Lösungen für den zuverlässigen Betrieb von Batteriespeichersystemen Für die nachhaltige Elektrifizierung der Welt wird die Speicherung von Energie immer wichtiger. Den verlässlichen Betrieb solcher Systeme erreichen Sie mit unseren Produkten und Lösungen.

Container mit einem Aufdruck einer Batterie auf einer grünen Landschaft

In einer All Electric Society, in der immer mehr Geräte und Systeme elektrisch betrieben werden, sind Batteriespeicher besonders wichtig. Sie helfen, die Energieversorgung stabil und zuverlässig zu halten, indem sie Schwankungen im Stromnetz ausgleichen und erneuerbare Energien wie Solar- und Windkraft effizienter nutzen. Batteriespeichersysteme helfen, CO₂-Emissionen zu reduzieren und tragen zur Förderung einer nachhaltigen Energiezukunft bei.

Ein Batterie-Energiespeichersystem ist modular aufgebaut. Wichtige Module sind: Das Batteriemanagementsystem (BMS), das Power Conversion System (PCS), die Klimatisierung (HVAC) sowie das Power Managementsystem (PMS). Zusätzlich sind weitere Module verbaut, die für einen sicheren Betrieb des Batterie-Energiespeichersystems sorgen. Das sind z. B. die Brandmeldeanlage, Hilfsstromversorgung für Beleuchtung und das DC-Panel, was sich um die Versorgung und Ladung der Batterien kümmert.

Schematischer Aufbau eines Batteriegroßspeichers


Großspeicheranlagen mit mehreren Megawattstunden Kapazität spielen eine entscheidende Rolle für Netzdienstleistungen. Sie gleichen Schwankungen im Stromnetz aus und erhöhen die Netzstabilität. Bei geringer Nachfrage wird überschüssige Energie gespeichert und in Zeiten mit Spitzenlast wieder abgegeben. Zudem unterstützen sie die Integration erneuerbarer Energien und verbessern die Versorgungssicherheit. Großspeicher können modular oder als funktionaler Container aufgebaut sein.

Interaktive Image-Map: Aufbau eines Batteriespeichersystems
PMS – Power Managementsystem
Das PMS ist die Steuerzentrale des Batterie-Energiespeichersystems. Es steuert die Energieflüsse und sorgt dafür, dass alles reibungslos zusammenarbeitet. Darüber hinaus kommuniziert das PMS mit anderen Systemen, wie dem BMS und PCS, um wichtige Daten zu sammeln und Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. Durch die Steuerung der Energieverteilung zwischen den Batterien, dem Netz und den verschiedenen Lasten sorgt das PMS für einen optimalen Betrieb des Systems. In industriellen Batteriespeichersystemen sind das PMS und HVAC in einer Zentraleinheit zusammengefasst.
Lösungsbeispiel für die Anlagenverfügbarkeit eines PMS-Systems in Großspeicheranlagen
AC-Panel
Das AC-Panel bindet die im Power Conversion System (PCS) gewandelte Wechselspannung an ein Versorgungsnetz an.
Lösungsbeispiel für die Anlagenverfügbarkeit eines AC-Panels
PCS – Power Conversion System
Das PCS steuert den Stromfluss zwischen der Batterie und dem Netz und wandelt gespeicherten Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom für die Netznutzung um und umgekehrt. In industriellen Batteriespeichersystemen sind das DC-Panel, PCS und AC-Panel in einer Zentraleinheit zusammengefasst.
BMS – Battery Managementsystem
Ein BMS überwacht den Zustand und die Leistung der Batterien. Spannung, Strom und die Temperatur jeder Batteriezelle werden geprüft und die Batterien vor Überladung, Überhitzung und anderen potenziellen Gefahren geschützt. Das BMS trägt zu einem sicheren und effizienten Betrieb bei und verlängert die Lebensdauer der Batterie. Gleichzeitig werden die entscheidenden Daten zur Optimierung des Energiemanagements innerhalb des Systems geliefert.
DC-Panel
Das DC-Panel dient zur Anbindung einer Gleichstromquelle (z. B. PV-Anlage) an das Batterie-Energiespeichersystem.
Brandmelde- und Bekämpfungsanlage
Die Brandmelde- und Bekämpfungsanlage bildet das Schutzkonzept im BESS, bestehend aus vorbeugendem und abwehrendem Brandschutz.
Batterien
Batterietechnologie und -größe bestimmen die Kapazität und das Einsatzgebiet von Batterie-Energiespeichersystemen.
Hilfssysteme (Heizung und Klimatisierung HVAC und Brandmeldeanlagen)
Neben den Kontroll- und Verwaltungsfunktionen ist die Sicherheit für Batterie-Energiespeichersysteme ebenso wichtig. Überhitzte Batterien können zu Kapazitätsreduzierungen, Bränden oder in schweren Fällen sogar zu Explosionen führen. Um all diesen Risiken vorzubeugen, sind HVAC-Systeme wichtig für die Aufrechterhaltung einer sicheren und optimalen Umgebung.
Übersicht über die Komponenten für die Klimatisierung

