Modulare Batteriespeicher von wenigen hundert Kilowattstunden bis zu mehreren Megawattstunden – inklusive Wechselrichter, Transformator, Mittelspannung, Energiemanagement und Netzanschluss.

Moderne Batteriespeichersysteme, international als Battery Energy Storage Systems (BESS) bezeichnet, ermöglichen Unternehmen, Energieversorgern und Betreibern von Photovoltaik- und Windparks eine flexible Nutzung elektrischer Energie. Überschüssiger Strom kann gespeichert und zeitversetzt genutzt oder vermarktet werden.

Ein BESS ist ein stationäres Batteriespeichersystem, das elektrische Energie speichert und zeitversetzt wieder abgibt. Industrielle BESS-Lösungen bestehen typischerweise aus Batteriemodulen, Batteriemanagement, bidirektionalen Wechselrichtern, Transformator, Mittelspannungstechnik und Energiemanagement. Sie werden für Eigenverbrauchsoptimierung, Peak Shaving, Photovoltaik-Speicherung, Stromhandel, Regelenergie, Ladeinfrastruktur und Netzstabilisierung eingesetzt.

Wir bieten BESS-Lösungen für Gewerbe, Industrie, Ladeinfrastruktur, Solarparks, Windparks und eigenständige Großspeicherprojekte. Je nach Projekt können Batteriespeicher, Leistungselektronik, Transformator, Mittelspannungsanlage, Netzschutz und Energiemanagement zu einem schlüsselfertigen Gesamtsystem kombiniert werden.

Batteriespeicher von 400 kWh bis in den MWh-Bereich

Die Systeme sind modular aufgebaut und können an den tatsächlichen Energie- und Leistungsbedarf angepasst werden.

Typische Speichergrößen sind beispielsweise:

• ca. 400–500 kWh für Gewerbe und kleinere Industrieanwendungen
• ca. 800 kWh bis 1 MWh für größere Gewerbebetriebe, Ladeparks und Photovoltaikanlagen
• ca. 2,5–3,5 MWh für Industrie und Energieprojekte
• ca. 5 MWh je Speichercontainer für Solarparks und Großspeicher
• mehrere Speichercontainer für Anlagen mit 10, 20, 50 MWh oder mehr

Leistung und Speicherkapazität werden projektbezogen ausgelegt. Besonders verbreitet sind Systeme mit einer Speicherzeit von etwa zwei Stunden, beispielsweise 2,5 MW Leistung bei 5 MWh Speicherkapazität.

Komplettes BESS-System aus einer Hand

Ein Batteriespeicherprojekt besteht nicht nur aus Batteriemodulen. Entscheidend ist die Integration aller elektrischen und steuerungstechnischen Komponenten.

Je nach Projekt umfasst eine komplette Lösung:

Batteriespeicher → PCS → Niederspannungsverteilung → Transformator → Mittelspannung → Netzschutz → Netzanschluss → Energiemanagement

PCS steht für Power Conversion System und bezeichnet das bidirektionale Wechselrichtersystem, das Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom umwandelt und umgekehrt.

Zusätzlich können unter anderem integriert werden:

• Batteriespeichercontainer
• bidirektionale Wechselrichter
• AC-Combiner
• Niederspannungshauptverteilungen
• Transformatoren
• Kompaktstationen
• Mittelspannungsschaltanlagen
• Übergabestationen
• Netz- und Anlagenschutz
• Mess- und Schutztechnik
• Energiemanagementsystem
• Fernüberwachung
• Brandschutzsysteme
• Ladeinfrastruktur
• Netzanschluss

Stromspeicher für Photovoltaikanlagen und Solarparks

Bei Photovoltaikanlagen entsteht ein großer Teil der Energie häufig zu Zeiten, in denen Strompreise niedrig oder sogar negativ sind.

Ein Stromspeicher ermöglicht es, überschüssigen Solarstrom zunächst zu speichern und später einzuspeisen oder selbst zu nutzen.

Typische Anwendungen sind:

• Speicherung von PV-Überschüssen
• zeitversetzte Einspeisung
• Vermeidung negativer Strompreise
• Erhöhung des Eigenverbrauchs
• Begrenzung der Einspeiseleistung
• Nutzung vorhandener Netzanschlusskapazitäten
• Stromhandel
• Bereitstellung von Netzdienstleistungen

Gerade bei bestehenden Solarparks kann die Nachrüstung eines Batteriespeichers wirtschaftlich interessant sein.

