Ein Energiespeichersystem besteht im Wesentlichen aus einem Batteriesystem, einem Batteriemanagementsystem (BMS), einem Stromerzeugungssystem (PCS), einem Energiemanagementsystem (EMS) und Hilfssystemen wie Wärmemanagement und Brandschutz.
Diese Komponenten arbeiten zusammen, um die Speicherung, Umwandlung, Planung und den sicheren Betrieb elektrischer Energie zu erreichen, und werden häufig bei Spitzenlastausgleich, Frequenz- und Spannungsregelung sowie Notstromversorgungsszenarien auf der Erzeugungs-, Netz- und Benutzerseite eingesetzt.
1. Batteriesystem (Kernenergieträger)
Das Batteriesystem ist das „Herz“ des Energiespeichersystems und verantwortlich für die Speicherung und Abgabe elektrischer Energie. Es verwendet typischerweise Lithium-Eisenphosphat-Batterien und ist strukturell in mehrere Stufen unterteilt:
Zelle → Modul → Batteriecluster → Batteriestapel. Mehrere parallel geschaltete Batteriestapel können eine Energiespeicherkapazität im Megawatt--Bereich erreichen.
2. Batteriemanagementsystem (BMS, der „Wächter“ der Batterie)
Das BMS überwacht Batterieparameter wie Spannung, Strom, Temperatur und SOC (Ladezustand) in Echtzeit, um Überladung, Tiefentladung und Überhitzung zu verhindern und so die Sicherheit zu gewährleisten und die Batterielebensdauer zu verlängern.
Typischerweise wird eine dreistufige Architektur verwendet: BMU (Bag Level) → BCMU (Cluster Level) → BAMU (Battery Level), um den individuellen Zellenausgleich, die Fehlerwarnung und die systemweite Kontrolle zu erreichen.
3. Energiespeicherkonverter (PCS, der „Konverter“ der Energie)
Das PCS ermöglicht die bidirektionale Umwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) und ist ein wichtiges Gerät, das die Batterie mit dem Netz verbindet.
Funktionen: Lade-/Entladesteuerung, Netz-verbunden/aus-Netzumschaltung, Wirk-/Blindleistungsregelung. Unterstützt die Umschaltung auf Millisekundenebene- und beteiligt sich an der Netzfrequenzregulierung, Spannungsunterstützung und anderen Hilfsdiensten.
