Sustavi za pohranu baterija na zemlji učvršćenim zavojnim pilotima — temelji za BESS kontejnere

Sustav za pohranu energije baterija (BESS) je sustav kontejneriziranih baterijskih modula koji pohranjuju električnu energiju za kasniju opskrbu mreže ili za stabilizaciju fluktuacija u proizvodnji i potrošnji. Podloga za kontejnere, osigurana zemljanim sidrima, omogućuje brzu montažu bez potrebe za betonom, precizno pozicioniranje u skladu s nosivom rešetkom kontejnera i reverzibilnu instalaciju koja se može ukloniti bez ostavljanja traga nakon završetka projekta.

Što je skladištenje energije u baterijama i zašto je to tako važno?

BESS projekti rastu diljem Europe — od manjih komercijalnih instalacija na industrijskim lokacijama, preko hibridnih projekata koji kombiniraju fotonaponske sustave i pohranu energije, do samostalnih sustava za pohranu energije s kapacitetima u desecima do stotinama megavat-sati. Zajednička je značajka da svaki spremnik (obično ISO spremnik od 20″ ili 40″) teži desetke tona kada je potpuno opremljen, a njegova se težina prenosi na temelj putem nekoliko precizno definiranih nosivih točaka na okviru spremnika.

Za razliku od fotonaponskog nosača, gdje se opterećenje raspoređuje duž cijele duljine konstrukcije, u slučaju BESS kontejnera opterećenje je koncentrirano na nekoliko točaka — obično na četiri do osam potpornih nogu. Podloga stoga mora istovremeno zadovoljiti dva uvjeta: dovoljnu nosivost na točkovima i preciznu ravnost unutar tolerancije koju je proizvođač kontejnera naveo za pravilnu ugradnju panela, sustava hlađenja i protupožarnih sustava.

Zašto koristiti zakrivne vijke za sustave za pohranu baterija?

Brzina provedbe. Betonski temelj zahtijeva razdoblje očvršćivanja (obično 21–28 dana) prije nego što može podnijeti puni teret. Zemaljska vijačica može podnijeti teret odmah nakon ugradnje — spremnik se može postaviti istog dana.

Precizna dokumentacija nosivosti. Telematska jedinica bilježi obrtni moment i dubinu prodora za svaki zavrtanj. Ovaj zapis služi kao dokumentacija i za statike i za osiguravajuće društvo — budući da se ulaganje u jedan BESS blok kreće od nekoliko milijuna do desetaka milijuna kruna, provjerljivi dokaz o nosivosti temelja ključan je element dužne pažnje.

Obrnivost. Mnogi BESS projekti smješteni su na zemljištu s ograničenim rokom najma (15–25 godina) ili na poljoprivrednom zemljištu, gdje ulagač jamči da će zemljište biti vraćeno u izvorno stanje. Šipovi za učvršćivanje tla mogu se odviti bez ostavljanja traga nakon prestanka radova — beton se, međutim, mora srušiti i ukloniti.

Neovisnost o vremenu. Ulijevanje betona osjetljivo je na temperaturu i oborine. Bušenje se odvija bez obzira na vremenske uvjete, pod uvjetom da su unutar normalnog radnog temperaturnog raspona stroja.

Rad na neravnom ili zbijenom tlu. BESS kontejneri često se nalaze na rubovima postojećih industrijskih postrojenja ili na zemljištu koje je prethodno bilo u uporabi, gdje se ne može jamčiti homogenost podzemlja. Probna bušotina s telemetrijom brzo će otkriti treba li duljinu ili promjer vijačne šipke prilagoditi na određenoj točki.

Karakteristike opterećenja iz BESS kontejnera

Za razliku od fotonaponskih (PV) instalacija, kod BESS kontejnera potrebno je uzeti u obzir opterećenje koje je proizvođač kontejnera naveo u tehničkoj dokumentaciji — obično kao silu po pojedinačnoj nozi potpore, koja objedinjuje vlastitu težinu kontejnera, servisno opterećenje i klimatska opterećenja (vjetar ili snijeg na krovu kontejnera).

Stukturni inženjer mora osigurati da:

  • Raspoređivanje vijaka točno odgovara nosivoj mreži spremnika (obično 4–8 točaka, ovisno o vrsti i proizvođaču)
  • Nosiva glava vijka (čelična ploča ili profil UNP/IPE) ravnomjerno raspoređuje točkasto opterećenje po vijku.
  • Tolerancija ravnosti između pojedinih točaka zadovoljava specifikacije proizvođača spremnika (obično unutar nekoliko milimetara po duljini spremnika)
  • Vijak je također dizajniran da izdrži horizontalnu komponentu opterećenja (vjetar koji djeluje na bočni zid spremnika), a ne samo vertikalno opterećenje.

U područjima s povećanim seizmičkim rizikom (posebno u južnoj Europi) opterećenja je potrebno dopuniti procjenom u skladu s Eurokodom 8 — detalji će biti utvrđeni od strane lokalnog konstrukcionog inženjera u skladu s nacionalnim aneksom.

