Ürüne Genel Bakış

Enerji depolama sistemleri (BESS), fazla enerjiyi depolayarak şebeke bölümlerini ve mikro şebeke işletimini destekler, şebekeyi dengeler ve güneş ile rüzgar gibi dalgalı yenilenebilir üretimi yumuşatır. Batarya, şebekeden veya bir santralden enerji çeker (şarj) ve bu enerjiyi daha sonra elektrik ya da şebeke hizmeti gerektiğinde geri verir (deşarj). Düşük karbonlu kaynaklara geçiş ve enerji arzının güvenliğine verilen önem, depolamayı her zamankinden daha kritik hale getirir. Pompaj hidroelektrik, sıkıştırılmış hava ve termal çözümlerin yanında BESS, uygun maliyetli ve görece kolay uygulanabilir bir çözümdür.

zenon yazılım platformu; konuttan şebeke ölçeğine kadar BESS'in kontrolü, izlenmesi ve optimizasyonu ile depolama varlıklarının akıllı şebekedeki diğer sistemlere bağlanması için üreticiden bağımsız bir çözüm olarak konumlanır. Çözüm, daha önce hazırladığımız zenon Supervisor tabanlı HMI/SCADA platformu üzerinde çalışır ve zenon Energy Edition kapsamındadır. Operatörler, yatırımcılar ve müşteriler için depolama varlıklarının işletilmesini ve korunmasını; DER üreticileri, tüketiciler, DMS/DERMS, agregatörler ve tahmin araçlarıyla koordinasyonu ve OT/IT güvenlik uygulamalarına uygun güvenli yapıyı sağlar.

Tipik bir BESS; batarya modüllerinden, ısıl yönetimli bir depolama muhafazasından, güç dönüştürme sisteminden (PCS), batarya yönetim sisteminden (BMS) ve enerji yönetim sisteminden (EMS) oluşur. Yazılım otomasyonu bu bileşenleri izler, kontrol eder ve birbirleriyle ve şebeke ile uyumlu çalıştırır. BESS yazılımı veri görselleştirme, analiz ve strateji için de kullanılır; maliyetleri düşürmeye, verimliliği artırmaya ve sürdürülebilirliği desteklemeye yardımcı olur.

Uygulama alanları: proses verisi toplama ve gerçek zamanlı HMI görselleştirme, analiz ve sistem raporlama, enerji şirketleri ve bulut sistemlerine veri gateway'i, ayrıca HVAC gibi yardımcı sistemlerin (balance of plant, BoP) izlenmesi ve kontrolü.

Öne Çıkan Özellikler

• Batarya izleme: Batarya bankları, string'ler ve modüllerin gerçek zamanlı izlenmesi.
• SoC, SoH, DoD: Şarj durumu (SoC), sağlık durumu (SoH) ve deşarj derinliği (DoD) için KPI ve dashboard'lar.
• BMS ve PCS bağlantısı: Batarya yönetim sistemleri (BMS) ve güç dönüştürme sistemlerine (PCS) üreticiden bağımsız bağlantı.
• HVAC ve yardımcı sistem kontrolü: Batarya verimliliği ve ömrü için kritik sıcaklık kontrolünün, yangın algılama ve güvenlik sistemlerinin izlenmesi.
• Depolama kuralları ve zamanlama: Enerjinin ne zaman depolanıp ne zaman satılacağını belirleyen kurallar; otomatik veya elle uyarlanabilir.
• SunSpec ve IEEE 1547: Standart veri modelleriyle destek; BESS uygulama kütüphanesinde hazır şablonlar.
• Geniş protokol yelpazesi: Yerel sürücülerle 300'den fazla protokol; BESS projelerinde kullanılan Modbus, DNP3, IEC 61850, IEC 60870-5, ICCP ve OPC UA gibi protokoller.
• Protokol gateway'i: DNP3, IEC 60870, ICCP, OPC UA ve diğerleriyle üçüncü taraf sistemlere veri aktarımı.
• Alarm yönetimi ve SoE: Yapılandırılmış alarm işleme ve olay sıralaması.
• Entegre historian: Uzun süreli arşiv; dinamik raporlama ve analiz.
• Soft PLC: IEC 61131-3 programlanabilir mantık.
• Mobil bildirim ve web: E-posta, SMS ve VoIP; HTML5 web görselleştirme.
• Yedeklilik: Birincil ve ikincil sunucu arasında yüksek güvenilirlikte yedeklilik; tesis kesintisinde bile işletim sürekliliği.
• Güvenlik: Rol tabanlı erişim, protokol şifreleme, merkezi günlükleme, dosya manipülasyonu tespiti; birden fazla katmanlı (defense in depth) önlem.
• Küçükten büyüğe ölçeklenme: Küçük başlayıp adım adım büyütme.

