Südwestwind GmbH

Klimakonforme Stromspeichersysteme

Batterie Energie Speicher Projekte
die dritte Säule der regenerativen Stromversorgung 

Die Herausforderung: 

Windkraft- und Photovoltaikanlagen erzeugen regenerativen Strom,
allerdings nicht zeitgleich mit dem Verbrauch, wie die Physik es verlangt.
Das zeitliche Ungleichgewicht der Energiegewinnung führt zu
Abschaltungen der Windkraftanlagen und zu negativen Strompreisen an
den Börsen. Dies begründet die Notwendigkeit der dritten Säule der
regenerativen Stromversorgung.

Wenn die erzeugten Strommengen und die verbrauchten Strommengen
nicht genau übereinstimmen verändert sich die Frequenz im Stromnetz.
Da die Frequenz die Drehgeschwindigkeit der Motoren bestimmt, muss
sie konstant bei 50 Hz liegen.

Die Geschäftsgrundlage:

Die Batterie Energy Storage Systeme sind Stromspeicher mit
Spannungswandler, die extrem schnell Strom aus dem Netz aufnehmen
und einspeisen können. Dies geschieht automatisch durch
Frequenzmessung und Regelimpulse an die Wechselrichter, welche im
Millisekunden –Bereich arbeiten.

Die Klimakonformen Batterie – Strom – Speicher – Systeme BESS
gleichen Stromschwankungen im Netz aus, und stabilisieren die Frequenz.

Diese elektrische Dienstleistung wird von den Hochspannungs-
Netzbetreiber ÜNBs wie z.B. TenneT GmbH vergütet. Es gibt täglich 6
Auktionen für diese Dienstleistung, welche monatlich vergütet werden.

Das zweite Geschäftsmodell der Batterie – Strom – Speicher - Systeme,
besteht darin, bei negativen Strompreisen Strommengen zu kaufen und bei
positiven Strompreisen zu verkaufen. Dieser Handel findet im Segment
Intraday Handel statt.

Die Technik

Ein Batterie Energie Speicher System (BESS) besteht im wesentlichen
aus 3 Komponenten:

Die Batterie besteht aus vielen Batteriezellen mit ca. 3,5 Volt, die zu
einem Batteriemodul zusammengeschaltet sind. Batteriemodule sind
häufig in einem 19 Zoll Gerät und werden in einem Regal (rack)
zusammengefasst. In einem Container werden mehrere Batterieracks
platziert und zu der entsprechenden Gleichspannung zusammengeschaltet
z. B. 1.000 Volt DC. Dies ist die Eingangsspannung für den
Wechselrichter.

Der Wechselrichter ist die Komponente, die aus der Batteriespannung
mit Plus und Minus also Gleichstrom den Wechselstrom mit der Frequenz
von 50 Hz herstellt. Der Wechselrichter kann auch die Richtung wechseln
und aus dem Wechselstrom (AC) Gleichstrom (DC) herstellen und damit
die Batterie laden.

Der Netzanschluss verbindet die Anlage mit dem Stromnetz. Die
Wechselrichter werden über einige kleine Transformatoren 690Volt/20
kV auf ein Schaltfeld in einer Koppelstation zusammengeführt. Von dort
geht es auf ein Umspannwerk mit 20/110 kV, welches die Regelleistung
mit dem Hochspannungsnetz verbindet.
 

Die Batterie

Die Container sind mit Batterieracks mit Batteriezellen von verschiedenen
Herstellern aus Europa und Asien gefüllt. Es können Batteriezellen für
den mobilen (E – Autos) wie stationären Bereich genutzt werden. Wir, die
Südwestwind GmbH sind herstellerunabhängig. Wir arbeiten mit den
jeweils besten Herstellern zusammen um ein gutes verlässliches Produkt
unseren Kunden zu liefern.

Diese Batteriezellen beinhalten keine Säure oder andere Flüssigkeiten. Sie
bestehen aus Metalllegierungen und Mineralien. Die jeweiligen Mengen
sind in den Datenblättern aufgeschlüsselt. Im Baugenehmigungsverfahren
werden die Substanzen nochmals auf ihre möglichen Auswirkungen auf
die Umwelt geprüft.

Die Materialien sind größtenteils Lithium, Cobalt, Mangan und Nickel
Oxid zu ca. 70 % und Graphit, Karbon, Aluminium, Kupfer.

Der Wechselrichter

Die bidirektionalen Wechselrichter werden von den bekannten Herstellern
aus der PV Branche produziert. Es gibt Hersteller aus Deutschland wie
SMA, der Schweiz wie Indrivetec und China wie Huawei. Wir sind auch
bei dieser Komponente herstellerunabhängig. Es gibt die Wechselrichter
in der Ausführung luftgekühlt oder in der Ausführung wassergekühlt.

Die Umrichter bestehen aus einem separaten Metallgehäuse, welches in
dem Container in jeweils einem Rahmen montiert ist. Spannungsführende
Teile des Umrichters sind entsprechend gekapselt und berührungssicher
abgedeckt. Der Wechselrichtereinheiten sind für die Outdoor-Aufstellung
geeignet.

Es ist kein Personal vor Ort notwendig oder geplant. Die die Kontrolle
und Regelung erfolgt über das EMS Energie Management System
welches mit dem BMS Batterie Management System kommuniziert und
so die Be- und Entladung der Batterie regelt um die Frequenz zu
stabilisieren. Der Vermarkter für die Dienstleistung PRL und den Handel
beim Intraday-Markt hat eine 24/7 Leitwarte.

Der Netzanschluss

Den Netzanschluss plant und errichteten Fachunternehmen mit der Lizenz
für Mittel- und Hochspannung. Auch hier sind wir herstellerunabhängig,
auch wenn wir seit 30 Jahren mit der ABE Gruppe GmbH aus Barsbüttel
zusammenarbeiten. Sie haben über 120 Umspannwerke in Deutschland
errichtet und dadurch über 180 Windparks an das Netz angeschlossen. Sie
warten und pflegen über 80 Umspannwerke in Ihrer Betriebsführung.

Die EPC Firma für die Infrastruktur, ist verantwortlich für die
Fundamente mit ggf. Pfahlgründung, die Baustraßen, das Verlegen der
Kabel, die Installation der Transformatoren, dem Anschluss aller
Komponenten bis zur Installation des Zaunes und das Anlegen einer
Hecke.

Wir Errichten das gesamte Batterie- Energie Speicher System BESS mit 2
Firmen. Es ist der Elektro EPC mit dem Tiefbau und der Batterie EPC mit
dem Wechselrichter.

Emissionen

Beim Betrieb des Batteriespeichers treten keine Luftverunreinigungen auf.

Im Baugenehmigungsverfahren werden sämtliche Substanzen auf ihre
möglichen Auswirkungen auf die Umwelt geprüft und
Schalluntersuchungen durchgeführt.

Wassergefährdende Stoffe

Die eingesetzten Transformatoren sind mit einem speziellen Isolieröl
gefüllt. Sie haben Auffangbecken. Die BESS Anlage können in
Wasserschutzgebieten platziert werden.

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