Was ist ein BESS-System?
Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) verändern das Stromnetz mit ihren zuverlässigen und effizienten Energiespeicherfähigkeiten. Ein BESS funktioniert wie eine große Batterie und besteht aus mehreren Batteriezellen (in der Regel Lithium-Ionen), die für ihre hohe Effizienz und lange Lebensdauer bekannt sind. Diese Zellen sind mit Wechselrichtern und einem ausgeklügelten Steuerungssystem verbunden, die zusammenarbeiten, um eine effiziente Energiespeicherung zu gewährleisten.
Arten von BESS-Systemen
BESS-Systeme können je nach Anwendung und Umfang in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:
Industrielle und kommerzielle Lagerung
Diese Systeme werden in industriellen und gewerblichen Umgebungen eingesetzt und umfassen Batteriespeicher, Schwungradspeicher und Superkondensatorspeicher. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:
- Selbstnutzung durch industrielle und gewerbliche Nutzer: Unternehmen können BESS-Systeme installieren, um Energie zu speichern, die aus erneuerbaren Quellen wie Sonne oder Wind erzeugt wird. Diese gespeicherte Energie kann bei Bedarf genutzt werden, was die Netzabhängigkeit verringert und die Stromkosten senkt.
- Microgrids: BESS-Systeme sind für Mikronetze von entscheidender Bedeutung, da sie Reservestrom liefern, Netzschwankungen ausgleichen und die Stabilität und Zuverlässigkeit verbessern.
- Reaktion auf die Nachfrage: BESS-Systeme können an Demand-Response-Programmen teilnehmen, indem sie in Zeiten niedriger Kosten geladen und in Spitzenzeiten entladen werden, was zum Ausgleich von Netzangebot und -nachfrage beiträgt und die Kosten für die Spitzenlastreduzierung verringert.
Speicherung im Netzmaßstab
Diese Großsysteme werden in Netzanwendungen zur Spitzenlastreduzierung und zur Erhöhung der Netzsicherheit eingesetzt und bieten eine beträchtliche Energiespeicherkapazität und Leistungsabgabe.
Schlüsselkomponenten eines BESS-Systems
- Batterie: Das Herzstück des BESS, das für die elektrochemische Energiespeicherung zuständig ist. Lithium-Ionen-Batterien werden aus folgenden Gründen bevorzugt:
- Hohe Energiedichte: Sie speichern im Vergleich zu anderen Typen mehr Energie pro Gewichts- oder Volumeneinheit.
- Lange Lebensdauer: Tausende von Lade- und Entladezyklen mit minimalem Kapazitätsverlust.
- Tiefentladungsfähigkeit: Sie können tief entladen werden, ohne die Batteriezellen zu beschädigen.
- Wechselrichter: Wandelt Gleichstrom aus den Batterien in für Haushalte und Unternehmen nutzbaren Wechselstrom um. Dies ermöglicht es dem BESS,:
- Einspeisung von Wechselstrom in das Netz bei Bedarf.
- Ladung aus dem Netz in Zeiten niedriger Strompreise.
- Kontrollsystem: Der intelligente Kommandant des BESS, der den Betrieb des Systems kontinuierlich überwacht und steuert, um sicherzustellen:
- Optimaler Zustand und Leistung der Batterie: Verlängert die Lebensdauer und Effizienz der Batterie.
- Effizienter Energiefluss: Optimierung der Lade-/Entladezyklen zur Maximierung der Speicher- und Nutzungsdauer.
- Sicherheit des Systems: Schutz vor elektrischen Gefahren und Gewährleistung eines sicheren Betriebs.
Wie ein BESS-System funktioniert
Ein BESS-System funktioniert nach einem ganz einfachen Prinzip:
- Energie-Absorption: In Zeiten geringer Nachfrage (z. B. nachts bei Solarenergie) nimmt das BESS überschüssige erneuerbare Energie aus dem Netz auf und verhindert so Verschwendung.
- Energiespeicherung: Die absorbierte Energie wird sorgfältig elektrochemisch in den Batterien gespeichert, um sie später zu nutzen.
- Freisetzung von Energie: Bei Nachfragespitzen gibt das BESS die gespeicherte Energie wieder an das Netz ab und sorgt so für eine kontinuierliche und zuverlässige Energieversorgung.
Vorteile von BESS-Systemen
Die BESS-Technologie bietet zahlreiche Vorteile und wird das Stromnetz erheblich verändern:
- Verbesserte Netzstabilität und Zuverlässigkeit: Als Puffer gleicht BESS Schwankungen in der Erzeugung erneuerbarer Energien aus und glättet Nachfragespitzen, was zu einem stabileren und zuverlässigeren Netz führt.
- Verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien: Durch die Speicherung überschüssiger Sonnen- und Windenergie maximiert BESS die Nutzung erneuerbarer Ressourcen, verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und fördert einen saubereren Energiemix.
- Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen: Durch die Bereitstellung sauberer erneuerbarer Energie trägt BESS zur Senkung der Treibhausgasemissionen und damit zu einer nachhaltigeren Umwelt bei.
- Kosteneinsparungen: Durch strategische Energiespeicherung in Zeiten niedriger Kosten können die Gesamtkosten für Verbraucher und Unternehmen gesenkt werden, indem der Strom in Zeiten der Spitzennachfrage entladen wird.
Anwendungen von BESS-Systemen
Als effiziente Energiespeichertechnologie weisen BESS-Systeme in verschiedenen Bereichen ein erhebliches Potenzial auf. Ihre Betriebsmodelle passen sich je nach Szenario den spezifischen Bedürfnissen an. Im Folgenden wird ein detaillierter Blick auf BESS-Anwendungen in typischen Umgebungen geworfen:
1. Selbstnutzung durch industrielle und gewerbliche Nutzer: Energieeinsparungen und größere Energieunabhängigkeit
Für Unternehmen mit Solar- oder Windkraftanlagen kann BESS dazu beitragen, die Nutzung erneuerbarer Energien zu maximieren und Kosteneinsparungen zu erzielen.
- Betriebsmodell:
- Tagsüber: Solar- oder Windenergie versorgt hauptsächlich die Last. Überschüssige Energie wird mit Wechselrichtern in Wechselstrom umgewandelt und im BESS gespeichert oder ins Netz eingespeist.
- Nachts: Bei reduzierter Sonnen- oder Windenergie liefert das BESS gespeicherte Energie, wobei das Netz als zweite Quelle dient.
- Vorteile:
- Geringere Netzabhängigkeit und niedrigere Stromkosten.
- Verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien, Förderung der ökologischen Nachhaltigkeit.
- Größere Energieunabhängigkeit und Widerstandsfähigkeit.
2. Microgrids: Zuverlässige Energieversorgung und Schutz kritischer Infrastrukturen
In Mikronetzen spielen BESS eine entscheidende Rolle, indem sie Reservestrom liefern, Netzschwankungen ausgleichen und die Stabilität und Zuverlässigkeit verbessern, insbesondere in abgelegenen oder ausfallgefährdeten Gebieten.
- Betriebsmodell:
- Normaler Betrieb: Verteilte Generatoren (z. B. Solar, Wind, Diesel) versorgen das Mikronetz, wobei überschüssige Energie im BESS gespeichert wird.
- Ausfall des Netzes: Das BESS setzt die gespeicherte Energie schnell frei, um den Betrieb kritischer Infrastrukturen zu gewährleisten.
- Spitzenlast: Das BESS unterstützt dezentrale Erzeuger, glättet Netzschwankungen und sorgt für Stabilität.
- Vorteile:
- Verbesserte Stabilität und Zuverlässigkeit des Mikronetzes, um den Betrieb kritischer Infrastrukturen zu gewährleisten.
- Geringere Netzabhängigkeit und größere Energieautonomie.
- Optimierte Effizienz der verteilten Stromerzeuger, wodurch die Betriebskosten gesenkt wurden.
3. Anwendungen für Privathaushalte: Saubere Energie und intelligentes Wohnen
Für Haushalte mit Solarzellen auf dem Dach hilft BESS bei der Maximierung der Solarenergienutzung und bietet sauberen Strom und ein intelligentes Energieerlebnis.
- Betriebsmodell:
- Tagsüber: Solarmodule versorgen die Verbraucher im Haushalt, überschüssige Energie wird im BESS gespeichert.
- Nachts: Das BESS liefert gespeicherte Solarenergie, die bei Bedarf durch das Netz ergänzt wird.
- Intelligente Steuerung: Das BESS lässt sich in Smart-Home-Systeme integrieren, um Lade- und Entladestrategien auf der Grundlage des Nutzerbedarfs und der Strompreise für ein optimales Energiemanagement anzupassen.
- Vorteile:
- Geringere Netzabhängigkeit und niedrigere Stromkosten.
- Nutzung von sauberer Energie, Förderung des Umweltschutzes.
- Bessere Erfahrungen mit intelligenter Energie, mehr Lebensqualität.
Schlussfolgerung
BESS-Systeme sind eine Schlüsseltechnologie für die Schaffung eines saubereren, intelligenteren und nachhaltigeren Energiesystems. Im Zuge des technischen Fortschritts und der sinkenden Kosten werden BESS-Systeme eine immer wichtigere Rolle bei der Schaffung einer besseren Zukunft für die Menschheit spielen.