Fonksiyonlar

BESS bileşenleri ve yazılımın rolü

BESS'in kalbinde, batarya ile şebeke arasındaki enerji akışını düzenleyen bidirectional inverter yani güç dönüştürme sistemi (PCS) bulunur. PCS, dağıtım sinyaline milisaniyeler içinde yanıt vererek şarj ve deşarj arasında geçiş yapar; BESS'in bekleme durumundan tam anma gücüne iki saniyeden kısa sürede ulaşmasını (haberleşme gecikmeleri hariç) sağlar. Bu hızlı geçiş, frekans regülasyonu gibi yüksek performanslı yardımcı hizmetleri mümkün kılar.

• Batarya modülleri ve rack'ler: Batarya paketleri rack'ler halinde gruplanır ve konteynerlerle muhafaza edilir.
• Isıl yönetim (HVAC): Hassas sıcaklık kontrolü batarya verimliliği ve ömrü için kritik olduğundan, HVAC için bir yazılım çözümü gerekir. zenon bu yardımcı sistemleri aynı HMI'da izler ve kontrol eder.
• Güvenlik sistemleri: Şalterler, güvenlik ve yangın algılama sistemleri BESS donanım paketinin parçasıdır; izleme kapsamındadır.
• BMS ve PCS: Batarya modülleri, BMS ve PCS ile bir EMS, şebekeye giden güç akışını izler ve kontrol eder.
• Standart ve protokol desteği: BESS için uygun yazılım, sektörün başlıca haberleşme standartlarını ve protokollerini desteklemelidir.

Depolama işletimi

• Gerçek zamanlı HMI: Batarya, PCS ve yardımcı sistemlerin tek ekranda görselleştirilmesi.
• Drill-down: Sistem seviyesinden banka, string ve modül ayrıntısına inme.
• Depolanan enerjinin yönetimi: Bataryalarda depolanan enerji miktarı ile doğrudan şebekeye aktarılan enerji miktarının gösterilmesi ve kontrolü.
• Kural tabanlı zamanlama: Enerjinin ne zaman depolanacağını belirleyen kurallar programlanabilir; bunlar göreli maliyeti de içerir. Gece talep düşük olduğundan enerji ucuzdur; enerji en yüksek fiyatın elde edilebildiği zamanda satılır. Bu süreçler otomatik çalışabilir ya da koşullara göre elle uyarlanabilir.
• Paydaşlara özel erişim: Operatör, yatırımcı ve müşteri gibi paydaşlara amaca uygun bilgi.

BESS ile sunulabilen hizmetler

Enerji depolama sistemleri elektrik güç sistemine konumdan bağımsız sistem seviyesi uygulamalar, şebeke bağlantı noktasına özgü şebeke seviyesi uygulamalar ve son kullanıcı uygulamaları sunabilir. Bu uygulamaların yönetimi için yazılım kullanılır.

