Batteriegroßspeicher (BESS) sind ein wichtiger Bestandteil der modernen Energieinfrastruktur. Sie ermöglichen die Integration erneuerbarer Energien, verbessern die Netzstabilität und sorgen für eine zuverlässige Energieversorgung. Wie bei jeder elektrischen Anlage gibt es jedoch auch hier potenzielle Sicherheitsrisiken. Ein zentrales Risiko sind Isolationsfehler. Bleiben diese unbemerkt, können sie zu schwerwiegenden Problemen führen – von unerwarteten Anlagenausfällen bis hin zu einer erhöhten Brandgefahr.
Diese Fallstudie zeigt, wie durch eine gezielte Überwachung und Fehlererkennung die Sicherheit und Verfügbarkeit eines Batteriegroßspeichers mit 5 MW/10 MWh erheblich verbessert werden konnte.
Ein Betreiber eines Solarparks plante, die erzeugte Energie effizient über einen angeschlossenen Batteriegroßspeicher (BESS) ins lokale Netz einzuspeisen. Die Anlage umfasst:
Da das System als ungeerdetes IT-Netz ausgeführt wurde, lag ein besonderes Augenmerk auf der elektrischen Sicherheit und Verfügbarkeit.
Ziel war es, Isolationsfehler frühzeitig zu erkennen, um ungeplante Stillstände, Brandrisiken und kostenintensive Schäden zu vermeiden.
Die Herausforderung:
Ein Isolationsfehler entsteht, wenn ein aktiver Leiter mit Erde in Kontakt kommt. In IT-Systemen führt der erste Fehler nicht sofort zu einem Kurzschluss – doch bleibt er unentdeckt, kann ein zweiter Fehler schwerwiegende Folgen haben. Risiken umfassen:
Um diesen Gefahren vorzubeugen, wurde ein mehrstufiges Überwachungssystem zur automatisierten Fehlererkennung und präzisen Lokalisierung implementiert.
Überwachungskonzept
Zur Erfassung und Lokalisierung von Isolationsfehlern wurde ein mehrstufiges Überwachungssystem installiert. Die Überwachung erfolgte an strategisch wichtigen Punkten innerhalb der Anlage:
Die PV-Seite wurde überwacht allerdings ohne aktive Erdschlussortung, da in diesem Teil des Systems ein anderes Schutzkonzept umgesetzt wurde. Die Entscheidung erfolgte auf Basis einer Risikoabwägung, bei der das Hauptaugenmerk auf der sicheren Energieein- und -ausspeisung des BESS lag.
1. Isolationsüberwachung des Gesamtsystems:
Das gesamte Batteriesystem wurde mit einem zentralen Isolationsüberwachungsgerät (IMD) ausgestattet.
2. Fehlerlokalisierung mit Erdschluss-Detektionssystem (EDS):
Zusätzlich wurden Erdschluss-Detektionssysteme (EDS) eingesetzt.
3. Permanente Überwachung der isolierten Batteriebank:
Während der Instandhaltung wurde die betroffene Batteriebank weiterhin separat überwacht. Ein zusätzliches Isolationsüberwachungsgerät stellte sicher, dass die Batterie nach der Reparatur sicher wieder in Betrieb genommen werden konnte.
Die Implementierung des Überwachungssystems führte zu einer signifikanten Verbesserung der Sicherheit und Betriebszuverlässigkeit des BESS.
1. Erhöhte Sicherheit:
2. Geringere Ausfallzeiten:
3. Datengestützte Fehleranalyse:
4. Einhaltung von Sicherheitsnormen:
Die Fallstudie zeigt, dass Isolationsfehler eine ernsthafte Bedrohung für Batteriegroßspeicher darstellen. Ohne eine zuverlässige Fehlererkennung können sie zu erhöhten Spannungen, Systemausfällen oder sogar Bränden führen.
Ein proaktives Überwachungskonzept ist unerlässlich für den sicheren und effizienten Betrieb moderner Batteriegroßspeicher.
Unbemerkte Isolationsfehler zählen zu den größten Risiken in modernen BESS-Anlagen. Wie sich diese frühzeitig erkennen lassen, welche Rolle die Netzform spielt und welche Schutzkonzepte wirklich greifen, erfahren Sie in unseren aktuellen Blogbeiträgen.
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