Akumuliatorių saugyklos ant gręžtinių polių — BESS konteinerių pagrindai
Akumuliatorinė energijos saugykla (BESS – Battery Energy Storage System) – tai konteinerinių akumuliatorių modulių sistema, skirta elektros energijai kaupti, kad vėliau ją būtų galima tiekti į tinklą arba stabilizuoti gamybos ir suvartojimo svyravimus. Ant žemės sraigtų sumontuotas konteinerių pagrindas leidžia greitai sumontuoti sistemą be betono liejimo, tiksliai išdėstyti pagal konteinerių nešančiąją gardelę ir atlikti grįžtamąjį montavimą, kurį pasibaigus projektui galima pašalinti nepaliekant jokių pėdsakų.
Kas yra baterijų energijos kaupiklis ir kodėl jis yra svarbus
BESS projektai plėtojami visoje Europoje – nuo mažesnių komercinių įrenginių pramonės teritorijose iki hibridinių projektų, kuriuose derinama fotovoltinė energija ir energijos kaupimo sistemos, ir iki atskirų sisteminių energijos kaupimo sistemų, kurių talpa siekia dešimtis ar šimtus megavatvalandžių. Bendras bruožas yra tas, kad kiekvienas konteineris (paprastai 20″ arba 40″ ISO konteineris) visiškai įrengtas sveria dešimtis tonų, o jo svoris perduodamas į pamatą per kelis tiksliai apibrėžtus atraminius taškus ant konteinerio rėmo.
Skirtingai nuo fotovoltinės stovo konstrukcijos, kur apkrova paskirstoma per visą konstrukcijos ilgį, BESS konteinerio atveju apkrova sutelkta keliuose taškuose – paprastai keturiuose–aštuoniuose nešančiuosiuose pėduose. Todėl pagrindas turi atitikti dvi sąlygas vienu metu: pakankamą taškinę apkrovos talpą ir tikslų lygumą, neviršijant tolerancijos, kurią konteinerio gamintojas nurodo, siekiant užtikrinti teisingą saulės kolektorių, aušinimo sistemos ir priešgaisrinių įrenginių montavimą.
Kodėl žemės sraigtai naudojami baterijų saugykloms?
Įgyvendinimo greitis. Betoniniams pamatams reikia technologinės pertraukos, kad jie sukietėtų (paprastai 21–28 dienos), kol jie galės išlaikyti visą apkrovą. Gruntinis sraigtas gali būti apkrautas iškart po montavimo – konteinerį galima pastatyti tą pačią dieną.
Tiksli apkrovos galios dokumentacija. Telematinis įrenginys registruoja sukimo momento ir įsukimo gylio pokyčius kiekvieno sraigto atveju. Šie duomenys naudojami kaip pagrindas statikos projektams ir draudimo bendrovėms – investuojant nuo kelių iki kelių dešimčių milijonų kronų į vieną BESS bloką, pagrįsta pamatų apkrova yra svarbus „due diligence“ vertinimo pagrindas.
Grįžtamumas. Daugelis „BESS“ projektų vykdomi sklypuose, kurių nuomos terminas ribotas (15–25 metai), arba žemės ūkio paskirties žemėje, kur investuotojas garantuoja, kad sklypas bus atkurtas į pradinę būklę. Pasibaigus eksploatacijai, gręžinius galima išsukti nepaliekant jokių pėdsakų — betoną reikia nugriauti ir išvežti.
Nepriklausomybė nuo oro sąlygų. Betono liejimas yra jautrus temperatūrai ir krituliams. Gręžimas vyksta nepriklausomai nuo klimato sąlygų, laikantis įprasto mašinos darbo temperatūrų diapazono.
Darbas nelygiame arba sutankintame reljefe. BESS konteineriai dažnai statomi esamų pramoninių teritorijų pakraščiuose arba anksčiau naudotose vietose, kur negalima garantuoti grunto vienalytiškumo. Bandomasis gręžimas su telemetrija greitai parodys, ar konkrečioje vietoje reikia pakoreguoti sraigto ilgį ar skersmenį.
BESS konteinerių apkrovos ypatumai
Skirtingai nuo saulės jėgainės konstrukcijos, BESS konteinerio atveju būtina atsižvelgti į apkrovą, kurią konteinerio gamintojas nurodo techninėje dokumentacijoje – paprastai tai yra jėga, veikianti kiekvieną atraminę kojelę, apimanti pačio konteinerio svorį, eksploatacinę apkrovą ir klimato apkrovą (vėjas, atitinkamai sniegas ant konteinerio stogo).