Schematischer Aufbau eines industriellen Batteriespeichersystems


Im Gegensatz zu Großspeichern erfüllen industrielle Batteriespeicherlösungen spezifische Anforderungen, die auf die industrielle Anlage zugeschnitten sind. Die Optimierung der Energiekosten durch eine Lastverschiebung oder die Verbesserung der Energieeffizienz in Produktionsprozessen stehen hier im Vordergrund. Sie unterscheiden sich im Aufbau und der Auswahl an Komponenten und sind oft kleiner als Großspeicher.

Interaktive Image-Map: 3D-Darstellung eines industriellen Batteriespeichersystems
PCS – Power Conversion System
Das Power Conversion System ist in industriellen Speichern kompakter aufgebaut. Die Umwandlung von AC- in DC-Spannung sowie die Versorgung und Speisung der Batteriesysteme erfolgt meist in nur einem Schaltschrank.
Schematischer Aufbau des PCS in industriellen Energiespeichern
Batterien / Battery Managementsystem (BMS)
Je nach Kapazität werden mehrere Batterie-Racks verschaltet und vom BMS überwacht.
PMS – Power Managementsystem
Das Power Managementsystem erfüllt in dieser Art der Energiespeicher mehrere Funktionen. Neben der gesamten Verteilung der Hilfsenergie befindet sich hier auch die Versorgung der Klimatisierung, Beleuchtung, Videoüberwachung etc.
Schematischer Aufbau des PMS in industriellen Energiespeichern

Lösungen für Power Managementsysteme


PMS in Großspeicheranlagen

Das PMS ist eine essenzielle Einheit in einem Energiespeicher. Hier laufen alle Signale der Subsysteme zusammen. Deswegen sind die Anforderungen an die Verfügbarkeit besonders hoch. Alle Komponenten im PMS schützt leistungsfähiger Überspannungsschutz. Die Versorgung der Steuerung und Kommunikation sind batteriegepuffert aufgebaut. Eine USV sichert im Fall eines Ausfalls in einem vorgelagerten Subsystem oder der AC-Versorgung den Betrieb. Geräteschutz verhindert Ausfälle aufgrund von Überlastung oder Kurzschluss. Zur Überwachung der Leistungsdaten innerhalb des PMS werden Energiemessgeräte eingesetzt.