BESS-Retrofit für bestehende Solarparks

Bei einer Nachrüstung wird zunächst geprüft, welche vorhandene Infrastruktur weiterhin genutzt werden kann.

Dazu gehören insbesondere:

• Mittelspannungstransformatoren mit Trafostation
• Mittelspannungsschaltanlagen und Schutzrelais
• Übergabestationen
• Netzanschluss
• Kabelanlagen
• Niederspannungsverteilungen

Ist der vorhandene Transformator ausreichend dimensioniert, kann der Batteriespeicher unter Umständen über eine angepasste Niederspannungsverteilung integriert werden.

Reicht die vorhandene Infrastruktur nicht aus, kann eine zusätzliche Trafostation oder ein neuer Mittelspannungsring aufgebaut werden.

Dadurch lassen sich auch ältere Photovoltaikanlagen um einen modernen Batteriespeicher erweitern.

Batteriespeicher für Windparks

Stromspeicher können Windparks dabei unterstützen, schwankende Erzeugung besser zu vermarkten und den Netzanschluss effizienter zu nutzen. Überschüssige Windenergie wird zwischengespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt eingespeist, beispielsweise bei höheren Strompreisen oder geringerer Netzbelastung. Je nach Auslegung eignen sich BESS-Lösungen für Energiearbitrage, Einspeiseglättung, Regelenergie, Netzstützung, Engpassmanagement und die Reduzierung von Abregelungsverlusten. Bei bestehenden Windparks kann zudem geprüft werden, ob vorhandene Transformatoren, Mittelspannungstechnik und Netzanschlusskapazitäten für die nachträgliche Integration eines Batteriespeichers genutzt werden können.

Großbatteriespeicher für Peak Shaving

Bei Industriebetrieben können kurzfristige hohe Leistungsbezüge erhebliche Kosten verursachen.

Beim Peak Shaving, also der Lastspitzenkappung, liefert der Batteriespeicher während hoher Lastspitzen zusätzliche Leistung.

Dadurch kann die maximale Netzbezugsleistung reduziert werden.

Geeignete Anwendungen sind unter anderem:

• Produktionsbetriebe, wie z. B. die Chemieindustrie
• Logistikzentren
• Kühlhäuser
• Rechenzentren
• Größere Gewerbeimmobilien
• Ladeparks
• Betriebe mit stark schwankendem Leistungsbedarf

Energiespeicher für Schnellladeinfrastruktur

High-Power-Charging-Ladepunkte können Netzanschlüsse kurzfristig mit sehr hohen Leistungen belasten.

Ein Energiespeicher kann deshalb als Leistungspuffer eingesetzt werden.

Der Speicher wird bei niedriger Netzbelastung geladen und stellt bei Ladevorgängen zusätzliche Leistung zur Verfügung.

Dadurch können beispielsweise:

• Netzanschlussleistungen begrenzt,
• Lastspitzen reduziert,
• Ladeleistungen erhöht
• und Netzausbaukosten vermieden oder reduziert werden.

Stromhandel und Energiearbitrage

Batteriespeicher können Strom bei niedrigen Preisen aufnehmen und bei höheren Preisen wieder abgeben.

Dieses Verfahren wird als Energiearbitrage bezeichnet.

Besonders interessant sind dabei kurzfristige Preisschwankungen am Strommarkt.

Ein Energiemanagementsystem kann Lade- und Entladezeiten anhand verschiedener Parameter optimieren, beispielsweise:

• Strompreis
• Stromverbrauch
• Photovoltaikproduktion
• Netzanschlussleistung
• Ladezustand des Speichers
• prognostizierte Strompreise
• Wetterprognosen
• verfügbare Speicherkapazität

Stand-alone-BESS

Batteriespeicher müssen nicht zwingend mit einer Photovoltaik- oder Windkraftanlage kombiniert werden.

Ein Stand-alone-BESS ist ein eigenständiger Netzspeicher.

Solche eigenständigen Batteriespeicheranlagen können beispielsweise für:

• Stromhandel
• Regelenergie
• Netzstabilisierung
• Engpassmanagement
• Frequenzstützung
• Energiearbitrage

eingesetzt werden.

Durch modulare Speichercontainer können Anlagen von wenigen Megawattstunden bis zu sehr großen Speicherparks aufgebaut werden.

Batteriespeichercontainer mit Lithium-Eisenphosphat-Technologie

Für stationäre Großspeicher werden häufig Lithium-Eisenphosphat-Batterien eingesetzt.

