, Mittelspannungstechnik, Wechselrichter und Netzanschluss ausreichend dimensioniert sind.
Eine mögliche Erweiterung sollte deshalb bereits bei der ursprünglichen Projektplanung berücksichtigt werden.
Worauf sollte bei der Auswahl eines BESS Containers geachtet werden?
Bei der Auswahl sollten nicht nur Speicherkapazität und Preis betrachtet werden.
Wichtige Punkte sind unter anderem:
Speicherleistung
Speicherkapazität
Batterietechnologie
Temperaturmanagement
Batteriemanagementsystem
Wechselrichter
Sicherheitskonzept
Mittelspannungsintegration
Energiemanagement
Erweiterbarkeit
Wartungskonzept
Die Anforderungen sollten immer an den konkreten Einsatzbereich angepasst werden.
Fazit
BESS Container bieten eine modulare Möglichkeit, große Batteriespeicher für Industrieanlagen, Solarparks und Windparks zu realisieren. Durch die containerisierte Bauweise können mehrere Speichereinheiten zu größeren Energiespeichersystemen kombiniert werden.
Ein vollständiges BESS besteht jedoch aus mehr als den Batterieeinheiten. Je nach Projekt gehören Wechselrichter, Transformatoren, Mittelspannungsschaltanlagen, Energiemanagementsysteme, Kühlung, Überwachung und Netzanschlusstechnik zum Gesamtkonzept.
Für eine erfolgreiche Umsetzung sind eine genaue Analyse der Energieprofile sowie eine passende Dimensionierung von Leistung und Kapazität entscheidend. Die Speicherleistung in MW muss ebenso berücksichtigt werden wie die Speicherkapazität in MWh.
Besonders bei großen Energieanlagen können BESS Container dazu beitragen, erneuerbare Energie zeitlich flexibler zu nutzen, Lastspitzen zu reduzieren und Energieflüsse gezielter zu steuern. Eine projektbezogene technische Planung bildet dabei die Grundlage für ein zuverlässiges und wirtschaftlich sinnvolles Batteriespeichersystem.