Interaktive Image-Map: Topologie eines PMS-Systems in Großspeicheranlagen
Blitz- und Überspannungsschutz
Der Überspannungsschutz Typ 1 schützt das Power Managementsystem vor Blitzströmen und Schaltüberspannungen, die von der AC-Einspeisung auftreten können. Wir empfehlen hier unseren Überspannungsschutz mit der Carbon-Funkenstreckentechnologie.
FLT-MB-T1-264/25-3+1-UT-R
Blitz- und Überspannungsschutz
Stromversorgung 24 V DC
Die Verfügbarkeit vom PMS ist essenziell wichtig für das Batteriespeichersystem und hierfür stellt die Stromversorgung QUINT POWER die richtige Lösung dar. Die einmalige SFB Technology und die präventive Funktionsüberwachung der Stromversorgung erhöhen die Verfügbarkeit Ihrer Applikation. Hier zeigen wir Ihnen die Lösungen aus separaten Modulen am Beispiel einer QUINT POWER-Stromversorgung.
QUINT4-PS/1AC/24DC/10
Stromversorgung 24 V DC
Batterie
Im Fall eines Ausfalls der 24-V-DC-Versorgung bestimmt die entsprechende Dimensionierung der Batterie die mögliche Überbrückungszeit, bis der Ausfall behoben oder die netzseitige Versorgung wiederhergestellt ist. Wir bieten für die verschiedenen Produktfamilien Batterien unterschiedlicher Technologien und Kapazitäten an. In unserem Beispiel empfehlen wir hier eine Bleibatterie mit 7 Ah.
UPS-BAT/PB/24DC/7AH
Batterie
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Auch die Signal- und Datenleitungen bieten viele Möglichkeiten, eine Anlage durch eine Überspannung lahmzulegen. Schützen Sie daher auch alle Signal- und Datenleitungen mit entsprechendem Überspannungsschutz. Unsere Empfehlung: Schützen Sie sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsseite mit entsprechenden Schutzgeräten. In unserem Beispiel verwenden wir den schmalen Überspannungsschutz aus der TERMITRAB complete Serie.
TTC-6P-4X1-24-PT-I
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Energiemessgeräte
Energiemessgeräte helfen im Power Managementsystem den Energieverbrauch präzise zu messen. Durch die kontinuierliche Erfassung von Parametern wie Spannung, Strom und Leistung tragen sie zur Optimierung der Energieeffizienz bei. Die präzise Erfassung von Oberwellen unterstützt die Sicherstellung der Systemfunktionen. Dazu eignen sich die Energiemessgeräte aus der Serie EMpro EEM-MA370.
EMpro EEM-MA370
Energiemessgeräte
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) stellt sicher, dass bei einem Spannungsfall ausreichend Energie bereitgestellt wird, um z. B. die Steuerung sicher herunterzufahren. Sie übernimmt sofort die Energieversorgung aus der angeschlossenen Batterie. Über die integrierte Kommunikationsschnittstelle werden alle Betriebsparameter der Batterie kontinuierlich überwacht.
QUINT4-UPS/24DC/24DC/10
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Geräteschutz
Um die Endgeräte und die Stromversorgung vor Überlasten oder Kurzschlüssen zu schützen, ist es wichtig, Geräteschutzschalter einzusetzen. Besonders beim Schutz mehrerer Geräte empfehlen wir das Geräteschutzschalter-System CAPAROC, das dank seiner Kommunikationsschnittstellen eine hohe Anlagentransparenz schafft.
CAPAROC Geräteschutzschalter-System
Geräteschutz
EMV-Filter
Um eventuelle elektromagnetische Störungen, z. B. des Transformators, zu minimieren und die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Versorgungssystems zu optimieren, setzen wir hier auf einen EMV-Filter.
EMV-Filter
EMV-Filter

PMS in industriellen Speicheranlagen

Industrielle Batteriespeicher und Großspeicher unterscheiden sich in Kapazität, Komplexität und Sicherheitsanforderungen. Industrielle Speicher sind kleiner, für spezifische Anwendungen und haben einfachere PMS. Beide Systeme müssen sich jedoch nahtlos in die bestehende Infrastruktur integrieren.

