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Akkreditierte Inspektion und Engineering von Solarkraftwerken

ges mit Lagerung

Effizienz, Lebensdauer und Recycling in Solarenergiespeichersystemen

Die effektive Nutzung von Solarenergiespeichersystemen hängt von ihrer Langlebigkeit und Effizienz ab, sowohl technisch als auch wirtschaftlich. Die Lebensdauer, der Lade-/Entladezyklus, die Speichereffizienz und die Recyclingprozesse von Batteriespeichersystemen (BESS) gehören zu den Faktoren, die sich direkt auf die Nachhaltigkeit von erneuerbaren Energiesystemen auswirken. In diesem Beitrag werden die Lebensdauer, die Optimierung der Effizienz und die Recyclingprozesse von Batterien erörtert.

Lebensdauer und Alterungsfaktoren der Batterie

Die Lebensdauer der Batterie wird in der Regel durch Lade-/Entladezyklen bestimmt und hängt von folgenden Faktoren ab

  • Entladetiefe (DoD): Tiefere Entladungen erhöhen die Alterungsrate des Akkus.
  • Temperaturbedingungen: Hohe Temperaturen beschleunigen elektrochemische Reaktionen und können zu einer Verschlechterung der Batterie führen.
  • Lade-/Entladeraten: Schnelles Laden oder Entladen kann dazu führen, dass die Batteriekomponenten schnell verschleißen.

Methoden zur Effizienzsteigerung in Speichersystemen

Die folgenden Strategien können für eine maximale Effizienz von Batteriesystemen eingesetzt werden:

  • SoC-Optimierung: Eine lange Lebensdauer kann erreicht werden, indem man die Batterien innerhalb eines bestimmten Ladebereichs hält.
  • Hybride Speichersysteme: Die Kombination von verschiedenen Batterietechnologien kann die Effizienz erhöhen.
  • Intelligente Verwaltungssysteme: Es können Algorithmen implementiert werden, die die Lebensdauer der Batterien mithilfe von EMS und BMS optimieren.

End-of-Life Management und Batterie-Recycling

Wenn die Batterien das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, können zwei grundlegende Strategien verfolgt werden:

  1. Sekundäre Verwendung (Second Life-Anwendungen): Die Batterien von Elektrofahrzeugen können als Energiespeicher wiederverwendet werden.
  2. Recycling und Entsorgung: Die in der Batterie enthaltenen Edelmetalle (Lithium, Kobalt, Nickel) müssen in speziellen Anlagen recycelt und wiedergewonnen werden.

Richtlinien zu Umweltauswirkungen und Nachhaltigkeit gemäß IEC TS 62933-4-1

Die Norm IEC TS 62933-4-1 enthält einige Empfehlungen zur Reduzierung der Umweltauswirkungen von Energiespeichersystemen:

  • Durchführung von Batterie-Recyclingprogrammen,
  • Verwendung von Materialien, die einen geringen ökologischen Fußabdruck hinterlassen,
  • Bevorzugung von Batterietechnologien mit hohen Recyclingraten.

Wirtschaftliche Analyse: Levelised Cost of Storage (LCOS) und Investitionsrücklaufzeit

Sie können die wirtschaftliche Effizienz von Energiespeichersystemen mit den Levelised Cost of Storage (LCOS) messen. Bei der LCOS-Berechnung sollten Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen:

  • Investitionskosten für die Batterie,
  • Betriebs- und Wartungskosten,
  • Kosten pro Energiezyklus.

Fazit

Effizienz, Langlebigkeit und nachhaltige Recyclingpraktiken bei Solarenergiespeichern sind entscheidend für die Zukunft der erneuerbaren Energiesysteme. IEC-Normen und intelligente Managementstrategien sorgen dafür, dass die Batteriesysteme sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch optimiert werden.

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Fortschrittliche BESS-Technologien und alternative Batteriechemien

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) sind eine der entscheidenden Komponenten, die die Integration erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz stärken, erleichtern und unterstützen. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien heute als die dominierende Technologie gelten, haben fortschrittliche Batteriechemien und alternative Energiespeichersysteme das Potenzial, die Energieeffizienz zu steigern und die Kosten zu senken. In diesem Artikel erörtern wir innovative Batterietechnologien, die über herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien hinausgehen, und ihre Vorteile bei BESS-Anwendungen.

