Földcsavarokkal rögzített akkumulátor-tárolók — alapok a BESS-konténerekhez

Az akkumulátoros energiatároló rendszer (BESS – Battery Energy Storage System) olyan konténeres akkumulátor-modulokból álló rendszer, amelyek elektromos energiát tárolnak a későbbi hálózati visszatápláláshoz, illetve a termelés és a fogyasztás ingadozásainak kiegyenlítéséhez. A földbe csavarozott konténeralapok lehetővé teszik a betonálás nélküli gyors szerelést, a konténer teherbíró rácsának megfelelő pontos elrendezést, valamint a visszafordítható telepítést, amely a projekt befejezése után nyom nélkül eltávolítható.

Mi az az akkumulátoros energiatároló, és miért olyan fontos?

A BESS-projektek Európa-szerte terjednek – az ipari területek melletti kisebb kereskedelmi létesítményektől kezdve a fotovoltaikus rendszereket és energiatárolókat ötvöző hibrid projektekig, egészen a több tíz- vagy akár több száz megawattórás önálló rendszer-energiatárolókig. A közös jellemző az, hogy minden konténer (jellemzően 20″-es vagy 40″-es ISO-konténer) teljes felszereltségben több tíz tonnát nyom, és súlyát a konténer vázán található néhány pontosan meghatározott teherviselő ponton keresztül viszi át az alapzatra.

A fotovoltaikus állványtól eltérően – ahol a terhelés a szerkezet teljes hosszán oszlik el – a BESS-konténer esetében a terhelés néhány pontra koncentrálódik – jellemzően négy–nyolc teherhordó talpra. Az alapnak ezért egyszerre két feltételt kell teljesítenie: megfelelő pontszerű teherbírással kell rendelkeznie, és a gyártó által a panelek, a hűtőrendszer és a tűzvédelmi berendezések megfelelő felszerelése érdekében előírt tűréshatáron belül pontosan síknak kell lennie.

Miért érdemes földelőcsavarokat használni az akkumulátor-tárolókhoz?

A megvalósítás sebessége. A beton alapnak kötési időre van szüksége (általában 21–28 nap), mielőtt teljes terhelést bírna. A földbe csavart cölöp már a beszerelés után azonnal terhelhető — a konténer még aznap felállítható.

A teherbírás pontos dokumentálása. A telematikai egység minden fúrásnál rögzíti a nyomaték alakulását és a mélységet. Ez a feljegyzés alapul szolgál mind a statikusok, mind a biztosítótársaság számára — mivel egy BESS-blokkba történő beruházás költségei egytől tíz millió koronáig terjedhetnek, az alap bizonyítható teherbírása fontos alapot jelent a due diligence során.

Visszafordíthatóság. Számos BESS-projekt korlátozott bérleti idővel (15–25 év) rendelkező telkeken vagy mezőgazdasági területeken valósul meg, ahol a befektető garantálja a telek eredeti állapotba való visszaállítását. A földbe csavart szarufákat az üzemeltetés befejezése után nyom nélkül ki lehet csavarni — a betont viszont le kell bontani és elszállítani.

Az időjárástól független működés. A betonozás hőmérséklet- és csapadékérzékeny. A fúrás az időjárási körülményektől függetlenül, a gép szokásos üzemi hőmérsékleti tartományán belül történik.

Munka egyenetlen vagy tömörített talajon. A BESS-konténereket gyakran a meglévő ipari területek szélén vagy korábban már használt területeken helyezik el, ahol az aljzat homogenitása nem garantált. A telemetriával végzett próbafúrás gyorsan feltárja, hogy egy adott ponton módosítani kell-e a csavar hosszát vagy átmérőjét.

A BESS konténerek terhelésének sajátosságai

A napelem-rendszer kialakításától eltérően a BESS-konténer esetében figyelembe kell venni a terhelést, amelyet a konténer gyártója a műszaki dokumentáció részeként ad meg — általában az egyes tartótalpakra ható erőként, amely magában foglalja a saját súlyt, üzemeltetési terhelést és az éghajlati terhelést (szél, illetve a konténer tetején lerakódó hó).

A statikusnak gondoskodnia kell arról, hogy:

  • A csavarok elhelyezkedése pontosan megegyezik a konténer teherbíró rácsával (általában 4–8 pont, a típustól és a gyártótól függően)
  • A csavar teherviselő feje (acéllemez vagy UNP/IPE profil) a pontszerű terhelést egyenletesen továbbítja a csavarra
  • Az egyes pontok közötti síkossági tűrés a konténer gyártójának követelményeinek felel meg (jellemzően néhány milliméter a konténer hosszára vetítve)
  • A csavart a terhelés vízszintes összetevőjére (a konténer oldalfalára ható szél) is méretezték, nem csupán a függőleges terhelésre

A megnövekedett szeizmikus kockázatú területeken (különösen Dél-Európában) a terhelést ki kell egészíteni az Eurocode 8 szerinti értékeléssel — a részleteket a helyi statikus határozza meg a nemzeti melléklet alapján.