Interaktive Image-Map: Prinzipschaltbild eines PMS-Systems in industriellen Speicheranlagen
Blitz- und Überspannungsschutz
Der Überspannungsschutz Typ 1 schützt das Power Managementsystem vor Blitzströmen und Schaltüberspannungen, die von der AC-Einspeisung auftreten können. Wir empfehlen hier unseren steckbaren Typ-1-Blitzstromableiter aus der SEC-Familie.
FLT-SEC-P-T1-3S-350/25-FM
Blitz- und Überspannungsschutz
Stromversorgung 24 V DC
Um die Steuerung oder Kommunikationseinheiten mit Spannung zu versorgen, nutzen Sie die hochfunktionale Stromversorgung QUINT POWER mit separatem USV-Modul aus der QUINT-Familie.
QUINT4-PS/1AC/24DC/10
Stromversorgung 24 V DC
EMV-Filter
Um eventuelle elektromagnetische Störungen, z. B. des Transformators, zu minimieren und die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Versorgungssystems zu optimieren, setzen wir hier auf einen EMV-Filter.
EMV-Filter
EMV-Filter
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) stellt sicher, dass bei einem Spannungsfall ausreichend Energie bereitgestellt wird, um z. B. die Steuerung sicher herunterzufahren. Sie übernimmt sofort die Energieversorgung aus der angeschlossenen Batterie. Über die integrierte Kommunikationsschnittstelle werden alle Betriebsparameter der Batterie kontinuierlich überwacht.
QUINT4-UPS/24DC/24DC/10
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Batterie
Im Fall eines Ausfalls der 24-V-DC-Versorgung bestimmt die entsprechende Dimensionierung der Batterie die mögliche Überbrückungszeit, bis der Ausfall behoben oder die netzseitige Versorgung wiederhergestellt ist. Wir bieten für die verschiedenen Produktfamilien Batterien unterschiedlicher Technologien und Kapazitäten an. In unserem Beispiel empfehlen wir hier eine Bleibatterie mit 7 Ah.
UPS-BAT/PB/24DC/7AH
Batterie
Geräteschutz
Um zu verhindern, dass Geräte und die Stromversorgung durch Überlastung oder Kurzschlüsse ausfallen, werden Geräteschutzschalter verwendet. Gerade wenn Sie mehrere Geräte schützen möchten, empfehlen wir das CAPAROC-System. Dieses System kann dank seiner Kommunikationsschnittstellen hervorragend mit den QUINT POWER-Stromversorgungen kommunizieren.
CAPAROC Geräteschutzschalter-System
Geräteschutz
Energiemessgeräte
Energiemessgeräte helfen im Power Managementsystem den Energieverbrauch präzise zu messen. Durch die kontinuierliche Erfassung von Parametern wie Spannung, Strom und Leistung tragen sie zur Optimierung der Energieeffizienz bei. Die präzise Erfassung von Oberwellen unterstützt die Sicherstellung der Systemfunktionen. Dazu eignen sich die Energiemessgeräte aus der Serie EMpro EEM-MA370.
EMpro EEM-MA370
Energiemessgeräte
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Auch die Signal- und Datenleitungen bieten potenzielle Möglichkeiten, eine Anlage durch eine Überspannung lahmzulegen. Schützen Sie daher alle Signal- und Datenleitungen mit entsprechendem Überspannungsschutz.
TTC-6P-4X1-24-PT-I
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Stromversorgung 48 V DC
Eine 48-V-DC-Stromversorgung bietet Effizienz, Flexibilität und Sicherheit. Sie reduziert Leistungsverluste und ist vielseitig einsetzbar, z. B. für die Versorgung von PoE-Geräten wie Überwachungskameras oder Netzwerk-Router. Unsere Empfehlung ist hier die UNO POWER-Stromversorgung.
UNO2-PS/1AC/48DC/240W
Stromversorgung 48 V DC

Lösungen für Power Conversion Systeme


PCS in einem industriellen Energiespeicher

Ein PCS wandelt elektrische Energie um. Hierbei wird Gleichstrom (DC) der Batterien in Wechselstrom (AC) für das Netz konvertiert. Um die Batterien zu laden, ist der Vorgang umgekehrt. Das PCS steuert den Lade- und Entladevorgang, verbessert die Netzstabilität und erhöht die Effizienz des Energiespeichersystems.