Alternative Batterietechnologien

1 Natrium-Ionen-Batterien (Na-Ionen)

  • Vorteile: Geringere Kosten und umweltfreundlicher im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien.
  • Nachteile Die Energiedichte ist geringer als die von Lithium-Ionen-Batterien.
  • Einsatzgebiete: Groß angelegte Energiespeichersysteme, Energieausgleich im Netz.

2. die Durchflussbatterien (Redox-Flow-Batterien – RFB)

  • Arbeitsprinzip: Die Elektrolytlösungen werden in zwei getrennten Tanks gelagert und die Energie wird durch chemische Reaktionen gespeichert.
  • Vorteile: Lange Lebensdauer, Kapazität unabhängig skalierbar.
  • Nachteilig: Geringe Energiedichte, eher für große Systeme geeignet.
  • Einsatzgebiete: Netzgebundene Energiespeicherung, erneuerbare Kraftwerke.

3 Festkörperbatterien

  • Vorteile: Höhere Energiedichte, bessere thermische Stabilität, sichere Anwendung.
  • Nachteilig: Hohe Produktionskosten, begrenzte kommerzielle Vergrößerung.
  • Einsatzgebiete: Elektrofahrzeuge, lang anhaltende Energiespeichersysteme.

4. lithium-schwefel-(li-s)-Batterien

  • Vorteile: Höhere Energiedichte, geringere Materialkosten.
  • Nachteile Kurze Zykluslebensdauer, Risiko der Verschlechterung während des Ladens/Entladens.
  • Einsatzgebiete: Luftfahrt, tragbare Energiespeicher.

5. zinkhaltige Luftspulen

  • Vorteile: Niedrige Kosten, hohe Energiedichte, sichere und umweltfreundliche Konstruktion.
  • Nachteile Geringe Effizienz beim Laden und Entladen.
  • Anwendungsbereiche: Backup-Energiespeicher, kleine Anwendungen.

Fortschrittliche Materialien und Innovationen für BESS

  • Graphen und Nanomaterialien: Innovative Materialien für bessere Leitfähigkeit und längere Akkulaufzeit.
  • Fortschrittliche Elektrolyte: Feste und Gel-Elektrolyte, die das Risiko einer Verbrennung in Lithium-Ionen-Batterien verringern.
  • Intelligente Batterie-Management-Systeme (BMS): Durch künstliche Intelligenz unterstützte Systeme, die den Betrieb von Batterien effizienter und sicherer machen.

Batterieleistung bei hohen Temperaturen und rauen Umgebungsbedingungen

  • Natrium-Schwefel-Batterien (NaS): Langlebige Batterien, die für den Betrieb bei hohen Temperaturen geeignet sind.
  • Lithium-Titanat-Batterien (LTO): Schnelles Laden und hohe Leistung bei niedrigen Temperaturen.
  • Thermische Management-Systeme: Aktive Kühlung und Wärmemanagement-Technologien, um den sicheren Betrieb von Batterien unter extremen Temperaturbedingungen zu gewährleisten.

Fazit

Fortschrittliche BESS-Technologien und alternative Batteriechemien ermöglichen es, erneuerbare Energiesysteme effizienter und nachhaltiger zu machen. Während Lithium-Ionen-Batterien noch immer weit verbreitet sind, bieten Alternativen wie Na-Ionen-, Durchfluss- und Festkörperbatterien ein großes Potenzial, um Energiespeicherlösungen sicherer, wirtschaftlicher und langlebiger zu machen.

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Technische Auslegung und Leistungskriterien für Solarenergie-Batteriespeichersysteme (BESS)

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) in Solarkraftwerken spielen eine entscheidende Rolle, um die Kontinuität der erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Der effiziente Betrieb dieser Systeme erfordert jedoch eine sorgfältig konzipierte Technik und standardisierte Leistungskriterien. Internationale Normen wie die IEC 62933-2-1 bieten Orientierungshilfen für jede Phase von BESS, vom Design bis zu den Testverfahren. In diesem Beitrag werden wir das technische Design, die Leistungsparameter und die Testmethoden eines solarintegrierten BESS untersuchen. Unser Ziel ist es zu zeigen, wie das System sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Effizienz maximiert.

Design-Anforderungen

Modularer Aufbau und Komponenten

Das BESS-Design basiert auf einem modularen Ansatz. Batteriezellen (z.B. Lithium-Eisen-Phosphat – LFP), Power Conversion System (PCS), Battery Management System (BMS) und Energy Management System (EMS) arbeiten zusammen. Das PCS, das der Norm IEC 62477-1 entspricht, harmonisiert den Energiefluss mit dem Netz, während die technischen Parameter (Kraftwerksleistung, Batteriekapazität usw.) die Grundlage für das Design bilden. Darüber hinaus sorgen HLK-Systeme für die Temperaturkontrolle und Brandschutzmaßnahmen gemäß NFPA 855 (z. B. Zwischenwände, die eine thermische Ausbreitung verhindern) sind ein Muss.

