C&I-Energiespeicher vs. Großbatteriespeicher

Auf dem Weg zu einer nachhaltigeren und saubereren Energiezukunft sind Energiespeichersysteme zu einem wichtigen Bestandteil des Energiemixes geworden. Unter diesen Systemen sind gewerbliche und industrielle Energiespeicher sowie großflächige Batteriespeicher zwei wichtige Lösungen, die in den letzten Jahren entstanden sind. In diesem Essay untersuchen wir die Unterschiede zwischen diesen beiden Energiespeichertypen und ihre Anwendungen.

Industrielle und gewerbliche Energiespeicher sind meist integriert und in einem Gehäuse untergebracht. Sie dienen der Notstromversorgung von Einrichtungen wie Gewerbegebäuden, Krankenhäusern und Rechenzentren. Diese Systeme sind typischerweise kleiner als große Batteriespeicher, verfügen über Kapazitäten von einigen hundert Kilowatt bis zu mehreren Megawatt und sind für die kurzzeitige Stromversorgung, oft bis zu einigen Stunden, ausgelegt. Kommerzielle und industrielle Energiespeicher werden zudem eingesetzt, um den Energiebedarf in Spitzenzeiten zu reduzieren und die Stromqualität durch Spannungs- und Frequenzregelung zu verbessern.C&I-Energiespeichersystemekönnen vor Ort oder per Fernzugriff installiert werden und erfreuen sich bei Einrichtungen, die ihre Energiekosten senken und ihre Energieausfallsicherheit erhöhen möchten, zunehmender Beliebtheit.

Große Batteriespeicher hingegen sind für die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarenergie konzipiert. Diese Systeme verfügen über Kapazitäten von mehreren zehn bis hundert Megawatt und können Energie über längere Zeiträume – von wenigen Stunden bis zu mehreren Tagen – speichern. Sie werden häufig für Netzdienstleistungen wie Spitzenlastausgleich, Lastausgleich und Frequenzregelung eingesetzt. Große Batteriespeicher können je nach Anwendung in der Nähe erneuerbarer Energiequellen oder des Stromnetzes platziert werden und erfreuen sich mit der weltweiten Entwicklung hin zu einem nachhaltigeren Energiemix zunehmender Beliebtheit.

Strukturdiagramm für kommerzielle und industrielle Energiespeichersysteme

Systemstrukturdiagramm einer Energiespeicheranlage

C&I-Energiespeicher vs. Großbatteriespeicher: Kapazität
Kommerzielle und industrielle Energiespeichersysteme haben typischerweise eine Kapazität von einigen hundert Kilowatt (kW) bis zu einigen Megawatt (MW). Diese Systeme sind darauf ausgelegt, kurzzeitig, in der Regel bis zu einigen Stunden, Notstrom zu liefern und den Energiebedarf in Spitzenzeiten zu reduzieren. Sie dienen außerdem der Verbesserung der Stromqualität durch Spannungs- und Frequenzregelung.

Im Vergleich dazu verfügen große Batteriespeicher über eine deutlich höhere Kapazität als Energiespeicher für gewerbliche und industrielle Anwendungen. Sie verfügen typischerweise über eine Leistung von mehreren zehn bis hundert Megawatt und sind für die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarenergie ausgelegt. Diese Systeme können Energie über längere Zeiträume – von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen – speichern und dienen der Bereitstellung von Netzdienstleistungen wie Spitzenlastausgleich, Lastausgleich und Frequenzregelung.

C&I-Energiespeicher vs. Großbatteriespeicher: Größe
Die physische Größe von C&I-Energiespeichersystemen ist in der Regel auch kleiner als die von großen Batteriespeichersystemen. C&I-Energiespeichersysteme können vor Ort oder dezentral installiert werden und sind kompakt und lassen sich leicht in bestehende Gebäude oder Anlagen integrieren. Große Batteriespeichersysteme hingegen benötigen mehr Platz und befinden sich typischerweise auf großen Feldern oder in speziellen Gebäuden, die speziell für die Unterbringung der Batterien und anderer zugehöriger Geräte konzipiert sind.

Der Unterschied in Größe und Kapazität zwischen Energiespeichern für gewerbliche und industrielle Anwendungen und großen Batteriespeichern liegt vor allem in den unterschiedlichen Anwendungsbereichen. Energiespeicher für gewerbliche und industrielle Anwendungen dienen der Notstromversorgung und reduzieren den Energiebedarf einzelner Anlagen während der Spitzenzeiten. Große Batteriespeicher hingegen dienen der Energiespeicherung in deutlich größerem Maßstab, um die Integration erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz zu unterstützen und Netzdienstleistungen für die breite Öffentlichkeit bereitzustellen.

