Güneş enerjisi santrallerinde üretim gün ortasında zirveye ulaşır; tüketim ve elektrik fiyatları ise çoğu zaman akşam saatlerinde yükselir. Bu farkı kapatmanın yolu, üretilen enerjiyi depolayıp ihtiyaç anında kullanmaktır. Arazi tipi santrallerde ve büyük ticari tesislerde bu iş için en yaygın çözüm konteyner tipi batarya enerji depolama sistemleridir. Sektörde kısaca BESS (Battery Energy Storage System) olarak anılır; Türkçede "batarya enerji depolama sistemi", "enerji depolama konteyneri" veya "konteyner batarya" ifadeleri de kullanılır.
Bu rehberde konteyner tipi BESS'in bileşenlerini, kapasitenin nasıl ifade edildiğini ve hesaplandığını, sahada yerleşimde dikkat edilmesi gerekenleri ve teklifte açıkça yazılması gereken bilgileri ele alıyoruz.
Konteyner tipi BESS'in bileşenleri
Konteyner tipi BESS, standart nakliye konteyneri ölçülerinde, fabrikada büyük ölçüde hazırlanmış bir depolama ünitesidir. Tipik bir sistemde şu bileşenler bulunur:
| Bileşen | Görevi |
|---|---|
| Batarya modülleri ve rafları | Enerjiyi depolar; büyük ölçekli sistemlerde çoğunlukla lityum demir fosfat (LFP) hücreler kullanılır |
| Batarya yönetim sistemi (BMS) | Hücre gerilimi, sıcaklık ve şarj durumunu izler; bataryayı güvenli çalışma aralığında tutar |
| Güç dönüştürme sistemi (PCS) | Çift yönlü inverterdir; bataryanın doğru akımını şebekenin alternatif akımına çevirir ve tersini yapar |
| Enerji yönetim sistemi (EMS) | Ne zaman şarj edileceğine, ne zaman deşarj edileceğine karar veren kontrol yazılımıdır |
| Isıl yönetim | Klima veya sıvı soğutma ile hücre sıcaklığını uygun aralıkta tutar |
| Yangın algılama ve söndürme | Gaz, duman ve sıcaklık algılama ile söndürme sistemini içerir |
| Transformatör ve koruma | Orta gerilim bağlantısı olan sistemlerde gerilim seviyesini uygun hale getirir |
Bazı üreticiler PCS ve transformatörü ayrı bir konteynerde veya skid üzerinde sunar. Bu nedenle "bir konteyner" ifadesinin hangi bileşenleri kapsadığını teklif aşamasında netleştirmek gerekir.
MW ve MWh: iki ayrı büyüklük
BESS kapasitesi iki değerle ifade edilir ve bunların karıştırılması sık yapılan bir hatadır:
- Güç (MW): Sistemin bir anda verebileceği veya alabileceği en yüksek güç. PCS kapasitesi ve şebeke bağlantı gücüyle sınırlıdır.
- Enerji (MWh): Sistemin depolayabildiği toplam enerji miktarı.
Enerjinin güce oranı, sistemin tam güçte kaç saat çalışabileceğini gösterir. Örneğin 2 MW / 4 MWh bir sistem, tam güçte yaklaşık 2 saat deşarj eder. Bu oran sektörde C oranı ile de ifade edilir: 0,5C yaklaşık 2 saatlik, 0,25C yaklaşık 4 saatlik bir sisteme karşılık gelir.
Kapasite nasıl hesaplanır?
Kapasite hesabı, sistemin hangi amaçla kullanılacağıyla başlar. Yaygın kullanım amaçları şunlardır:
- Üretimi akşama kaydırma: Gün ortasındaki fazla üretimi depolayıp akşam saatlerinde kullanmak veya satmak.
- Kesintiyi (kırpmayı) azaltma: Bağlantı kapasitesinin üzerindeki üretimin boşa gitmesini önlemek.
- Tepe yük tıraşlama: Tesisin en yüksek çekişini düşürerek güç bedelini ve şebeke yükünü azaltmak.
- Yedek enerji: Kritik yüklerin kesinti sırasında beslenmesi.
Amaç belirlendikten sonra hesap kabaca şu adımlarla yapılır (örnek değerlerle):
- Gereken güç: Akşam saatlerinde 2 MW verilmesi hedefleniyor.
- Gereken süre: Bu güç 2 saat boyunca isteniyor. Kullanılabilir enerji ihtiyacı 2 × 2 = 4 MWh olur.
- Deşarj derinliği: Batarya, ömrünü korumak için nominal kapasitesinin tamamı kullanılmadan işletilir. Kullanılabilir oran %90 kabul edilirse nominal kapasite 4 / 0,90 ≈ 4,44 MWh olur.