Leistungsparameter

Kapazität und Effizienz

Die Leistung eines BESS wird anhand von Parametern wie Energiekapazität, Round-Trip-Effizienz und Zykluslebensdauer gemessen. Gemäß IEC 62933-2-1 bestimmt die Nennenergiekapazität die Speicherkapazität des Systems, während eine Round-Trip-Effizienz von über 98% den Energieverlust minimiert. Im Allgemeinen wird eine Mindestlebensdauer von 6000 Zyklen mit einer Entladetiefe von 80 % (DoD) und einer maximalen Selbstentladung von 4 % pro Monat gefordert. Dies ist ein vernünftiges Niveau, da es eine stabile Leistung des Solarkraftwerks für 10 Jahre bedeutet.

Reaktionszeit und Aufladegeschwindigkeit

Die schnelle Reaktion des Systems auf Netzwerkanforderungen ist ebenfalls ein kritischer Punkt. Die IEC 62933-2-1 verlangt zum Beispiel, dass das PCS innerhalb von 200 Millisekunden reagiert. Die in der türkischen Verordnung festgelegte Lade-/Entladerate von 1C bedeutet, dass das System seine gesamte Kapazität in einer Stunde vollständig laden und entladen kann. Diese Eigenschaft erhöht die Flexibilität von Solarkraftwerken, insbesondere bei Anwendungen wie Peak Shaving oder Frequenzregelung.

Test Methoden

Auf Standards basierende Leistungstests

Es gibt umfangreiche Tests, um die Leistung des BESS zu überprüfen. Abschnitt 6.2.1 der IEC 62933-2-1 definiert Lade-Entlade-Zyklen, um die tatsächliche Energiekapazität zu messen, während 6.2.3 die Round-Trip-Effizienz testet. Bei Tests mit 80% DoD wird zum Beispiel geprüft, ob das System die angegebene Kapazität erreicht. Die IEC 62619 testet die Sicherheit von Batteriezellen gegen thermische Ausbreitung, während die IEC TS 62933-5-1 die Netzanschlussfähigkeit bewertet. Gemäß der technischen Spezifikation müssen diese Tests vor der Auslieferung abgeschlossen und die Ergebnisse dokumentiert werden. Kurz gesagt, Testverfahren in Übereinstimmung mit den Normen sind ein sehr wichtiges Thema.

Praktische Anwendung und nächste Schritte

In Solarkraftwerken macht BESS in praktischen Szenarien einen Unterschied. So können beispielsweise 10 MW überschüssiger Strom tagsüber gespeichert und nachts ins Netz eingespeist werden, was sowohl Energieverschwendung verhindert als auch die Nachfrage ausgleicht. Gemäß IEC TS 62933-5-1 werden auch die elektrische Sicherheit und die Netzintegration des Systems getestet, was eine langfristige Leistung garantiert. Im nächsten Artikel werden wir die Auswirkungen von BESS auf die Umwelt und die Strategien für das Ende des Lebenszyklus diskutieren. Technisches Design und Leistung sind nur der Anfang für eine nachhaltige Energiezukunft. Natürlich müssen sie auch durch die Gesetzgebung unterstützt werden.

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Einführung in Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) in Solarkraftwerken

Obwohl die Solarenergie einer der Eckpfeiler der Revolution der erneuerbaren Energien ist, stellt die Abhängigkeit ihrer Produktion von den Wetterbedingungen und der Tageszeit eine ernsthafte Herausforderung dar. Die Unterbrechung der Energieproduktion bei bewölktem Wetter oder in der Nacht kann die Netzstabilität und die Energiekontinuität gefährden. An diesem Punkt kommen Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) ins Spiel. BESS speichert den in Solarkraftwerken erzeugten überschüssigen Strom und ermöglicht es, ihn bei Bedarf zu nutzen.