A BESS alapjainak telepítése – lépésről lépésre

  1. Geotechnikai felmérés és pontszerű terhelések meghatározása. A konténer műszaki adatlapja és a helyszín geotechnikai felmérése alapján a statikus meghatározza az egyes teherviselő pontokhoz szükséges teherbírást, valamint a csavar hosszát és átmérőjét.
  2. Elrendezési terv a hordozó rács alapján. A csavarok elhelyezkedésének pontosan meg kell egyeznie a konténer talpával — akár néhány centiméteres eltérés is megakadályozhatja a felszerelést. A kijelölést egy földmérő végzi.
  3. Próbafúrás és a nyomaték ellenőrzése. Az első csavarokat próbaként fúrják be. A gép telematikai egysége rögzíti a nyomaték és a mélység közötti összefüggést — amennyiben az aljzat profilja megegyezik a felmérés során feltételezett értékekkel, folytatják a teljes szerelvény befúrását.
  4. A teljes szerelvény befúrása telemetrikus rögzítéssel. Minden csavart a előírt mélységig kell becsavarni, a függőlegességet ellenőrizve (a terv szerinti maximális eltérés mellett). Minden pont telemetriai adatait az építési dokumentáció részeként archiválják.
  5. A tartófejek felszerelése és a síkosság ellenőrzése. A csavarokra rögzítik a tartófejeket vagy az acélprofilokat, majd a földmérő ellenőrzi a teljes szerkezet síkosságát a konténer gyártójának tűréshatárain belül. A jóváhagyás után a konténer felszerelhető.

A Glentor akkumulátoros tárolóinak összehasonlítása

ParaméterA70B80C65
Nyomaték7 000 Nm8 000 Nm8 500 Nm
A csavar maximális hossza2,4 m2,5 m3,5 m
A gép tömege1 700 kg2 480 kg3 050–3 250 kg
Hidraulikus kalapács❌ Nem❌ Nem✅ 900 J
Alapozási típusElsőElsőOldalsó
AlkalmasKis méretű kereskedelmi BESS, kiegészítő tárolóKözepes méretű ipari BESS-ekNagykapacitású rendszeralapú tárolók

Mi az olcsóbb? A költségtételek összehasonlítása

A70 alkalmas kisebb kereskedelmi célú telepítésekre — jellemzően 1–4 konténerre ipari területeken, vagy kisebb napelemes erőművel kombinálva.

B80 alkalmas közepes méretű BESS-blokkok kezelésére szabványos talajon, ahol nagyobb nyomatékra van szükség, mint az A70 esetében, de a terep nem igényel kalapácsot.

C65 ez az elsődleges választás a több tucat konténert magában foglaló, kiterjedt rendszeres tárolók esetében — az oldalirányú betöltés megkönnyíti a munkát a sűrűn elrendezett sorokban, az MTB36 hidraulikus kalapács pedig még a tömörödött vagy köves talajt is képes megmunkálni, amelyek gyakran előfordulnak korábban ipari célokra használt területeken (brownfieldek).

Esettanulmány: BESS-blokk egy hibrid napenergia-projektben

A befektető azt tervezte, hogy a meglévő fotovoltaikus erőművet egy MWh-os kapacitású akkumulátoros tárolóval bővíti, amelyet a szomszédos, tizenöt éves bérleti szerződéssel rendelkező telken helyeznek el. A bérbeadó feltétele az volt, hogy a bérleti szerződés lejárta után a telket állítsák vissza eredeti állapotába – a beton alapozás azonban megnehezítette volna ennek teljesítését.

A geotechnikai felmérés megerősítette, hogy a talaj közepesen tömör, agyagos-homokos, és alkalmas a szokásos fúrásra. A kivitelező csapat bevetette a B80-as gépet, az első napon a helyszínen lefúrt egy próba-csavarhalmazt, és összehasonlította a mért nyomatékot a statikai számításokkal. Az egyezőség megerősítése után következett a teljes szerelvény felszerelése, beleértve a konténerek teherhordó acélkereteit is.

Az egész alapozási munka (fúrás + teherhordó fejek felszerelése) napok alatt elkészült, a beton kikeményedésére szükséges technológiai szünet nélkül — a konténereket a munkálatok befejezése és a síkosság ellenőrzése után azonnal be lehetett szerelni. Minden csavar behelyezésének telemetrikus rögzítése alapul szolgált a használatbavételi engedély kiadásához, valamint a beruházás biztosítási dokumentációjának részeként is.

Beton kontra talajcsavarok a BESS rendszerhez — összehasonlítás

KritériumBetonalapFöldcsavarok
A megvalósítás időtartamaHét (beleértve a technológiai szünetet is)Napok
Az időjárástól való függőségMagas (hőmérséklet, csapadék)Alacsony
VisszafordíthatóságBontás, törmelék elszállításaNyom nélküli kicsavarás
Teherbírási dokumentációStatikai számítás közvetlen helyszíni ellenőrzés nélkülA nyomaték telemetrikus rögzítése minden pontra vonatkozóan
Alkalmasság bérbe vehető telkek esetébenKorlátozott (felújításra szorul)Magas
Munkálatok tömörített/brownfield területenA régi szerkezetek eltávolítása elengedhetetlenLehetőség DTH előfúrásra vagy C65 kalapácsra

Gyakran feltett kérdések

Hogyan folytassuk?

A BESS-rendszerek kialakítására vonatkozó szabályozási keret — Eurocode 7, EN 1990 és az EU tűzvédelmi előírásai: Az akkumulátor-tárolók létesítésére vonatkozó európai szabványok

A földcsavarok és a beton általános összehasonlítása: Földcsavarok kontra beton

Az akkumulátoros tárolókat gyakran kiegészítik a fotovoltaikus projektek: Földbe fúrt csavarokra épített napenergia-parkok