Was sollten Sie bei der Auswahl eines Batterie-Energiespeichers wissen?

Bis 2024 hat der boomende globale Energiespeichermarkt dazu geführt, dass der kritische Wert vonBatterie-Energiespeichersystemein verschiedenen Märkten, insbesondere im Solarenergiemarkt, der sich zunehmend zu einem wichtigen Bestandteil des Stromnetzes entwickelt hat. Aufgrund der schwankenden Verfügbarkeit von Solarenergie ist ihre Versorgung instabil. Batteriespeichersysteme können die Frequenz regulieren und so den Netzbetrieb effektiv ausgleichen. Energiespeicher werden künftig eine noch wichtigere Rolle bei der Bereitstellung von Spitzenkapazitäten spielen und so kostspielige Investitionen in Verteilungs-, Übertragungs- und Erzeugungsanlagen hinauszögern.

Die Kosten für Solar- und Batteriespeichersysteme sind im letzten Jahrzehnt drastisch gesunken. In vielen Märkten untergraben erneuerbare Energien zunehmend die Wettbewerbsfähigkeit der traditionellen fossilen und nuklearen Stromerzeugung. Während früher die Erzeugung erneuerbarer Energien weithin als zu teuer galt, sind die Kosten bestimmter fossiler Energiequellen heute deutlich höher als die der Erzeugung erneuerbarer Energien.

Zusätzlich,Eine Kombination aus Solar- und Speicheranlagen kann Strom ins Netz einspeisenund ersetzt damit Erdgaskraftwerke. Da die Investitionskosten für Solarkraftwerke deutlich reduziert sind und während ihrer gesamten Lebensdauer keine Brennstoffkosten anfallen, liefert diese Kombination bereits heute Energie zu geringeren Kosten als herkömmliche Energiequellen. Kombiniert mit Batteriespeichersystemen kann der Strom von Solarkraftwerken zeitlich begrenzt genutzt werden. Dank der schnellen Reaktionszeit der Batterien können die Projekte flexibel auf die Bedürfnisse des Kapazitätsmarktes und des Marktes für Nebendienstleistungen reagieren.

Momentan,Lithium-Ionen-Batterien auf Basis der Lithium-Eisenphosphat-Technologie (LiFePO4) dominieren den Markt für Energiespeicherung.Diese Batterien werden aufgrund ihrer hohen Sicherheit, langen Lebensdauer und stabilen thermischen Leistung häufig eingesetzt. Obwohl die Energiedichte vonLithium-Eisenphosphat-BatterienObwohl der Preis für Lithium-Eisenphosphat-Batterien etwas niedriger ist als bei anderen Lithium-Batterietypen, wurden durch optimierte Produktionsprozesse, verbesserte Fertigungseffizienz und Kostensenkungen dennoch erhebliche Fortschritte erzielt. Es wird erwartet, dass der Preis für Lithium-Eisenphosphat-Batterien bis 2030 weiter sinken wird, während ihre Wettbewerbsfähigkeit auf dem Energiespeichermarkt weiter zunimmt.

Angesichts der rasant steigenden Nachfrage nach ElektrofahrzeugenEnergiespeichersystem für Privathaushalte, C&I-EnergiespeichersystemLi-FePO4-Batterien bieten aufgrund ihrer Kosten-, Lebensdauer- und Sicherheitsvorteile eine zuverlässige Option für große Energiespeichersysteme. Zwar sind die Energiedichteziele nicht so hoch wie bei anderen chemischen Batterien, doch ihre Vorteile in puncto Sicherheit und Langlebigkeit machen sie für Anwendungsszenarien geeignet, die langfristige Zuverlässigkeit erfordern.

Zu berücksichtigende Faktoren beim Einsatz von Batteriespeichern

Beim Einsatz von Energiespeichern sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Leistung und Lebensdauer des Batteriespeichers hängen vom jeweiligen Projektzweck ab. Dieser wird durch seinen wirtschaftlichen Wert bestimmt. Dieser wiederum hängt vom Markt ab, an dem das Energiespeichersystem teilnimmt. Dieser Markt bestimmt letztlich, wie die Batterie Energie verteilt, lädt oder entlädt und wie lange sie hält. Leistung und Lebensdauer der Batterie bestimmen somit nicht nur die Investitionskosten des Energiespeichersystems, sondern auch dessen Betriebsdauer.