Die intermittierende Natur der Solarenergie macht eine Energiespeicherung unumgänglich. So wird beispielsweise tagsüber erzeugte überschüssige Energie vergeudet, wenn sie nicht in das Netz eingespeist wird, während es nachts oder während der Nachfragespitzen an der Produktion mangelt. BESS fungiert als Brücke zur Beseitigung dieses Ungleichgewichts. Ausgestattet mit Batterietechnologien wie Lithium-Eisen-Phosphat (LFP), speichern die Systeme die Energie von Solarmodulen und geben sie bei Bedarf an das Netz oder den Nutzer ab. Nach den technischen Spezifikationen kann ein BESS mit einer Kapazität von 10 MW und 14 MWh beispielsweise die Effizienz eines solchen Kraftwerks erheblich steigern. Der Bereich der Zuverlässigkeit und der Nutzung erneuerbarer Energien wird also immer größer.

Wie funktioniert also ein BESS? Zu den wichtigsten Komponenten des Systems gehören die Batteriezellen, das Power Conversion System (PCS), das Battery Management System (BMS) und das Energy Management System (EMS). Die Batteriezellen speichern Energie, das PCS wandelt diese Energie von Wechselstrom in Gleichstrom um (oder umgekehrt), das BMS überwacht den Zustand und die Sicherheit der Batterien, und das EMS optimiert den Energiefluss. Gemäß der Norm IEC 62933-2-1 arbeiten diese Komponenten in einer kohärenten Architektur, um die Leistung des Systems zu maximieren. Ein Round-Trip-Wirkungsgrad von 98% minimiert beispielsweise den Energieverlust und erhöht die Effizienz des BESS.

Internationale Standards spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und dem Betrieb dieser Systeme. Die IEC 62933-2-1 definiert die Einheitsparameter (wie z.B. Nennenergiekapazität, Reaktionszeit) und Testmethoden von BESS. So werden zum Beispiel bestimmte Lade-Entlade-Zyklen angewandt, um die tatsächliche Energiekapazität eines Systems zu messen und die Übereinstimmung mit den Anforderungen des Solarkraftwerks zu gewährleisten. Darüber hinaus befasst sich die IEC TS 62933-4-1 mit den Auswirkungen auf die Umwelt und gewährleistet die Umweltverträglichkeit des Systems. Diese Standards dienen als Leitfaden für die Integration von BESS mit Solarenergie und verbessern sowohl die Sicherheit als auch die Effizienz.

Die Vorteile, die BESS bieten, sind recht erfreulich. Die Unterstützung der Netzstabilität, die Deckung der Spitzennachfrage (Peak Shaving), die Frequenzregelung und die Optimierung der Nutzung erneuerbarer Energien sind nur einige davon. In einem Solarkraftwerk beispielsweise ermöglicht BESS die Nutzung der tagsüber erzeugten Überschüsse in der Nacht, wodurch das Energieangebot an die Nachfrage angepasst wird. Ein System mit einer Lebensdauer von 6000 Zyklen und einer Entladetiefe (DoD) von 80% kann beispielsweise 10 Jahre lang eine zuverlässige Leistung erbringen. Dies ist sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch ein großer Gewinn.

Kurz gesagt, können wir DoD wie folgt definieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass BESS eine unverzichtbare Lösung ist, um das Potenzial von Solarkraftwerken voll auszuschöpfen. Diese Systeme prägen die Zukunft der erneuerbaren Energien und erhöhen gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Stromnetzes.

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Netzintegration von DGES und BESS und Vorschriften in der Türkei

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) in Solarkraftwerken spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Energiekontinuität, der Erhöhung der Netzstabilität und der Optimierung des Gleichgewichts zwischen Energieangebot und -nachfrage. Allerdings hängt die Integration von BESS im Netzmaßstab von vielen technischen, regulatorischen und betrieblichen Faktoren ab. In der Türkei wird dieser Integrationsprozess im Rahmen von technischen Spezifikationen und Standards durchgeführt, die von verschiedenen Institutionen, vor allem TEİAŞ und TEDAŞ, festgelegt wurden.

Technische Anforderungen für die Integration von BESS in das Stromnetz

Um BESS erfolgreich in das Netz zu integrieren, müssen die folgenden technischen Anforderungen erfüllt werden:

  • Netzanschlussnormen: IEC 62933-Serie und Einhaltung der von TEİAŞ festgelegten Anschlusskriterien in der Türkei.
  • Frequenz- und Spannungsregulierung: Das BESS sollte die Funktion haben, die Netzfrequenz zu stabilisieren und die Spannung zu regulieren.
  • Betrieb im Inselbetrieb: Bei Netzausfällen sollte das BESS in der Lage sein, kritische Lasten bei Bedarf im Inselbetrieb zu versorgen.
  • Blindleistungsmanagement: Zur Verbesserung der Stromqualität sollten Wirk- und Blindleistungssteuerung durchgeführt werden.
  • SCADA und Fernüberwachung: Die Einhaltung der von TEİAŞ festgelegten Standards für die Datenerfassung und Fernüberwachung muss gewährleistet sein.