- Verim ve yardımcı tüketim: Şarj-deşarj çevrimindeki kayıplar ile soğutma ve kontrol sistemlerinin tüketimi hesaba eklenir.
- Yaşlanma payı: Batarya kapasitesi yıllar içinde azalır. Proje ömrü boyunca hedef enerjiyi sağlamak için başlangıçta pay bırakılır veya ilerleyen yıllarda modül eklenmesi (augmentation) planlanır.
- Konteyner adedi: Bulunan nominal kapasite, seçilen konteynerin kapasitesine bölünerek adet belirlenir.
AC bağlı ve DC bağlı sistemler
BESS, güneş santraline iki şekilde bağlanabilir:
- AC bağlı: Batarya kendi PCS'i ile santralin AC tarafına bağlanır. Mevcut santrallere sonradan eklemek için uygundur ve bağımsız çalışabilir.
- DC bağlı: Batarya, DC-DC dönüştürücü üzerinden panellerle aynı inverterin DC tarafına bağlanır. İnverterin AC sınırını aşan üretimin depolanmasına olanak tanır; tasarım santralle birlikte yapılmalıdır.
Hangi yapının seçileceği; santralin yeni mi yoksa mevcut mu olduğuna, bağlantı kapasitesine ve kullanım amacına bağlıdır.
Sahada yerleşim
Konteynerlerin arazideki konumu hem güvenliği hem de maliyeti etkiler. Yerleşim planında şu konular değerlendirilmelidir:
- Konteynerler arası mesafe: Yangın güvenliği ve bakım erişimi için üreticinin ve ilgili standartların öngördüğü mesafeler korunmalıdır.
- Temel: Konteynerler genellikle beton kaide veya temel üzerine oturtulur; zemin etüdü ve taşıma kapasitesi dikkate alınır.
- Erişim yolu: Nakliye, vinçle indirme ve itfaiye erişimi için yol ve manevra alanı bırakılır.
- Kablo güzergâhı: Konteynerlerin PCS, transformatör ve bağlantı noktasına yakınlığı kablo maliyetini ve kayıpları belirler.
- Panellerle ilişki: Konteynerlerin panel sıralarına gölge düşürmemesi ve santralin genel düzenini bozmaması gerekir.
- Çevresel etkenler: Taşkın riski, yüksek sıcaklık ve soğutma sistemlerinin gürültüsü konum seçiminde dikkate alınır.
Uluslararası düzeyde BESS güvenliği ve performansı IEC 62933 serisi gibi standartlarla ele alınır. Projenizde uygulanacak gereklilikleri yetkili mühendis ve ilgili kurumlarla birlikte belirleyin.
Teklifte açıkça yazılması gerekenler
- Güç ve enerji ayrı ayrı: MW ve MWh değerleri; enerji için nominal ve kullanılabilir kapasite.
- Konteyner adedi ve kapsamı: Her konteynerde neler bulunduğu; PCS, transformatör ve EMS'in dahil olup olmadığı.
- Verim ve yardımcı tüketim: Çevrim verimi ve soğutma gibi yardımcı sistemlerin tüketimi.
- Garanti: Yıl, çevrim sayısı ve garanti edilen kalan kapasite oranı.
- Güvenlik sistemleri: Yangın algılama ve söndürme, izleme.
- İşletme ve bakım: Bakım kapsamı, uzaktan izleme ve yaşlanma payı veya modül ekleme planı.
- Mevzuat varsayımları: Depolamalı tesislere ilişkin bağlantı ve lisans koşulları güncel mevzuata ve EPDK düzenlemelerine bağlıdır; teklifte bunları kesin taahhüt değil, varsayım olarak belirtin.
Depolamanın finansal etkisini değerlendirirken öz tüketim ve fiyat farkları önemlidir; konuya öz tüketim ve mahsuplaşma yazımızdan ve on-grid, off-grid ve hibrit GES farkları yazımızdan devam edebilirsiniz. Daha küçük ölçekli akü sistemleri için off-grid boyutlandırma rehberimize bakabilirsiniz.
PVAGE ile konteyner tipi batarya sistemleri
PVAGE'de konteyner tipi batarya sistemleri arazi GES projelerinin içinde ele alınır. Konteynerler arazi (taşıyıcı sistem) tasarımında panel platformlarıyla aynı 3D sahneye yerleştirilir; depolama kapasitesi hesabı yapılır. Konteyner bataryalar teklife eklenir ve tek hat şeması ile genel yerleşim planı gibi proje paftalarında gösterilir.
Böylece santral ve depolama sistemi tek bir tasarım, tek bir teklif ve tutarlı bir pafta setiyle sunulur. Ayrıntılar için taşıyıcı sistem tasarımı sayfasına ve otomatik proje paftaları sayfasına bakabilirsiniz.