• Sistem seviyesi (piyasa, yardımcı hizmetler, güç dengeleme): Enerji arbitrajı, güç sistemi yeterliliği, şebeke dengeleme, dengeleme sorumluluğu, talep artırma (turn-up), flexiramp ve sanal atalet sağlama.
• Şebeke seviyesi (iletim veya dağıtım ağına bağlı): İletim sistemi tıkanıklığının yönetimi, şebeke altyapı yatırımlarının ertelenmesi, sistem kararlılığı ölçütlerinin karşılanması, gerilim ve reaktif güç kompanzasyonu, black start ve şebeke kayıplarının azaltılması.
• Son kullanıcı seviyesi: Tüketim ve üretimin izlenmesi, tepe yük azaltma (peak shaving) ve yük kaydırma, perakende arbitrajı, gerilim kalitesi, yedek güç. Amaç maliyeti düşürmek ya da elektrik arzının kalitesini ve güvenilirliğini artırmaktır.
• Sanal enerji hattı: Bir şebekenin iki ucunda çalışan iki BESS (biri arz, diğeri talep tarafında) enerjinin sisteme kademeli girmesini sağlayarak yeni iletim hattı yatırımına alternatif olabilir.

SNL/PNNL protokolüne göre BESS uygulamaları

BESS performans değerlendirmesi için kullanılan SNL/PNNL protokolü, depolamanın çok farklı biçimlerde uygulanabildiğini gösterir. Protokol yedi uygulama kullanım durumunu tanımlar.

• Kullanım durumları: Tepe tıraşlama, frekans regülasyonu, adalı mikro şebekeler, PV firming, Volt/Var, güç kalitesi ve frekans kontrolü.
• Sistem hizmetleri: Sistem kontrolü, reaktif güç ve gerilim kontrolü, regülasyon, spinning reserve, destekleyici (supplemental) rezerv, enerji dengesizliği, yük takibi, yedek arz, gerçek güç kaybı karşılama, dinamik çizelgeleme, black start ve şebeke kararlılığı.

Entegrasyon ve koordinasyon

• DER ve şebeke sistemleri: DER üreticileri, tüketiciler, DMS/DERMS, agregatörler ve tahmin araçlarıyla koordinasyon.
• Mikro şebeke EMS: Depolama, üretim ve tüketimin birlikte yönetimi; şebeke bağlantılı ve adalı (island) bölümlerin birlikte işletilmesi.
• Hibrit yenilenebilir tesisler: GES ve rüzgar tesisleriyle birlikte depolama kontrolü; üretim dalgalanmalarının yumuşatılması.
• Trafo merkezi ve yerel HMI: Kontrol odası, batarya sistemi için yerel HMI, konteyner yardımcı sistemlerinin (havalandırma, iklimlendirme) izlenmesi ve şebeke kontrol odası ile depolama tesisi arasındaki bağlantı.
• Bulut ve enerji şirketi sistemleri: Veri gateway'i ve IoT gateway ile bulut entegrasyonu.

Alarm ve bildirim

• Alarm yönetimi: Alarm sınıfları, filtreleme, yorum ve istatistik.
• SoE: Arıza ve koruma olaylarının milisaniye hassasiyetli sıralaması.
• Bildirim: Olayların e-posta, SMS ve VoIP ile iletilmesi.

Batarya seçimi ve izleme açısından önemli kavramlar

Büyük ölçekte kullanılabilen veya araştırılan batarya türleri arasında lityum-iyon, kurşun-asit, redox akış ve (sodyum bazlı kimyalar dahil) erimiş tuz bulunur. Lityum-iyon, hızlı teknolojik gelişme ve seri üretimle endüstri standardı haline gelmiştir. Lityum-iyon BESS'lerin çoğu 10 MW'ın altındadır; Güney Avustralya'daki Hornsdale Power Reserve, dünyanın en büyük sistemlerinden biri olarak 100 MW (129 MWh) lityum-iyon sistemidir.