TEDAŞ und TEİAŞ Standards und Spezifikationen für BESS in der Türkei

Der regulatorische Rahmen für Energiespeichersysteme in der Türkei basiert auf technischen Spezifikationen und Standards, die von TEİAŞ und TEDAŞ festgelegt wurden:

  • TEIAS Technische Spezifikationen:
    • Die technischen Kriterien, die für den Anschluss von BESS an das türkische Stromübertragungsnetz erfüllt sein müssen, wurden festgelegt.
    • Spannungs- und Frequenztoleranzen sowie Grenzwerte, die für die Systemsicherheit einzuhalten sind, sind klar definiert.
    • Netzanschluss- und Betriebsanforderungen für Energiespeichersysteme werden festgelegt.
    • ÜBERWACHUNG UND KONTROLLE VON ELEKTRIZITÄTSSPEICHERANLAGEN Unten
    • Sie können das von TEİAŞ veröffentlichte PDF-Dokument mit dem Titel „VERFAHREN und GRUNDSÄTZE FÜR DIE AUSBILDUNG“ finden.
GRUNDSÄTZE UND VERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG UND KONTROLLE VON STROMSPEICHERN-30122024 (PDF)Herunterladen
  • TEDAŞ Distribution System Standards:
    • Es wird festgelegt, wie das BESS auf mittlerer und niedriger Spannungsebene arbeiten soll.
    • Die Integration des intelligenten Netzes und seine Auswirkungen auf das Verteilungssystem werden bewertet.
    • Nachstehend finden Sie die Datei mit dem Titel GRID CONNECTION and COMPATIBILITY CRITERIA OF ELECTRICITY STORAGE FACILITIES, veröffentlicht von TEİAŞ.
Netzanschluss und Konformitätskriterien für Stromspeicher-30122024 (PDF)Herunterladen

Netzunterstützende Dienstleistungen: Frequenzregelung und Blindleistungsmanagement

BESS erfüllt wichtige Funktionen im Rahmen der Netzwerk-Supportdienste:

  • Frequenzregelung: Bietet reaktionsschnelle Mechanismen zum Ausgleich der Wirkleistung, um die Netzfrequenz auf dem Nennwert zu halten.
  • Unterstützung der Blindleistung: Verbessert die Stromqualität im Netz, indem es zur Spannungsregulierung beiträgt.
  • Spitzenlastausgleich: Er reduziert die Belastung des Netzes durch die Bereitstellung von Energie während der Stunden mit hoher Stromnachfrage.
  • Inselmodus-Betrieb: Er kann den Energiebedarf einer bestimmten Region unabhängig vom Netz decken.

Testverfahren für elektrische Speichereinheiten

Sie können das ausführliche Dokument über die Testverfahren für die in DGES zu verwendenden Speichersysteme unten aufrufen.

TECHNISCHE KRITERIEN UND PRÜFVERFAHREN FÜR DEN EINSATZ VON ELEKTRISCHEN SPEICHERN UND EINRICHTUNGEN IN HILFSDIENSTEN 30122024 (PDF)Herunterladen

Lizenzen, Anreize und Investitionsprozesse

Die Investitionsprozesse für Energiespeichersysteme in der Türkei werden durch Genehmigungsverfahren und Anreizmechanismen unterstützt, die von der Energiemarktregulierungsbehörde (EMRA) festgelegt werden:

  • Lizenzierungsprozess:
    • Die von der EMRA erteilte vorläufige Lizenz und die Lizenzverfahren für BESS-Investitionen wurden festgelegt.
    • Gesetzliche Verpflichtungen für BESS-Projekte, die in Stromerzeugungsanlagen integriert sind.
  • Anreize und Unterstützungen:
    • Staatliche Anreize für Energiespeichersysteme, die mit erneuerbaren Energiequellen integriert sind.
    • Von TEİAŞ angebotene Unterstützungen für BESS-Investitionen auf dem Ausgleichsmarkt.