Interaktive Image-Map: Topologie eines Power Conversion Systems in einem industriellen Batteriespeicher
DC/DC Stromversorgung
Die hocheffiziente Leistungselektronik für die Rack-Montage ermöglicht den wirtschaftlichen Betrieb Ihrer Batteriespeicher. Das modulare und skalierbare System ist optimiert für das Gleichstromladen mit hohen Spannungen und Strömen.
CHARX PS-M2/825DC/1000DC/30KW
DC/DC Stromversorgung
Überspannungsschutz Typ 3
Durch den Einsatz von Überspannungsschutz Typ 3 wird sichergestellt, dass die Stromversorgung und nachgelagerte Komponenten auch bei plötzlichen Spannungsspitzen weiterhin zuverlässig arbeiten und nicht beschädigt werden. Dies erhöht die Lebensdauer der Geräte und des gesamten AC-Panels.
PLT-SEC-T3-230-FM-PT
Überspannungsschutz Typ 3
AC/DC Stromversorgung
Die Leistungselektronik für die 19"-Rack-Montage ermöglicht effizientes Laden und Entladen von Batteriespeichern. Das System ist modular, skalierbar und optimiert für bidirektionale Leistungswandlung bei hohen Spannungen und Strömen. Durch Kombination mehrerer Module kann eine Ausgangsleistung von bis zu 960 kW erreicht werden.
TRIO-HP/3AC/1KDC/20KW/BI
AC/DC Stromversorgung
Überspannungschutz DC
Der Überspannungsschutz VAL-MB-DC gewährleistet einen sicheren Betrieb in geerdeten, unipolaren DC-Versorgungssystemen. Die kompakte Bauform ermöglicht eine platzsparende Installation. Zusätzlich sorgen die mechanisch-optische Statusanzeige und der Fernmeldekontakt dafür, dass Sie stets über den Zustand des Systems informiert sind.
VAL-MB-T2-750DC-2+V-R
Überspannungschutz DC

Lösungen für AC-Panel


AC-Panel in einer Großspeicheranlage

Das AC-Panel wandelt in einem Grid-Utility-Großspeicher Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um. Zusätzlich stabilisiert das Panel die Netzspannung und -frequenz. Um die Einspeisung und Entnahmen der Energie zu erfassen und effizient zu halten, werden im AC-Panel alle Energieflüsse überwacht.

Interaktive Image-Map: Topologie eines AC-Panels in Großspeicheranlagen
Blitz- und Überspannungsschutz
Direkt nach dem Transformator schützt ein Blitzstromableiter Typ 1 das AC-Panel vor Zerstörung und Ausfällen durch Überspannungen. Wir empfehlen hier unseren steckbaren Blitzstromableiter Typ 1 aus der SEC-Familie.
FLT-SEC-P-T1-3S-350/25-FM
Blitz- und Überspannungsschutz
Stromversorgung 110 V DC
Für die Spannungsversorgung mit 110 V DC empfehlen wir eine einphasige Stromversorgung aus der QUINT-Familie. Die QUINT POWER-Stromversorgung eignet sich hervorragend zur Versorgung von Lasten im Bereich von 110 bis 125 V DC.
QUINT4-PS/1AC/110DC/4
Stromversorgung 110 V DC
Geräteschutz
Um zu verhindern, dass Geräte und die Stromversorgung durch Überlastung oder Kurzschlüsse ausfallen, werden Geräteschutzschalter verwendet. Gerade wenn Sie mehrere Geräte schützen möchten, empfehlen wir das CAPAROC-System. Dieses System kann dank seiner Kommunikationsschnittstellen hervorragend mit den QUINT POWER-Stromversorgungen kommunizieren.
CAPAROC Geräteschutzschalter-System
Geräteschutz
Stromversorgung 24 V DC
In redundanten Applikationen empfehlen wir den Einsatz der QUINT POWER-Plusvarianten. Gekennzeichnet durch einen integrierten Entkopplungs-MosFET, einen sicheren Überspannungsschutz der DC-Lasten und ein großes Zulassungspaket eignen sich diese Stromversorgungen für anspruchsvolle Anwendungen ausgezeichnet für eine redundante Verschaltung.
QUINT4-PS/1AC/24DC/10/+
Stromversorgung 24 V DC
Redundanzmodule
Redundanzmodule erhöhen die Zuverlässigkeit Ihrer Anlage. Sie entkoppeln die beiden vorgeschalteten Stromversorgungen im Fehlerfall und stellen eine sichere Versorgung der Last beim Ausfall einer Stromversorgung da. Durch die ACB Technology wird eine symmetrische Lastverteilung beider Stromversorgungen sichergestellt und somit die Lebensdauererwartung des Versorgungssystems erhöht.
QUINT4-S-ORING/12-24DC/1x40
Redundanzmodule
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Nicht nur über die Versorgungsleitungen können gefährliche Überspannungen einkoppeln, auch die Signal- und Datenleitungen bieten genug Möglichkeiten, eine Anlage durch eine Überspannung lahmzulegen. Schützen Sie daher alle Signal- und Datenleitungen mit entsprechendem Überspannungsschutz. In unserem Beispiel verwenden wir einen schmalen Überspannungsschutz aus der TERMITRAB complete Serie.
TTC-6P-3-HF-F-12DC-PT-I
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Energiemessgeräte
Bei einer Anforderung nach abrechnungsfähigen Energiemessungen ermöglichen MID-zertifizierte Energiezähler die genaue Erfassung und Speicherung der Energiedaten im AC-Panel. Nutzen Sie dazu z. B. unseren Energiezähler mit MID-Zulassung aus der Produktfamilie EMpro.
EEM-EM377
Energiemessgeräte
EMV-Filter
Um eventuelle elektromagnetische Störungen, z. B. des Transformators, zu minimieren und die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Versorgungssystems zu optimieren, setzen wir hier auf einen EMV-Filter.
EMV-Filter
EMV-Filter