• C-rate: Batarya kapasitesi belirli bir deşarj hızında Ah olarak verilir (genelde 1, 10 veya 20 saat). 10 saatlik hızda "C10" kullanılır; örneğin 100 Ah10 bir batarya 10 A ile 10 saat deşarj edilebilir.
• Uygunluk: Batarya tipinden çok tasarım amacı belirleyicidir. Frekans regülasyonu için tasarlanmamış bir batarya bu amaçla kullanılırsa güvenlik tehlikesi doğurabilir.
• Boyutlandırma ve maliyet: C-rate, aşırı boyutlandırma, verim ve bakım ile ömür arasındaki denge; müşteri kullanılabilir kapasiteyi ömür sonunda (EOL) bekler, ancak pratikte kurulu kapasiteyi ömrün başında (BOL) öder.
• Yazılım katkısı: SoC, SoH ve DoD göstergeleri bu parametrelerin işletmede izlenmesini ve performans analizini sağlar.

Uygulama örnekleri

• KOMIPO, Jeju (Kore): Jeju Sangmyeong'da, yedi türbinli 21 MW rüzgar santrali için kurulan enerji depolama sistemi. Sistem entegratörü NEOPIS, zenon ile Güç Yönetim Sistemini (PMS) uyguladı. zenon bataryalarda depolanan enerji miktarını ve şebekeye aktarılan miktarı gösterir ve kontrol eder; birincil ve ikincil sunucu arasında yüksek güvenilirlikte yedeklilik sağlar. Rüzgar santrali ve depolama işletimi tek çözümde izlenir ve kontrol edilir.
• RTE RINGO (Fransa): 72 MWh'lik "sanal enerji hattı" projesinde yeni iletim altyapısına gerek kalmadan depolama kullanılır; 12 MW/24 MWh'lik üç sistem planlanmıştır. Yazılımla yönetilen unsurlar arasında kontrol odası, batarya sistemi için yerel HMI, konteyner yardımcı sistemlerinin izlenmesi ve şebeke kontrol odası ile depolama tesisi arasındaki bağlantı vardır.
• Potsdam El Sanatları Odası (Almanya): Kampüs enerji beslemesi ikiye bölünmüştür: bir yarı kamu şebekesinden ayrılarak ada şebekesi olarak çalışır. 144 kW'lık on bir PV tesisi, bir rüzgar türbini, şarj istasyonları ve ev tipi depolama sistemleri; 640 kW'lık batarya depolama sistemi ve akıllı bir enerji yönetim sistemiyle işletilir. zenon görselleştirme, kayıt ve işletim sağlar.

Kayıt ve Raporlama

• Historian: Her veri noktası değer, milisaniye çözünürlüklü zaman damgası ve durumla kaydedilir.
• Batarya performans raporları: SoC, SoH, DoD ve çevrim verilerinin analizi.
• Dinamik raporlama ve analiz: Sistem performansı ve verimlilik raporları.
• Olay ve alarm kayıtları: Kronolojik olay listesi ve alarm istatistikleri.
• Yatırım analizine veri: Depolama kapasitesi, güç aralığı, ömür, verim, geri ödeme süresi ve güvenilirlik gibi yatırım ölçütlerinin izlenmesi için işletme verisi sağlar; varlık performans yönetimi ile güven artar.

Haberleşme ve Sistem Entegrasyonu

Bir BESS tesisinde farklı katmanlar farklı iletişim teknolojileri gerektirir. CIGRE'nin genel BESS mimarisine göre denetim katmanları şöyledir: trafo merkezi kontrolleri (orta gerilim dağıtım kaynak barası, adalama izolasyon şalteri, orta gerilim toplayıcı barası, güneş ve rüzgar toplayıcıları, yükler), güç dönüştürücü kontrolleri (AC-DC dönüştürücü) ve batarya yönetim kontrolleri (batarya, DC-DC dönüştürücü).