Die Zellchemie wird auch als LFP – Lithium Iron Phosphate bezeichnet.

Sie zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Zyklenfestigkeit und vergleichsweise hohe thermische Stabilität aus.

Moderne BESS-Container können unter anderem ausgestattet sein mit:

• Batterieclustern
• Batteriemanagementsystem
• Flüssigkeitskühlung oder Luftkühlung
• Temperaturüberwachung
• Rauch- und Gasdetektion
• Explosionsentlastung bzw. kontrollierter Belüftung
• Feuerlöschsystem
• Fernüberwachung
• Not-Aus-System
• Zugangskontrolle

Transformatoren für Batteriespeicher

Bei größeren Stromspeichern erfolgt der Netzanschluss in der Regel über Mittelspannung.

Dafür wird ein geeigneter Transformator benötigt.

Typische Niederspannungsspannungen auf der BESS-Seite sind beispielsweise:

• 400 V
• 690 V
• 800 V

Auf der Netzseite sind je nach Projekt beispielsweise:

• 10 kV
• 20 kV
• 30 kV

möglich.

Transformatorleistung und Kurzschlussimpedanz müssen auf Wechselrichter, Speicherleistung und Netzanschluss abgestimmt werden.

Je nach Anlage können Transformatoren von wenigen hundert Kilovoltampere bis in den zweistelligen Megavoltampere-Bereich eingesetzt werden.

Mittelspannungsstation für BESS

Eine BESS-Trafostation kann unter anderem enthalten:

• Transformator
• Mittelspannungsschaltanlage
• Niederspannungsverteilung
• Netzschutz
• Eigenbedarfstransformator
• Messung
• Kommunikationstechnik
• Hilfsstromversorgung
• Klimatisierung
• Fernwirktechnik

Je nach Projekt können Energiespeicher, PCS und Trafostation getrennt oder als kompakte Systemeinheiten ausgeführt werden.

Energiemanagement und Fernüberwachung

Das Energiemanagementsystem (EMS) steuert den Betrieb des Batteriespeichers.

Es kann unter anderem folgende Funktionen übernehmen:

• Lade- und Entladestrategien
• Peak Shaving
• PV-Eigenverbrauchsoptimierung
• Strommarktoptimierung
• Leistungsbegrenzung
• Netzstützung
• Ladezustandsmanagement
• Alarmmanagement
• Fernüberwachung

Über entsprechende Schnittstellen kann das Speicherprojekt außerdem mit Leitstellen, Energiehandelssystemen oder bestehenden Energiemanagementsystemen verbunden werden.

Batteriespeicher richtig dimensionieren

Die optimale Dimensionierung hängt nicht nur vom jährlichen Stromverbrauch ab.

Für eine technische und wirtschaftliche Auslegung sollten unter anderem berücksichtigt werden:

• Lastprofil
• maximale Bezugsleistung
• Photovoltaikleistung
• Erzeugungsprofil
• Netzanschlussleistung
• Einspeisebegrenzungen
• Strompreise
• Netzentgelte
• gewünschte Betriebsstrategie
• verfügbare Fläche
• Netzanschlusspunkt
• mögliche Zyklenzahl
• gewünschte Amortisationszeit

Auf dieser Basis können Speicherleistung in kW beziehungsweise MW und Speicherkapazität in kWh beziehungsweise MWh bestimmt werden.

Typische Einsatzbereiche

BESS-Lösungen eignen sich unter anderem für:

• Industrieunternehmen
• Gewerbebetriebe
• Photovoltaikparks
• Windparks
• Energieversorger
• Stadtwerke
• Netzbetreiber
• Rechenzentren
• Logistikzentren
• Ladeparks
• Infrastrukturprojekte
• Immobilien
• landwirtschaftliche Betriebe
• Microgrids
• eigenständige Batteriespeicherparks

Planung eines BESS-Projektes

Ein typisches Projekt umfasst folgende Schritte:

1. Analyse von Last- und Erzeugungsprofil
2. Definition des wirtschaftlichen Betriebsmodells
3. Dimensionierung von Leistung und Kapazität
4. Prüfung des Netzanschlusses
5. Auswahl der Speicherarchitektur
6. Auslegung von PCS und Transformator
7. Mittelspannungs- und Schutzkonzept
8. Brandschutz- und Aufstellungskonzept
9. Netzanschlussplanung
10. Installation und Inbetriebnahme
11. Energiemanagement und Betriebsoptimierung

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Häufige Fragen zu Batteriespeichern

Was bedeutet BESS?

