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Ein Batteriespeichersystem (BESS) stützt sich auf verschiedene Technologien zur Steuerung des Ladevorgangs, zur Verwaltung des Stroms und zur Gewährleistung der Batteriesicherheit. Diese Technologien stammen oft von unterschiedlichen Anbietern. Ihre Software und Steuerungen müssen Informationen korrekt austauschen, damit die Batterie schnell reagieren und effizient arbeiten kann.
LONGi entwickelt für sein LONGi ONE Portfolio für gewerbliche und industrielle (C&I) sowie für Versorgungsanlagen fünf Schlüsseltechnologien intern. Dies ermöglicht es seinen Ingenieuren, die Systeme gemeinsam zu entwickeln und zu testen, mit direkter Kontrolle über deren Kommunikation. Dieser Ansatz soll einen zuverlässigen Betrieb und eine effiziente Energienutzung unterstützen. Außerdem erhalten Kunden einen zentralen Ansprechpartner für technischen Support.
Eine integrierte BESS-Architektur: Fünf intern entwickelte Schlüsseltechnologien für die Speicherung
Hersteller von Batteriespeichern verfolgen unterschiedliche Ansätze bei der Systementwicklung. Einige kaufen Hauptkomponenten und integrieren sie zu einem Komplettprodukt. Andere entwickeln ihre eigenen Steuerungstechnologien oder nutzen eine Zwischenlösung.
LONGi hat die interne Entwicklung zu einem zentralen Bestandteil seines Energiespeichergeschäfts gemacht. Seine integrierte 5S-Architektur besteht aus fünf Technologien:
- Batteriemanagementsystem (BMS): Überwacht die Batteriezustände und sorgt für einen sicheren Betrieb.
- Intelligentes Zellkontaktsystem (iCCS): Überwacht einzelne Batteriezellen und erkennt frühzeitig Anzeichen potenzieller Probleme.
- Energiemanagementsystem (EMS): Steuert, wann die Batterie lädt oder entlädt.
- Thermisches Managementsystem (TMS): Hält die Batterie innerhalb ihres erforderlichen Temperaturbereichs.
- Leistungsumwandlungssystem (PCS): Wandelt Strom zwischen der Batterie und dem angeschlossenen elektrischen System um.
Diese Technologien müssen während jedes Lade- und Entladezyklus zusammenarbeiten. Das BMS liefert Informationen über den Zustand der Batterie, die das EMS zur Verwaltung der verfügbaren Energie nutzt. Das PCS steuert dann den Stromfluss entsprechend den Betriebsanforderungen des Systems.
Die interne Entwicklung dieser Technologien gibt LONGi die direkte Kontrolle darüber, wie sie kommunizieren.
Schnellere Reaktion und präzisere Batteriesteuerung
Die Vorteile zeigen sich in der Genauigkeit, mit der die Batterie ihre gespeicherte Energie verwaltet, und in der Geschwindigkeit, mit der sie auf Änderungen der Stromnachfrage reagiert. LONGis Energiemanagementsystem (EMS) hat eine angegebene Reaktionszeit von 70 Millisekunden oder weniger. Dies unterstützt eine schnelle Reaktion auf Änderungen der Stromnachfrage, eine wichtige Anforderung für Peak Shaving. LONGi gibt für sein Leistungsumwandlungssystem (PCS) zudem einen Umwandlungswirkungsgrad von mindestens 98 % an. Dies hilft, Stromverluste bei der Leistungsumwandlung zu begrenzen.
Das Batteriemanagementsystem (BMS) schätzt den Ladezustand der Batterie mit einer Fehlertoleranz von maximal 2,5 %. Dies liefert dem EMS genaue Informationen darüber, wie viel Energie verfügbar ist. Es kann diese Informationen zur Steuerung des Lade- und Entladevorgangs nutzen.
Die Temperaturregelung beeinflusst ebenfalls die Batterieleistung. LONGis thermisches Managementsystem (TMS) ist darauf ausgelegt, stabile Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten und ungleichmäßige Erwärmung zwischen den Zellen zu reduzieren. Eine effektive Temperaturregelung schützt die Batterieleistung und begrenzt die Degradation im Laufe der Zeit.