• Batarya katmanı: Otomotiv sektöründen gelen CAN ve batarya yönetim sistemine bağlı Modbus.
• Yardımcı sistemler: KNX ve BACnet gibi bina otomasyonu protokolleri.
• Enerji yönetimi ve santral kontrolü: DNP3, IEC 61850 ve IEC 60870-5. Yerel batarya tesisini şebeke kontrol odasına veya DERMS'e bağlamak için IEC 60870-5 kullanılır.
• Uzaktan erişim ve bulut: MQTT ve OPC UA gibi IIoT protokolleri.
• Şebeke ve sayaç: ICCP/TASE.2 (kontrol merkezleri arası), DNP3 master/outstation, IEC 62056-21 (enerji sayacı okuma).
• IEC 61850: MMS Client/Server ve GOOSE; Edition 2 (DNV GL sertifikalı) ile akıllı şebeke sistemlerinin birlikte çalışabilirliği.
• Geniş protokol yelpazesi: Endüstriyel, enerji, özel cihaz ve web tabanlı protokoller; yerel sürücülerle 300'den fazla protokol. BMS ve PCS arayüzünün belirli markalar için sürücü karşılığı proje başında doğrulanır.
• BESS uygulama kütüphanesi: BMS, inverter ve BoP ekipmanı için SunSpec gibi standart veri modellerine dayalı hazır şablonlar; yeniden kullanılabilir, otomatik mühendislik destekli.
• Üst sistem gateway'leri: DNP3, IEC 60870-5-104, OPC UA, ICCP ve Modbus gateway'i.
• IoT ve bulut: IoT gateway; Azure IoT Hub, Event Hub, Service Bus ve REST.

Güvenlik

• Merkezi kimlik doğrulama ve yetkilendirme: Rol tabanlı erişim, Active Directory.
• Şifreli haberleşme ve merkezi günlükleme: En az 192 bit şifreleme, OpenSSL 3 ile TLS.
• Dosya manipülasyonu tespiti: İmzalı program dosyaları.
• Defense in depth: Modern güvenlik araçlarıyla uyumlu çok katmanlı önlemler.

Kullanım Alanları

BESS'ten yararlanan kullanıcı grupları beş ana kategoridedir.

• Enerji üretimi: Üreticiler (santral işletmecisi, son tüketici), bağımsız güç üreticileri (IPP) ve sanal santral agregatörleri; sistem esnekliği ve şebeke kararlılığı.
• Enerji ticareti: Enerji tüccarları, piyasa yapıcıları, sanal piyasalar ve depolama agregatörleri.
• İletim ve dağıtım: Şebeke işletmecileri, DER sahipleri ve işletmecileri, enerji tedarikçileri, depolama sistem entegratörleri, EPC firmaları ve proje geliştiriciler.
• Enerji satışı ve pazarlama: Çözüm ve akıllı hizmet sağlayıcılar; bazı kuruluşlar BESS'i agregatör üzerinden satın almak yerine prosumer modeliyle kiralayabilir.
• Enerji tüketicileri: Yüksek enerji kullanan sektörler, kamu hizmetleri; mikro üretime geçiş ve enerji bağımsızlığı ihtiyacıyla ticari, sanayi ve kurumsal tüketiciler (altyapı, rafineri, gıda ve içecek, çelik, kimya, ilaç, madencilik, kağıt gibi).
• Şebeke ölçekli batarya depolama tesisleri
• Güneş ve rüzgar santrallerine bağlı depolama (hibrit tesisler)
• Mikro şebekeler ve adalama uygulamaları
• Sanayi tesislerinde tepe yük azaltma, mevsimsel duruşların önlenmesi ve otoprodüksiyon desteği
• Konut ve ticari ölçekli depolama
• EV şarj altyapısı ile depolama entegrasyonu
• Agregatör ve sanal santral uygulamaları
• Trafo merkezlerinde depolama entegrasyonu
• İkinci ömür (second-life) batarya uygulamaları

Teknik Özellikler

Protokoller, standartlar ve platform

Sipariş seçenekleri

Lisans modülleri, BESS uygulama seti, sürücüler ve gateway'ler tesis büyüklüğüne ve uygulamaya göre belirlenir. Kapsam ve boyutlandırma için SGE Mühendislik ile iletişime geçin.

Sıkça Sorulan Sorular