Das Laden und Entladen eines Batteriespeichersystems ist in manchen Märkten rentabel. In anderen Fällen fallen lediglich die Kosten für das Laden an, die wiederum die Kosten für den Betrieb des Energiespeichergeschäfts darstellen. Lademenge und -rate sind nicht identisch mit der Entlademenge.

Beispielsweise nutzt bei netzweiten Solar- und Batteriespeicheranlagen oder bei kundenseitigen Speichersystemen, die Solarenergie nutzen, der Batteriespeicher Strom aus der Solaranlage, um sich für Investitionssteuergutschriften (ITCs) zu qualifizieren. Das Konzept der nutzungsabhängigen Vergütung (Pay-to-Charge) für Energiespeichersysteme in regionalen Übertragungsnetzbetreibern (RTOs) weist beispielsweise Nuancen auf. Im Beispiel der Investitionssteuergutschrift (ITC) erhöht der Batteriespeicher den Eigenkapitalwert des Projekts und damit die interne Rendite des Eigentümers. Im PJM-Beispiel trägt der Batteriespeicher das Laden und Entladen, sodass seine Amortisationsvergütung proportional zum elektrischen Durchsatz ist.

Es scheint widersprüchlich zu sein, dass Leistung und Laufzeit einer Batterie ihre Lebensdauer bestimmen. Eine Reihe von Faktoren wie Leistung, Laufzeit und Lebensdauer unterscheiden Batteriespeichertechnologien von anderen Energietechnologien. Das Herzstück eines Batteriespeichersystems ist die Batterie. Wie bei Solarzellen degradieren ihre Materialien mit der Zeit, was zu Leistungseinbußen führt. Solarzellen verlieren an Leistung und Effizienz, während die Degradation der Batterie zu einem Verlust der Energiespeicherkapazität führt.Während Solaranlagen eine Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren haben, beträgt die Lebensdauer von Batteriespeichersystemen in der Regel nur 10 bis 15 Jahre.

Ersatz und Ersatzkosten sollten bei jedem Projekt berücksichtigt werden. Das Ersatzpotenzial hängt vom Durchsatz des Projekts und den mit seinem Betrieb verbundenen Bedingungen ab.

Die vier Hauptfaktoren, die zu einer Verschlechterung der Batterieleistung führen, sind:

• Batteriebetriebstemperatur
• Batteriestrom
• Durchschnittlicher Ladezustand der Batterie (SOC)
• Die „Schwingung“ des durchschnittlichen Ladezustands (SOC) der Batterie, also das Intervall des durchschnittlichen Ladezustands (SOC), in dem sich die Batterie die meiste Zeit befindet. Der dritte und vierte Faktor hängen zusammen.

Es gibt zwei Strategien zur Verwaltung der Akkulaufzeit im Projekt.Die erste Strategie besteht darin, die Größe der Batterie zu reduzieren, sofern das Projekt durch Einnahmen getragen wird, und die geplanten künftigen Ersatzkosten zu senken. In vielen Märkten können geplante Einnahmen die künftigen Ersatzkosten decken. Generell müssen künftige Kostensenkungen bei Komponenten bei der Schätzung künftiger Ersatzkosten berücksichtigt werden, was den Markterfahrungen der letzten 10 Jahre entspricht. Die zweite Strategie besteht darin, die Größe der Batterie zu erhöhen, um ihren Gesamtstrom (oder die C-Rate, einfach definiert als Laden oder Entladen pro Stunde) durch den Einsatz paralleler Zellen zu minimieren. Niedrigere Lade- und Entladeströme führen tendenziell zu niedrigeren Temperaturen, da die Batterie beim Laden und Entladen Wärme erzeugt. Wenn im Batteriespeichersystem überschüssige Energie vorhanden ist und weniger Energie verbraucht wird, wird die Menge der Lade- und Entladevorgänge der Batterie reduziert und ihre Lebensdauer verlängert.

