Kommerzielle und industrielle (C&I) Energiespeichersysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der Maximierung der Eigenverbrauchsrate von Solarenergie, der Reduzierung der Stromkosten für Industrie- und Gewerbebesitzer und der Unterstützung bei Energieeinsparungs- und Emissionsreduzierungsbemühungen. Diese Systeme werden als benutzerseitige Energiespeicherlösungen kategorisiert, die es Unternehmen ermöglichen, ihren Energieverbrauch zu optimieren und nachhaltiger zu werden.

Es gibt zwei Hauptgeschäftsmodelle für den Betrieb von C&I-Energiespeichersystemen. Beim ersten Modell installieren Gewerbe- und Industrieanwender die Energiespeicher selbst, was zu direkten Stromkosteneinsparungen führt. Allerdings müssen diese Nutzer die anfänglichen Investitionskosten und die jährlichen Wartungskosten tragen. Beim zweiten Modell unterstützen Energiedienstleistungsunternehmen die Nutzer bei der Installation. Diese Unternehmen investieren in den Bau von Energiespeicheranlagen und sind für den Betrieb und die Wartung der Systeme verantwortlich. Industrielle und gewerbliche Nutzer bezahlen dann Energiedienstleistungsunternehmen für ihre Stromkosten.

Die Anwendungen benutzerseitiger Energiespeichersysteme haben sich erheblich ausgeweitet und umfassen verschiedene Szenarien wie Lade- und Wechselstationen, Rechenzentren, 5G-Basisstationen, Hafenstrom und den Austausch schwerer Lkw. Diese Systeme sind unverzichtbar geworden, damit diese Einrichtungen effizient funktionieren und gleichzeitig ihre Auswirkungen auf die Umwelt minimieren.

Die Struktur von C&I-Energiespeichersystemen umfasst typischerweise separate Power Conditioning System (PCS)-Einheiten und Batteriesysteme. Die Wechselrichter-Boost-Einheit besteht aus dem PCS, netzgekoppelten Schränken und Transformatoren. Container, in denen die Batterieschränke, Konfluenzschränke und Überwachungsgeräte untergebracht sind, sorgen für unabhängige Stromversorgung, Beleuchtung, Temperaturregelung, Feuchtigkeitsregelung, Brandschutz, Fluchtweg und andere automatische Steuerungs- und Sicherheitseinrichtungen. Darüber hinaus benötigt das Kraftwerk ein Stromversorgungssystem, um den Energiespeicher selbst mit Strom zu versorgen, und eine Booster-Station, um den Netzanschluss zu ermöglichen.

Sonnenkollektoren bilden einen entscheidenden Bestandteil von C&I-Energiespeichersystemen. Ihre Auslegung muss den täglichen Stromverbrauchsbedarf der Last unter durchschnittlichen Wetterbedingungen decken. Das bedeutet, dass der von den Solarmodulen erzeugte Strom dem jährlichen Stromverbrauch des Verbrauchers entsprechen sollte. Es ist jedoch unbedingt zu berücksichtigen, dass nicht der gesamte erzeugte Strom in Stromverbrauch umgewandelt wird. Faktoren wie Controller-Effizienz, Maschinenverlust und Batterieverlust beim Laden und Entladen müssen berücksichtigt werden.

Angesichts der relativ geringen Reaktionszeitanforderungen von C&I-Energiespeichersystemen werden aufgrund ihrer Kosteneffizienz, Zyklenlebensdauer und Reaktionszeit häufig Energiebatterien verwendet. Die Hauptaufgabe der Batterie besteht darin, bei unzureichender Sonneneinstrahlung für einen unterbrechungsfreien Stromverbrauch zu sorgen. Die Kapazität des Batteriepakets kann entsprechend den spezifischen Anforderungen und Bedingungen jedes Systems ausgelegt werden, wobei Faktoren wie Spannungsanforderungen, Energiezeitverschiebungen, Peak-Tal-Arbitrage und Notstrom für Regentage berücksichtigt werden.