LONGis Intelligentes Zellkontaktsystem (iCCS) überwacht einzelne Batteriezellen. Es misst die Zellspannung mit einer Genauigkeit von ±3 mV und die Temperatur mit einer Genauigkeit von ±1°C. Es prüft auch auf frühe Anzeichen von Problemen, einschließlich Elektrolytlecks und dem Öffnen von Sicherheitsventilen. Dies liefert dem Batteriemanagementsystem detailliertere Informationen über den Zellzustand und unterstützt die frühzeitige Fehlererkennung.
Weniger Anbieter können Wartung und Service von BESS vereinfachen
Batteriespeichersysteme benötigen während ihrer gesamten Lebensdauer Wartung und Software-Updates. Auch technische Probleme können auftreten, und die Ursachenermittlung ist nicht immer einfach.
Eine Studie von EPRI, Pacific Northwest National Laboratory und TWAICE aus dem Jahr 2024 untersuchte 81 gemeldete Vorfälle bei Batteriespeichern. Forscher identifizierten in 26 Fällen die Hauptursache. Probleme im Zusammenhang mit Systemintegration, Montage und Bau waren für 10 Vorfälle verantwortlich und stellten die größte Einzelkategorie dar, bei der die Ursache ermittelt wurde.
Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Systemintegration. Sie zeigen auch, warum technische Probleme nicht immer auf die Batteriezellen selbst zurückgeführt werden können.
Wenn Steuerungstechnologien von verschiedenen Anbietern stammen, kann die Diagnose eines Problems die Untersuchung ihrer jeweiligen Komponenten durch mehrere Unternehmen erfordern. Jeder Anbieter verfügt über detaillierte Kenntnisse seiner eigenen Technologie, aber die Ursache kann in der Interaktion verschiedener Systeme liegen.
Mit seinen zentralen Steuerungstechnologien, die intern entwickelt wurden, kann LONGi diese Interaktionen direkt untersuchen. Seine Ingenieure haben Zugang zu den beteiligten Technologien und können deren Funktionsweise im gesamten Speichersystem untersuchen. Dies kann die Fehlersuche vereinfachen und die Notwendigkeit der Koordination mit externen Technologieentwicklern reduzieren.
LONGi ONE bietet zudem einen zentralen Ansprechpartner für technischen Support. Die integrierte C&I-Speicherplattform wird mit einer einheitlichen Garantie geliefert. Für EPCs und Speicherbetreiber kann dies die Verwaltung des technischen Supports vereinfachen und klare Verantwortlichkeiten schaffen. Spezifische Garantieabdeckung und Serviceverpflichtungen hängen vom Vertrag ab.
Integrierte BESS-Entwicklung ist auch nach der Inbetriebnahme wichtig
Die Bedeutung der Systemintegration bleibt bestehen, nachdem eine Batterie in Betrieb genommen wurde. Softwareänderungen können die Zusammenarbeit verschiedener Systemteile beeinflussen, insbesondere wenn diese Technologien von separaten Anbietern stammen.
EPRI beschreibt einen solchen Fall in seinem Leitfaden zur Implementierung von Energiespeichern (Energy Storage Implementation Guide) aus dem Jahr 2024. Ein vom Batterielieferanten angefordertes Firmware-Update verursachte Probleme mit einem Wechselrichter eines anderen Herstellers. Unzureichende Kommunikation und Koordination zwischen den Unternehmen trugen zu dem Problem bei. EPRI empfiehlt, Softwareänderungen zu testen und ihre Auswirkungen auf andere Systemteile vor der Implementierung zu prüfen.
Das Beispiel zeigt, warum die Softwarewartung das gesamte BESS berücksichtigen muss. Eine Änderung an einer Komponente kann eine andere beeinflussen, auch wenn beide für sich genommen korrekt funktionieren.
Mit den intern entwickelten Kernsteuerungstechnologien kann LONGi diese Änderungen innerhalb seiner eigenen Ingenieurteams koordinieren und deren Auswirkungen auf das integrierte System testen. Für Kunden bedeutet dies, dass weniger externe Technologieentwickler einbezogen werden müssen, wenn Updates mehrere Komponenten betreffen.
Der gleiche Ansatz gilt für die gesamte Lebensdauer des Systems. LONGi bleibt für die Kerntechnologien und deren Integration verantwortlich, sodass die Speicherbetreiber einen einzigen Hersteller haben, mit dem sie zusammenarbeiten können, wenn sich ihre technischen Anforderungen ändern.
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