Batterieladung/-entladung ist ein Schlüsselbegriff.Die Automobilindustrie verwendet üblicherweise „Zyklen“ als Maß für die Batterielebensdauer. Bei stationären Energiespeicheranwendungen werden Batterien eher teilweise zyklisiert, d. h. sie werden teilweise geladen oder teilweise entladen, wobei jede Ladung und Entladung unzureichend ist.

Verfügbare Batterieenergie.Energiespeichersysteme werden möglicherweise weniger als einmal pro Tag zyklisch genutzt und können je nach Marktanwendung diesen Wert überschreiten. Daher sollte das Personal die Batterielebensdauer anhand der Batteriedurchsatzleistung bestimmen.

Lebensdauer und Überprüfung von Energiespeichergeräten

Das Testen von Energiespeichergeräten umfasst zwei Hauptbereiche.Erstens ist das Testen der Batteriezellen von entscheidender Bedeutung für die Beurteilung der Lebensdauer eines Batterie-Energiespeichersystems.Durch die Prüfung von Batteriezellen werden die Stärken und Schwächen der Batteriezellen sichtbar und Betreiber verstehen, wie die Batterien in das Energiespeichersystem integriert werden sollten und ob diese Integration sinnvoll ist.

Reihen- und Parallelschaltungen von Batteriezellen helfen zu verstehen, wie ein Batteriesystem funktioniert und wie es aufgebaut ist.In Reihe geschaltete Batteriezellen ermöglichen das Stapeln von Batteriespannungen, d. h. die Systemspannung eines Batteriesystems mit mehreren in Reihe geschalteten Batteriezellen ist gleich der individuellen Batteriezellspannung multipliziert mit der Anzahl der Zellen. In Reihe geschaltete Batteriearchitekturen bieten Kostenvorteile, haben aber auch einige Nachteile. Bei in Reihe geschalteten Batterien ziehen die einzelnen Zellen den gleichen Strom wie das Batteriepaket. Wenn beispielsweise eine Zelle eine maximale Spannung von 1 V und einen maximalen Strom von 1 A hat, dann haben 10 in Reihe geschaltete Zellen eine maximale Spannung von 10 V, aber immer noch einen maximalen Strom von 1 A, bei einer Gesamtleistung von 10 V * 1 A = 10 W. Bei einer Reihenschaltung ist das Batteriesystem mit der Herausforderung der Spannungsüberwachung konfrontiert. Eine Spannungsüberwachung an in Reihe geschalteten Batteriepaketen kann zur Kostensenkung durchgeführt werden, aber es ist schwierig, Schäden oder Kapazitätsverluste einzelner Zellen zu erkennen.

Parallel geschaltete Batterien ermöglichen hingegen eine Stromstapelung. Das bedeutet, dass die Spannung des parallel geschalteten Batteriepakets der Einzelzellenspannung entspricht und der Systemstrom dem Einzelzellenstrom multipliziert mit der Anzahl der parallel geschalteten Zellen entspricht. Wird beispielsweise dieselbe 1-V-, 1-A-Batterie verwendet, können zwei Batterien parallel geschaltet werden, wodurch der Strom halbiert wird. Anschließend können zehn Paare parallel geschalteter Batterien in Reihe geschaltet werden, um 10 V bei 1 V Spannung und 1 A Strom zu erreichen. Dies ist jedoch häufiger bei einer Parallelschaltung der Fall.

Dieser Unterschied zwischen serieller und paralleler Batterieschaltung ist wichtig, wenn es um Garantien oder Gewährleistungen für die Batteriekapazität geht. Die folgenden Faktoren wirken sich auf die Batterielebensdauer aus:Marktmerkmale ➜ Lade-/Entladeverhalten ➜ Systembeschränkungen ➜ Serien- und Parallelarchitektur der Batterie.Daher ist die auf dem Typenschild angegebene Batteriekapazität kein Hinweis auf eine mögliche Überladung des Batteriespeichersystems. Das Vorhandensein einer Überladung ist wichtig für die Batteriegarantie, da sie den Batteriestrom und die Temperatur (Zellverweiltemperatur im SOC-Bereich) bestimmt, während der tägliche Betrieb die Batterielebensdauer bestimmt.