Fazit

Die Netzintegration von BESS erfordert einen umfassenden Prozess in Bezug auf die Einhaltung von technischen Standards, regulatorischen Rahmenbedingungen und Marktmechanismen. Während die von TEDAŞ und TEİAŞ in der Türkei festgelegten Standards den sicheren und effizienten Anschluss von Energiespeichersystemen an das Netz gewährleisten, bestimmen internationale Vorschriften und die Marktdynamik die Zukunft der Investitionen in Energiespeicher. Die richtige Planung, Technologieauswahl und Einhaltung der regulatorischen Anforderungen werden die Rolle von BESS auf den Energiemärkten stärken.

Sie können uns unter [email protected] kontaktieren, wenn Sie ein GES mit Speicher (DGES) Kraftwerk bauen möchten.

DGES, BESS und Netzintegration

Während Solarkraftwerke die Erzeugung erneuerbarer Energien revolutionieren, wird die nahtlose und präzise Integration in das Stromnetz zu einem entscheidenden Element, um dieses Potenzial voll auszuschöpfen. Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) gleichen die intermittierende Natur der Solarenergie aus, sorgen für Netzstabilität und erhöhen den Anteil erneuerbarer Energien. Normen wie die IEC TS 62933-5-1 definieren die technischen Anforderungen dieser Integration, während die Technische Spezifikation die konkrete Umsetzung anleitet. In diesem Artikel werden wir analysieren, wie BESS in das Netz integriert werden, welche Auswirkungen dies auf die Netzstabilität hat und welche praktischen Szenarien es gibt.

Netzstabilität und BESS

Frequenz- und Spannungssteuerung

Die Netzstabilität erfordert, dass Frequenz und Spannung innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden, aber variable Quellen wie die Solarenergie können dieses Gleichgewicht in Frage stellen. SPPs mit Speicherung (SPPs), deren Bau bald beginnen wird, lösen dieses Problem mit ihrer schnellen Reaktionszeit. Gemäß IEC TS 62933-5-1 sollte das Power Conversion System (PCS) für eine Frequenzregelung sorgen, indem es innerhalb von 200 Millisekunden auf Netzanforderungen reagiert. In diesen Fällen schalten die PCS das Netz um, indem sie bei plötzlichen Laständerungen Energie einspeisen oder absorbieren. Dies ist ein entscheidender Vorteil, insbesondere in Regionen mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien, in denen die Netzstabilisierung eine Herausforderung darstellt.

Einhaltung der Netzwerk-Codes

Technische Anforderungen und Standards

Damit BESS im Einklang mit dem Stromnetz arbeiten können, ist die Einhaltung lokaler und internationaler Netzvorschriften unerlässlich. Die IEC TS 62933-5-1 standardisiert Anforderungen wie Niederspannungs-Ride-Through und Blindleistungsunterstützung. Gemäß den von Solarian erstellten technischen Spezifikationen müssen die Netzanschlusstests des PCS abgeschlossen sein und das System muss in der Lage sein, bei plötzlichen Spannungseinbrüchen ohne Unterbrechung zu arbeiten. Ein BESS mit einer Lade-/Entladerate von 1C sollte beispielsweise in der Lage sein, sowohl Zuverlässigkeit als auch Flexibilität zu bieten, indem es sich sofort an die Anforderungen des Netzbetreibers anpasst.

In diesem Prozess sind die Anschluss- und Konformitätskriterien für SPPs mit von TEİAŞ angebotenen Speichern wie folgt.

NETZANSCHLUSS- UND KONFORMITÄTSKRITERIEN FÜR ELEKTRISCHE SPEICHER -30122024 (PDF)Herunterladen

Microgrid und Inselmodus

Unabhängige Energiesysteme

BESS unterstützt nicht nur das Hauptnetz, sondern kommt auch in Mikronetzen und im Inselbetrieb zum Einsatz. Die Kombination aus Solarkraftwerk und BESS kann bei Netzausfällen zu einer unabhängigen Energiequelle werden. So kann ein Solarkraftwerk nachts oder in Notsituationen autark sein. Die elektrischen Sicherheitstests der IEC TS 62933-5-1 gewährleisten, dass solche Systeme auch bei netzunabhängigem Betrieb stabil bleiben. Wenn die Anforderungen in den von Solarian erstellten technischen Spezifikationen erfüllt sind, wird ein langlebiges und reibungslos funktionierendes Speicherkraftwerk entworfen und gebaut.