BESS steht für Battery Energy Storage System und bezeichnet ein stationäres Batteriespeichersystem inklusive Batteriemodulen, Steuerung und der für den Betrieb erforderlichen Leistungselektronik.

Welche Energiespeichergröße ist für ein Unternehmen sinnvoll?

Das lässt sich nicht allein anhand des Jahresstromverbrauchs bestimmen. Entscheidend sind insbesondere Lastprofil, Leistungsspitzen, Photovoltaikleistung, Netzanschluss und gewünschtes Betriebsmodell.

Wie groß ist ein 5-MWh-Batteriespeicher?

Moderne Systeme können etwa 5 MWh Speicherkapazität in einem 20-Fuß-Container unterbringen. Zusätzlich werden normalerweise Wechselrichter, Transformator und Mittelspannungstechnik benötigt.

Wie viel Leistung hat ein 5-MWh-Speicher?

Eine typische Auslegung ist etwa 2,5 MW Leistung bei 5 MWh Speicherkapazität. Der Speicher kann damit rechnerisch ungefähr zwei Stunden mit Nennleistung entladen werden.

Können mehrere Batteriecontainer zusammengeschaltet werden?

Ja. Modulare BESS-Anlagen können aus mehreren Speichercontainern aufgebaut werden. Dadurch sind beispielsweise Anlagen mit 10 MWh, 20 MWh, 50 MWh oder deutlich mehr möglich.

Kann ein bestehender Solarpark mit einem Batteriespeicher nachgerüstet werden?

Ja. Zunächst sollte geprüft werden, ob Transformator, Mittelspannungssystem und Netzanschluss weiterverwendet werden können. Bei ausreichender Infrastruktur kann die Nachrüstung teilweise mit vergleichsweise geringen Änderungen erfolgen.

Kann ein Batteriespeicher negative Strompreise vermeiden?

Ein Speicher kann überschüssige Energie aufnehmen, anstatt diese während negativer Preisphasen einzuspeisen. Die Energie kann anschließend zu einem späteren Zeitpunkt genutzt oder verkauft werden.

Was ist Peak Shaving?

Peak Shaving bezeichnet die Reduzierung kurzfristiger Leistungsspitzen. Ein Batteriespeicher stellt während hoher Last zusätzliche Leistung bereit und reduziert dadurch den maximalen Netzbezug.

Was ist ein Stand-alone-BESS?

Dabei handelt es sich um einen eigenständigen Batteriespeicher ohne direkt zugeordnete Photovoltaik- oder Windkraftanlage. Solche Anlagen werden insbesondere für Stromhandel und Netzdienstleistungen eingesetzt.

Welche Lebensdauer haben industrielle Batteriespeicher?

Die tatsächliche Lebensdauer hängt stark von Zellchemie, Temperatur, Ladezuständen und Betriebsstrategie ab. Moderne Lithium-Eisenphosphat-Systeme werden häufig für mehrere tausend Vollzyklen und Betriebszeiträume von zehn Jahren oder länger ausgelegt.

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Batteriespeicher für Ihr Projekt

Ob 500-kWh-Gewerbespeicher, 5-MWh-Batteriecontainer, Solarpark-Retrofit oder Batteriespeicherpark mit mehreren zehn Megawattstunden: Die technische Lösung sollte immer gemeinsam mit Netzanschluss, Transformator, Leistungselektronik und Betriebsstrategie betrachtet werden.

Gerne prüfen wir Ihr Projekt und entwickeln eine passende BESS-Konfiguration.

Für eine erste Auslegung sind insbesondere folgende Angaben hilfreich:

• Standort
• Gewünschte Speicherleistung [kW / MW]
• Gewünschte Speicherkapazität [kWh / MWh]
• Vorhandene Photovoltaik- oder Windleistung [kWp / MWp bzw. kW / MW]
• Netzanschlussspannung [V / kV]
• Vorhandene Transformatorleistung [kVA / MVA]
• Lastprofil beziehungsweise Erzeugungsprofil [kW bzw. MW über Zeit, idealerweise 15-Minuten-Werte]
• Geplanter Einsatzzweck [z. B. Peak Shaving, Eigenverbrauchsoptimierung, Stromhandel, Regelenergie, Ladeinfrastruktur, Netzstützung]