Systemtests sind eine Ergänzung zu Batteriezellentests und eignen sich häufig besser für Projektanforderungen, die den ordnungsgemäßen Betrieb des Batteriesystems nachweisen.

Um einen Vertrag zu erfüllen, entwickeln Hersteller von Energiespeicherbatterien in der Regel Testprotokolle für die Inbetriebnahme im Werk oder vor Ort, um die Funktionalität von Systemen und Subsystemen zu überprüfen. Dabei wird jedoch möglicherweise nicht das Risiko berücksichtigt, dass die Leistung des Batteriesystems die Batterielebensdauer überschreitet. Bei der Inbetriebnahme vor Ort werden häufig die Bedingungen für Kapazitätstests und deren Relevanz für die Anwendung des Batteriesystems diskutiert.

Bedeutung von Batterietests

Nachdem DNV GL eine Batterie getestet hat, fließen die Daten in eine jährliche Batterieleistungs-Scorecard ein, die Käufern von Batteriesystemen unabhängige Daten liefert. Die Scorecard zeigt, wie die Batterie auf vier Anwendungsbedingungen reagiert: Temperatur, Stromstärke, mittlerer Ladezustand (SOC) und Schwankungen des mittleren Ladezustands (SOC).

Der Test vergleicht die Batterieleistung mit ihrer Serien-Parallel-Konfiguration, den Systembeschränkungen, dem marktüblichen Lade-/Entladeverhalten und der Marktfunktionalität. Dieser einzigartige Service überprüft unabhängig, ob Batteriehersteller verantwortungsvoll handeln und ihre Garantien korrekt auslegen, sodass Batteriesystembesitzer ihr technisches Risiko fundiert einschätzen können.

Auswahl des Lieferanten für Energiespeicherausrüstung

Um die Vision eines Batteriespeichers zu verwirklichen,Die Auswahl des Lieferanten ist entscheidendDie Zusammenarbeit mit vertrauenswürdigen technischen Experten, die alle Herausforderungen und Chancen im Versorgungsbereich verstehen, ist daher der beste Weg zum Projekterfolg. Bei der Auswahl eines Batteriespeicheranbieters sollte darauf geachtet werden, dass das System internationale Zertifizierungsstandards erfüllt. Beispielsweise wurden Batteriespeichersysteme gemäß UL9450A geprüft, und Prüfberichte stehen zur Einsichtnahme zur Verfügung. Weitere standortspezifische Anforderungen, wie z. B. zusätzliche Branderkennung und -schutz oder Belüftung, sind möglicherweise nicht im Basisprodukt des Herstellers enthalten und müssen als erforderliche Zusatzausstattung gekennzeichnet werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Energiespeicher im Versorgungsmaßstab zur Speicherung elektrischer Energie sowie zur Unterstützung von Lastpunkt-, Spitzenlast- und intermittierenden Stromversorgungslösungen eingesetzt werden können. Diese Systeme werden in vielen Bereichen eingesetzt, in denen fossile Brennstoffsysteme und/oder herkömmliche Modernisierungen als ineffizient, unpraktisch oder kostspielig gelten. Viele Faktoren können die erfolgreiche Entwicklung solcher Projekte und ihre finanzielle Tragfähigkeit beeinflussen.

Es ist wichtig, mit einem zuverlässigen Batteriespeicherhersteller zusammenzuarbeiten.BSLBATT Energy ist ein marktführender Anbieter intelligenter Batteriespeicherlösungen und entwickelt, fertigt und liefert fortschrittliche technische Lösungen für Spezialanwendungen. Die Vision des Unternehmens konzentriert sich darauf, Kunden bei der Lösung der spezifischen Energieprobleme zu unterstützen, die ihr Geschäft betreffen. Das Know-how von BSLBATT ermöglicht es, vollständig maßgeschneiderte Lösungen zur Erreichung der Kundenziele bereitzustellen.