Praktische Anwendungsszenarien

Beispiel aus der realen Welt

Die Auswirkungen von BESS auf die Netzintegration werden anhand praktischer Beispiele deutlicher. Nehmen wir an, ein 10-MW-Solarkraftwerk erzeugt tagsüber überschüssige Energie. BESS speichert diese Energie und leitet sie abends, wenn die Nachfrage steigt, an das Netz weiter. Außerdem unterstützt es den Netzbetreiber, indem es innerhalb von Sekunden eingreift, wenn die Frequenz abfällt (z.B. von 50 Hz auf 49,8 Hz). Nach den von Solarian erstellten technischen Spezifikationen spielt ein DGES-System mit einer Lebensdauer von 6000 Zyklen und einer Entladetiefe (DoD) von 80% 10 Jahre lang eine Rolle bei den Netzdienstleistungen.

Zukunft und Schlussfolgerung

BESS und anschließend Solarkraftwerke mit Speicher (SHPPs) tragen zur Zukunft der erneuerbaren Energien bei, indem sie Solarkraftwerke netzfreundlich machen. Netzstabilität, Flexibilität und die Fähigkeit, unabhängig zu arbeiten, erhöhen den Wert dieser Systeme. Ressourcen wie IEC TS 62933-5-1 und die DGES Technical Specification von Solarian bilden die technische Grundlage für die Integration.

Ausführlichere Informationen über die Vorschriften in der Türkei finden Sie in unserem Artikel über die Netzintegration von BESS und die Vorschriften in der Türkei.

Sie können uns unter [email protected] kontaktieren, wenn Sie technische Unterstützung für Ihre geplanten GES with Storage (DGES) Kraftwerke benötigen.

Grundlagen von Batterie-Energiespeichersystemen (BESS) in Solarkraftwerken

Obwohl Solarenergie eine unbegrenzte und saubere Energiequelle ist, ist sie von Natur aus intermittierend. Während die Energieproduktion in der Nacht oder bei bewölktem Wetter abnimmt, kann an sonnigen Tagen mehr Energie produziert werden als benötigt wird. Diese Situation macht den Einsatz von Batteriespeichersystemen (BESS) zwingend erforderlich, um die Schwankungen der Energieversorgung zu regulieren und die Energiekontinuität zu gewährleisten.

BESS ist ein komplexes System, das aus mehreren Komponenten besteht. Die wichtigsten Komponenten sind:

  • Batteriezellen: LFP-Batterien (Lithium-Eisen-Phosphat) werden aufgrund ihrer langen Lebensdauer, sicheren Struktur und thermischen Stabilität häufig in Solarenergiesystemen eingesetzt. Gemäß den technischen Spezifikationen werden LFP-Batterien in Systemen mit einer Kapazität von 10 MW/14 MWh bevorzugt.
  • Energieumwandlungssystem (PCS): Durch die DC-AC-Umwandlung sorgt es dafür, dass die in den Batterien gespeicherte Energie für das Netz nutzbar gemacht wird.
  • Batterie-Management-System (BMS): Steuert die Lade-/Entladevorgänge für einen gesunden und effizienten Betrieb der Batterien und verhindert ein Überladen oder Entladen.
  • Energie-Management-System (EMS): Optimiert den Energiefluss durch die Integration des Solarkraftwerks mit dem BESS.

Einführung in die IEC-Normen

Die Auslegung, Sicherheit und Leistung von Energiespeichersystemen sollte in Übereinstimmung mit den IEC-Normen festgelegt werden. Die wichtigsten relevanten Normen sind:

  • IEC 62933-1: Definiert die Terminologie für Batteriespeichersysteme.
  • IEC 62933-2-1: Beschreibt die Geräteparameter und Testmethoden. Diese Normen stellen sicher, dass die Qualitäts- und Sicherheitsstandards bei der Entwicklung und Implementierung von BESS eingehalten werden.

BESS Integration mit Solarenergie

BESS erfüllt die folgenden wichtigen Aufgaben in Solarkraftwerken:

  • Netzstabilität: Gleicht plötzliche Stromschwankungen aus und stabilisiert die Netzfrequenz.
  • Peak Limiting: Es hilft, die Strompreise zu senken, indem es das Netz während der Spitzenverbrauchszeiten stützt.
  • Frequenzkontrolle: BESS stabilisiert Frequenzschwankungen und sorgt so für eine stabile Energieversorgung.
  • Effizienz bei der Nutzung erneuerbarer Energien: Gespeicherte Energie kann verwendet werden, wenn die Nachfrage steigt, was eine effizientere Nutzung der erneuerbaren Energieressourcen ermöglicht.