Korak-po-korak vodič za instalaciju temelja BESS

  1. Geotehnička istraživanja i određivanje točkastih opterećenja. Na temelju tehničke datoteke spremnika i geotehničkog istraživanja lokacije, statičar određuje potrebnu nosivost, duljinu i promjer zavojnih pilota za svaku točku oslonca.
  2. Predloženi raspored temeljen na mreži. Postavljanje vijaka mora točno odgovarati montažnim točkama spremnika — odstupanje od samo nekoliko centimetara može spriječiti ugradnju. Pregled provodi geodet.
  3. Probno bušenje i provjera okretnog momenta. Prvi vijci se uvode kao probni set. Telemetrijska jedinica stroja bilježi krivulju okretnog momenta u odnosu na dubinu — ako profil podzemnog tla odgovara nalazima istraživanja, bušenje cijelog sklopa se nastavlja.
  4. Bušenje cijelog sklopljenog uređaja uz telemetrijsko snimanje. Svaki vijak se zabija do propisane dubine, uz osiguranje njegove vertikalnosti (maksimalno odstupanje prema projektu). Telemetrijski zapis svakog mjesta arhivira se kao dio građevinske dokumentacije.
  5. Montaža potpornih glava i provjera ravnosti. Nosači ili čelični elementi montiraju se na vijke, a geodet provjerava ravnost cijelog sklopljenog sklopa unutar tolerancijskih granica proizvođača kontejnera. Nakon odobrenja, kontejner se može postaviti.

Usporedba Glentor modela za sustave za pohranu baterija

ParametarA70B80C65
Okretni moment7.000 Nm8.000 Nm8.500 Nm
Maksimalna duljina vijka2,4 m2,5 m3,5 m
Težina stroja1.700 kg2.480 kg3.050–3.250 kg
Hidraulički čekić❌ Ne❌ Ne✅ 900 J
Vrsta puderaSprijedaSprijedaStrana
Pogodno zaMali komercijalni BESS, dodatno skladištenjeIndustrijski BESS srednje veličineSustavi za pohranu velikog formata

Što je jeftinije? Usporedba stavki troškova

A70 Pogodno je za manje komercijalne instalacije — obično 1–4 kontejnera na industrijskoj lokaciji ili u kombinaciji s manjim solarnim elektranama.

B80 Može se nositi s blokovima srednje veličine BESS na standardnom tlu gdje je potreban veći okretni moment nego kod A70, ali teren ne zahtijeva čekić.

C65 To je prvi izbor za velike skladišne sustave s desecima spremnika — bočno utovarivanje olakšava rad u gusto postavljenim redovima, a hidraulički čekić MTB36 može se nositi čak i s utabanim ili kamenitim tlom, što je uobičajeno na lokacijama koje su se prethodno koristile u industrijske svrhe (brownfield lokacije).

Studija slučaja: BESS jedinica u hibridnom solarnom PV projektu

Investitor je planirao dodati postrojenje za skladištenje baterija kapaciteta u rangu MWh postojećoj fotonaponskoj elektrani, koje bi bilo smješteno na susjednom zemljištu pod petnaestogodišnjim najamom. Uvjet najmodavca bio je da se zemljište na kraju najma vrati u izvornom stanju — betonski temelj bi zakomplicirao taj zahtjev.

Geotehničko istraživanje potvrdilo je prisutnost umjereno zbijene pjeskovito-ilovite zemlje pogodne za standardno bušenje. Instalacijski tim postavio je stroj B80, prvog je dana na licu mjesta izbušio probnu seriju pilota i usporedio izmjereni okretni moment s proračunima statika. Nakon što je potvrđena usklađenost, instalirana je cijela montaža, uključujući nosive čelične okvire za kontejnere.

Cijeli temeljni rad (bušenje + ugradnja potpornih glava) dovršen je u roku od nekoliko dana, bez tehničkog odgađanja radi stvrdnjavanja betona — kontejneri su se mogli ugraditi odmah nakon završetka i provjere ravnosti. Telemetrijski zapis svakog vijka poslužio je kao osnova za završnu inspekciju i dio dokumentacije za osiguranje ulaganja.

Beton naspram zemljanih vijaka za BESS — usporedba

KriterijBetonski temeljUzemljujući vijci
Trajanje projektaTjedni (uključujući tehničke pauze)Dani
Ovisnost o vremenuVisoka (temperatura, oborine)Nisko
ObrnivostRušenje, uklanjanje ruševinaOdvijanje bez ostavljanja traga
Dokumentacija o nosivostiStrukturna analiza bez izravne provjere na licu mjestaTelemetrijsko snimanje obrtnog momenta za svaku točku
Pogodnost za zemljište u zakupuOgraničeno (potrebna rehabilitacija)Visoko
Rad na kompaktiranim/brownfield lokacijamaPotrebno je ukloniti stare strukture.Opcija DTH predbušenja ili čekića C65

Često postavljana pitanja

Kamo dalje

Regulatorni okvir za instalaciju BESS — Eurokod 7, EN 1990 i propisi o zaštiti od požara u EU: Europski standardi za izgradnju postrojenja za skladištenje baterija

Usporedba zemljanih vijaka i betona općenito: Vijci za tlačenje nasuprot betonu

Sustavi za pohranu baterija često se koriste za dopunu fotonaponskih projekata: Solarne farme na zemlji postavljenim vijcima