C&I-Energiespeicher-Wechselrichter haben eine relativ einfache Funktion, die hauptsächlich auf der bidirektionalen Umwandlung basiert. Sie sind kleiner und lassen sich leichter in Batteriesysteme integrieren. Die Flexibilität dieser Wechselrichter ermöglicht eine Erweiterung entsprechend zukünftiger Anforderungen. Mit einem extrem weiten Spannungsbereich von 150–750 V können sie verschiedene Batterietypen wie Blei-Säure-Batterien, Lithium-Batterien und Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LEP) bedienen. Zusätzlich zu den grundlegenden Wandlerfunktionen ist die Kopplungsfunktionalität von entscheidender Bedeutung, einschließlich der primären Frequenzregelung, der schnellen Bereitstellung von Quelle, Netz und Last sowie einer starken Anpassungsfähigkeit, um eine schnelle Leistungsreaktion zu erreichen.

Bei der Auswahl des PCS müssen Überlegungen zu den Lastanforderungen angestellt werden. Lasten werden typischerweise als induktive oder ohmsche Lasten kategorisiert. Induktive Lasten, wie z. B. Motoren in zentralen Klimaanlagen, Kompressoren und Kränen, haben eine Startleistung, die drei- bis fünfmal so hoch ist wie die Nennleistung. Daher ist es notwendig, die Startleistung dieser Lasten während des netzunabhängigen Betriebs in der Entwurfsphase zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Ausgangsleistung des Wechselrichters den Leistungsbedarf der Last übersteigt. Bei Anwendungen mit strengen Anforderungen, wie z. B. Überwachungs- und Kommunikationsstationen, sollte die Gesamtausgangsleistung die Summe aller Lastleistungen sein.

Das Energiemanagementsystem (EMS) für die meisten C&I-Energiespeichersysteme erfordert keine Netzverteilung, was zu einer relativ einfachen Funktionalität führt. Der Hauptschwerpunkt des EMS liegt auf dem lokalen Energiemanagement, der Unterstützung des Batteriegleichgewichtsmanagements, der Gewährleistung der Betriebssicherheit, der Ermöglichung einer schnellen Reaktion im Millisekundenbereich sowie der Erleichterung der integrierten Verwaltung und zentralen Steuerung der Energiespeicher-Subsystemausrüstung.

Mit Blick auf die Zukunft wird erwartet, dass der Zeitraum von 2023 bis 2024 einen neuen Höhepunkt in der Entwicklung der industriellen und kommerziellen Energiespeicherung erreichen wird. Die Nachfrage nach solchen Systemen ist im In- und Ausland groß. Obwohl sich das Wettbewerbsmuster noch nicht vollständig herausgebildet hat, steht der Markt kurz vor einem Durchbruch. Industrielle und gewerbliche Energiespeicher haben das Potenzial, zu einer Standardkonfiguration in der industriellen Produktion und in großen Gewerbegebieten zu werden, mit reichlich Raum für Wachstum.

ACDC, ein auf Forschung und Entwicklung spezialisiertes Unternehmen, verfolgt die Marktnachfrage nach Energiespeicherbatterien genau. Als Reaktion auf diese Nachfrage wird ACDC eine Reihe industrieller und kommerzieller Energiespeicherbatterien auf den Markt bringen. Diese neuen Lösungen bieten modulare und flexible Erweiterbarkeit auf verschiedenen Leistungs- und Kapazitätsniveaus und bieten ein All-in-One-Design mit AC-Kopplungskompatibilität. Die Batterien von ACDC werden perfekt auf den spezifischen Energiebedarf abgestimmt und maximieren so die Lebensdauer der Batteriezellen. Mit Outdoor-Gehäusen, die für jeden Installationsort geeignet sind, ermöglicht das breite Portfolio an Energiespeicherlösungen von ACDC eine effiziente und kostengünstige Verteilung und Nutzung von Energie entsprechend den betrieblichen Anforderungen. Ihre Expertenteams für Systeme und Anwendungen nutzen spezielle technisch-ökonomische Tools, um die Lebensdauerökonomie von Projekten zu optimieren und einen investitionswürdigen Geschäftsfall zu liefern, der die Projektplanung und -finanzierung unterstützt. ACDC ist bestrebt, seine Kunden bei jedem Schritt ihrer Reise zur Energiespeicherung zu unterstützen.

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