C&I-Energiespeicher vs. Großbatteriespeicher: Batterien
Kommerzielle und industrielle Energiespeicherungverwendet energiebasierte Batterien. Kommerzielle und industrielle Energiespeicher stellen relativ geringe Anforderungen an die Reaktionszeit, und energiebasierte Batterien werden unter umfassender Berücksichtigung von Kosten, Lebensdauer, Reaktionszeit und anderen Faktoren eingesetzt.

Energiespeicherkraftwerke verwenden Leistungsbatterien zur Frequenzregelung. Ähnlich wie kommerzielle und industrielle Energiespeicher verwenden die meisten Energiespeicherkraftwerke Energiebatterien. Aufgrund der Notwendigkeit, zusätzliche Stromversorgungsdienste bereitzustellen, sind die Anforderungen an die Lebensdauer und Reaktionszeit des Energiespeicherbatteriesystems von FM-Kraftwerken höher. Zur Frequenzregelung müssen Notstrombatterien den Stromtyp auswählen. Einige Unternehmen für Energiespeicher im großen Maßstab haben Batteriesysteme für Kraftwerke mit einer Zykluszeit von etwa 8000 Mal eingeführt, was höher ist als bei gewöhnlichen Energiebatterien.

C&I-Energiespeicher vs. Großbatteriespeicher: BMS
Kommerzielle und industrielle Energiespeicherbatteriesysteme können Schutzfunktionen gegen Überladung, Überentladung, Überstrom, Übertemperatur, Untertemperatur, Kurzschluss und Strombegrenzung für dieAkkuKommerzielle und industrielle Energiespeicherbatteriesysteme können außerdem Spannungsausgleichsfunktionen während des Ladevorgangs, Parameterkonfiguration und Datenüberwachung durch Hintergrundsoftware, Kommunikation mit vielen verschiedenen Arten von PCS und gemeinsames intelligentes Management von Energiespeichersystemen bereitstellen.

Das Energiespeicherkraftwerk verfügt über eine komplexere Struktur mit einheitlichem Batteriemanagement in Schichten und Ebenen. Entsprechend den Eigenschaften jeder Schicht und Ebene berechnet und analysiert das Energiespeicherkraftwerk verschiedene Parameter und den Betriebszustand der Batterie und sorgt für ein effektives Management wie Ausgleich, Alarm und Schutz. So erreicht jede Batteriegruppe eine gleichmäßige Leistung und gewährleistet optimale Betriebsbedingungen und eine maximale Betriebsdauer des Systems. Es liefert präzise und effektive Batteriemanagementinformationen, verbessert die Energieeffizienz der Batterie deutlich und optimiert die Lasteigenschaften durch Batterieausgleichsmanagement. Gleichzeitig maximiert es die Batterielebensdauer und gewährleistet die Stabilität, Sicherheit und Zuverlässigkeit des Energiespeichersystems.

C&I-Energiespeicher vs. Großbatteriespeicher: PCS
Energiespeicherkonverter (PCS) sind das Schlüsselgerät zwischen Energiespeicher und Netz. Kommerzielle und industrielle Energiespeicher-PCS sind vergleichsweise funktionslos und anpassungsfähiger. Kommerzielle und industrielle Energiespeicher-Wechselrichter basieren auf bidirektionaler Stromumwandlung, sind kompakt, flexibel erweiterbar und lassen sich leicht in das Batteriesystem integrieren. Mit einem extrem breiten Spannungsbereich von 150–750 V können sie die Anforderungen von Blei-Säure-Batterien, Lithiumbatterien, LEP und anderen Batterien in Reihe und parallel erfüllen. Sie laden und entladen in eine Richtung und sind an verschiedene Arten von PV-Wechselrichtern angepasst.

Das PCS des Energiespeicherkraftwerks verfügt über eine Netzstützfunktion. Die Gleichstromspannung des Umrichters des Energiespeicherkraftwerks ist breitbandig und kann bei Volllast bis zu 1500 V betragen. Neben den Grundfunktionen des Umrichters verfügt er auch über Netzstützfunktionen, wie z. B. die Primärfrequenzregelung, die schnelle Planung der Netzlast usw. Das Netz ist hochgradig anpassungsfähig und ermöglicht eine schnelle Leistungsreaktion (<30 ms).