Fazit

Batteriespeichersysteme in Solarkraftwerken sind entscheidende Technologien, die die Kontinuität der Energieversorgung und die Netzstabilität gewährleisten. Durch den Einsatz von LFP-Batterien, die Einhaltung der IEC-Normen und das Energiemanagement erhöht BESS die Effizienz von Solarstromanlagen und unterstützt das Erreichen nachhaltiger Energieziele.

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Aufstrebende Technologien und Trends bei Speichersystemen für Solarkraftwerke

Wir können sagen, dass Batteriespeichersysteme (BESS) in Solarkraftwerken die Zukunft der Technologie prägen werden. Denn neue Batterietypen, die Integration künstlicher Intelligenz und hybride Systeme steigern die Leistung, Effizienz und Nachhaltigkeit von BESS. Während bestehende Standards wie IEC 62933-2-1 diese Entwicklungen unterstützen, verschieben Branchentrends die Grenzen der Energiespeicherung. In diesem Artikel erörtern wir die Innovationen in der BESS-Technologie und die zukünftige Richtung der Integration mit Solarenergie, auch wenn es in der Türkei noch kein lizenziertes Kraftwerk gibt (April 2025).

Batterietechnologien der neuen Generation

Festkörper- und Durchflussbatterien

Während Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LFP) derzeit weit verbreitet sind, sind Festkörperbatterien und Durchflussbatterien das Thema der Zukunft. Festkörperbatterien bieten eine höhere Energiedichte und Sicherheit, da sie ein festes Material anstelle eines flüssigen Elektrolyten verwenden und die thermischen Durchschlagstests der IEC 62619 leichter bestehen. Diese Technologien versprechen langlebigere und flexiblere Speicherlösungen für Solarkraftwerke.

Optimierung mit künstlicher Intelligenz

Entwicklung von EMS und BMS

Künstliche Intelligenz (KI) verändert das Energiemanagementsystem (EMS) und das Batteriemanagementsystem (BMS) von BESS. Die Leistungsparameter der IEC 62933-2-1 (z.B. eine Round-Trip-Effizienz von 98%) können mit KI in Echtzeit optimiert werden. In einem Kraftwerk kann ein KI-gestütztes EMS beispielsweise die Energieverteilung um 10 % effizienter gestalten, indem es Nachfragespitzen vorhersagt. Das bedeutet sowohl Kosteneinsparungen als auch Netzstabilität. In der Tat können wir sagen, dass der andere Geschäftszweig, der die Entwicklung von Speichersystemen anführen wird, Technologie und Software sein wird.

In Zukunft wird das BESS voraussichtlich nicht allein, sondern in Hybridsystemen betrieben werden. Überschüssiger Strom, der durch Solarenergie erzeugt wird, kann in Wasserstoff (H2) umgewandelt und gespeichert werden, ideal für die langfristige Energiespeicherung. Während die Umweltrichtlinien der IEC TS 62933-4-1 eine kohlenstoffarme Erzeugung von Wasserstoff vorsehen, kann ein 10-MW-System in der Technischen Spezifikation durch einen hybriden Ansatz erweitert werden. Zum Beispiel Kurzzeitspeicherung mit BESS während des Tages, während überschüssige Energie in Wasserstoff umgewandelt und über Wochen gespeichert werden kann. Dies bietet eine Lösung für die saisonalen Schwankungen der Solarenergie.

Globale Trends und Prognosen

Kapazitätssteigerung und Innovationen

Der Markt für Energiespeicher wächst schnell. Die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) schätzt, dass sich die weltweite BESS-Kapazität bis 2030 verdoppeln wird. Dieses Wachstum wird durch die Kommerzialisierung neuer Technologien unterstützt. So wird erwartet, dass Festkörperbatterien 2025 in die Massenproduktion gehen oder dass sich KI-basierte Systeme durchsetzen werden. Wir können sagen, dass Solarkraftwerke durch diese Trends zuverlässiger und skalierbarer werden.

Zukunftsvision und Schlussfolgerung

Die Zukunft von BESS liegt in der Maximierung des Potenzials der Solarenergie durch technologische Innovation. Festkörperbatterien, KI-Optimierung und Hybridsysteme läuten eine neue Ära der Energiespeicherung ein. Während die IEC-Normen diese Entwicklungen leiten, legen Dokumente wie die Technischen Spezifikationen den Grundstein für praktische Anwendungen. Die Energiespeicherung wird in Zukunft ein wichtiges Thema sein.

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