Lösungen für die Klimatisierung (HVAC)


HVAC in Großspeichern

Die HVAC-Systeme (Heizung, Lüftung, Klimatisierung) in großen Batteriespeichern sind essenziell für die Kontrolle von Temperatur und Feuchtigkeit, um optimale Betriebsbedingungen sicherzustellen. Sie verhindern Überhitzung und Feuchtigkeitsschäden, steigern die Effizienz und verlängern die Lebensdauer der Batterien. Darüber hinaus erhöhen sie die Sicherheit, indem sie das Risiko von Bränden und Ausfällen reduzieren.

Interaktive Image-Map: schematischer Aufbau der Klimatisierung eines großen Energiespeichers
24-V-Stromversorgung bis 2,5 kW
Für die Stromversorgung der Pumpen und Ventilatoren in Batteriespeichersystemen empfehlen wir eine Stromversorgung aus der TRIO POWER-Familie. Mit ihrer flachen Bauform für die direkte Wandmontage spart sie Platz in Ihrer Anlage und stellt eine flexible Lösung dar.
TRIO-PM/1AC/24DC/2500W
24-V-Stromversorgung bis 2,5 kW
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Auch die Signal- und Datenleitungen bieten vielfältige Möglichkeiten, eine Anlage durch eine Überspannung lahmzulegen. Schützen Sie daher alle Signal- und Datenleitungen mit entsprechendem Überspannungsschutz.
TTC-6P-3-HF-F-12DC-PT-I
Überspannungsschutz für Signalschnittstellen
Überspannungsschutz Typ 3
Durch den Einsatz von Überspannungsschutz Typ 3 wird sichergestellt, dass die Stromversorgung, die Pumpen und Ventilatoren auch bei plötzlichen Spannungsspitzen weiterhin zuverlässig arbeiten und nicht beschädigt werden. Dies erhöht die Lebensdauer der Geräte.
PLT-SEC-T3-230-FM-PT
Überspannungsschutz Typ 3

Anlagenverfügbarkeit in Batteriespeichersystemen


Produktübersicht aus dem Portfolio für Power Reliability

Batterie-Energiespeichersysteme sind wichtig, um Stromschwankungen auszugleichen und erneuerbare Energien effizient zu nutzen. Sie stabilisieren das Stromnetz und helfen, Spitzenlasten zu managen.

Mit unseren Produkten und Lösungen stellen Sie sicher, dass Ihre Batterie-Energiespeichersysteme zuverlässig und effizient arbeiten, indem Sie den Dreiklang aus Versorgen, Schützen und Messen in nahezu allen Modulen Ihres Batteriespeichers optimal nutzen. So tragen Sie aktiv zur Stabilisierung des Stromnetzes und zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energien bei.