Industrielle und gewerbliche Energiespeicherung vs. Batteriespeicher im großen Maßstab: EMS
Die Funktionen kommerzieller und industrieller Energiespeichersysteme sind eher grundlegend. Die meisten kommerziellen und industriellen Energiespeichersysteme benötigen keine Netzeinspeisung, sondern müssen lediglich ein gutes lokales Energiemanagement gewährleisten, das Batterie-Balance-Management des Speichersystems unterstützen, die Betriebssicherheit gewährleisten, eine Millisekunden-Reaktionszeit ermöglichen und eine integrierte Verwaltung und zentrale Regelung der Energiespeicher-Subsystemausrüstung ermöglichen.

Das EMS-System von Energiespeicherkraftwerken stellt höhere Anforderungen. Neben der grundlegenden Energiemanagementfunktion muss es auch eine Netzdispatch-Schnittstelle und eine Energiemanagementfunktion für das Mikronetzsystem bereitstellen. Es muss verschiedene Kommunikationsrichtlinien unterstützen, über eine standardisierte Power-Dispatch-Schnittstelle verfügen und die Energie von Anwendungen wie Energieübertragung, Mikronetz und Netzfrequenzregelung verwalten und überwachen können. Zudem muss es die Überwachung komplementärer Multi-Energie-Systeme wie Quelle, Netz, Last und Speicher unterstützen.

Industrielle und gewerbliche Energiespeicherung vs. Großbatteriespeicher: Anwendungen
C&I-Energiespeichersysteme sind in erster Linie für die Energiespeicherung und das Energiemanagement vor Ort oder in der Nähe konzipiert, darunter:

• Notstromversorgung: Energiespeichersysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen dienen der Notstromversorgung im Falle eines Netzausfalls oder einer Störung. Dadurch wird sichergestellt, dass kritische Betriebsabläufe wie in Rechenzentren, Krankenhäusern und Produktionsanlagen unterbrechungsfrei weiterlaufen können.
• Lastverschiebung: Energiespeichersysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen können zur Senkung der Energiekosten beitragen, indem sie den Energieverbrauch von Spitzenlastzeiten in Zeiten mit geringerer Nachfrage verlagern, in denen Energie günstiger ist.
• Nachfragereaktion: C&I-Energiespeichersysteme können verwendet werden, um den Spitzenenergiebedarf während Zeiten mit hohem Energieverbrauch, wie beispielsweise während Hitzewellen, zu reduzieren, indem sie Energie außerhalb der Spitzenzeiten speichern und dann während der Spitzenbedarfszeiten entladen.
• Stromqualität: C&I-Energiespeichersysteme können zur Verbesserung der Stromqualität beitragen, indem sie eine Spannungsregelung und Frequenzkontrolle ermöglichen, die für empfindliche Geräte und Elektronik wichtig ist.

Im Gegensatz dazu sind große Batteriespeichersysteme für die Energiespeicherung und das Energiemanagement im Netzmaßstab konzipiert, darunter:

Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen: Große Batteriespeichersysteme werden zur Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarenergie verwendet, die unregelmäßig verfügbar ist und für eine konstante Energieversorgung gespeichert werden muss.

• Spitzenlastkappung: Große Batteriespeichersysteme können dazu beitragen, den Spitzenenergiebedarf zu reduzieren, indem sie die gespeicherte Energie während Zeiten hoher Nachfrage entladen. Dadurch kann der Bedarf an teuren Spitzenlastkraftwerken, die nur während Spitzenzeiten genutzt werden, vermieden werden.
• Lastausgleich: Große Batteriespeichersysteme können zum Ausgleich des Netzes beitragen, indem sie Energie in Zeiten geringer Nachfrage speichern und in Zeiten hoher Nachfrage abgeben. Dies kann dazu beitragen, Stromausfälle zu vermeiden und die Stabilität des Netzes zu verbessern.
• Frequenzregulierung: Große Batteriespeichersysteme können zur Regulierung der Netzfrequenz beitragen, indem sie Energie bereitstellen oder aufnehmen und so zur Aufrechterhaltung einer konstanten Frequenz beitragen, was für die Gewährleistung der Netzstabilität wichtig ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl C&I-Energiespeicher als auch große Batteriespeichersysteme einzigartige Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile bieten. C&I-Systeme verbessern die Stromqualität und dienen der Notstromversorgung von Anlagen, während Großspeicher erneuerbare Energien integrieren und das Netz unterstützen. Die Wahl des richtigen Systems hängt von den Anwendungsanforderungen, der Speicherdauer und der Kosteneffizienz ab.

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