Statikas privalo užtikrinti, kad:
- Sraigtų išdėstymas tiksliai atitinka konteinerio nešančiąją tinklelį (paprastai 4–8 taškai, priklausomai nuo tipo ir gamintojo)
- Sraigto atraminė galvutė (plieninė plokštė arba UNP/IPE profilis) tolygiai perduoda taškinę apkrovą į sraigtą
- Atskirų taškų plokštumo nuokrypis atitinka konteinerio gamintojo reikalavimus (paprastai svyruoja kelių milimetrų ribose, skaičiuojant pagal konteinerio ilgį)
- Sraigtas yra pritaikytas ne tik vertikaliai apkrovai (vertikaliai veikiančiai apkrovai), bet ir horizontaliai apkrovos komponentai (vėjas, veikiantis konteinerio šoninę sieną)
Vietovėse, kuriose yra padidinta seisminė rizika (visų pirma Pietų Europoje), apkrovą būtina papildyti vertinimu pagal „Eurocode 8“ — detales nustato vietinis statikos inžinierius, remdamasis nacionaliniu priedu.
BESS pagrindo montavimo instrukcija — žingsnis po žingsnio
- Geotechniniai tyrimai ir taškinių apkrovų nustatymas. Remdamasis konteinerio technine specifikacija ir vietovės geotechniniais tyrimais, statikos inžinierius nustato reikiamą apkrovos talpą, sraigto ilgį ir skersmenį kiekvienam atraminiam taškui.
- Išdėstymo pagal nešančiąją gardelę projektas. Sraigtų išdėstymas turi tiksliai atitikti konteinerio atramas — net kelių centimetrų nuokrypis gali sutrukdyti montavimą. Žymėjimą atlieka geodezininkas.
- Bandomasis įsukimas ir sukimo momento patikrinimas. Pirmieji sraigtai įsukami kaip bandomasis rinkinys. Mašinos telematinis įrenginys užregistruoja sukimo momento ir gylio santykį – jei grunto profilis atitinka tyrimo prielaidas, tęsiamas viso rinkinio įsukimas.
- Visos sistemos įgręžimas su telemetriniais duomenimis. Kiekvienas varžtas įsukamas iki nustatytos gylio, tikrinant vertikalumą (maksimalus nuokrypis pagal projektą). Kiekvieno taško telemetriniai duomenys archyvuojami kaip statybos dokumentacijos dalis.
- Nešančiųjų galvučių montavimas ir lygumo patikrinimas. Ant varžtų pritvirtinamos nešančiosios galvutės arba plieniniai profiliai, geodezininkas patikrina visos konstrukcijos lygumą, laikydamasis konteinerio gamintojo nustatytų leistinųjų nuokrypių. Gavus patvirtinimą, konteinerį galima sumontuoti.
„Glentor“ baterijų saugyklų modelių palyginimas
| Parametras | A70 | B80 | C65 |
|---|---|---|---|
| Sukimo momentas | 7 000 Nm | 8 000 Nm | 8 500 Nm |
| Maks. sraigto ilgis | 2,4 m | 2,5 m | 3,5 m |
| Mašinos svoris | 1 700 kg | 2 480 kg | 3 050–3 250 kg |
| Hidraulinis plaktukas | ❌ Ne | ❌ Ne | ✅ 900 J |
| Įrengimo tipas | Priekinis | Priekinis | Šoninis |
| Tinka | Mažos komercinės BESS, papildoma saugykla | Vidutinio dydžio pramoninės BESS | Didelio formato sisteminės saugyklos |
Kas yra pigiau? Išlaidų straipsnių palyginimas
A70 tinka mažesnėms komercinėms instaliacijoms — paprastai 1–4 konteineriai pramonės teritorijoje arba kartu su mažesne saulės jėgaine.
B80 tinka vidutinio dydžio BESS blokams ant įprasto grunto, kur reikalingas didesnis sukimo momentas nei A70 atveju, tačiau reljefas nereikalauja plaktuko.
C65 tai yra pirmasis pasirinkimas didelės apimties sisteminėms saugykloms, kuriose yra dešimtys konteinerių — šoninis pakrovimas palengvina darbą tankiai išdėstytose eilėse, o hidraulinis plaktukas MTB36 susidoroja net su sutankintu ar akmenuotu pagrindu, kurios dažnai pasitaiko buvusių pramoninių teritorijų (brownfield) plotuose.
Atvejo analizė: BESS blokas hibridiniame saulės jėgainių projekte
Investuotojas planavo esamą fotovoltinę elektrinę papildyti baterijų saugykla, kurios talpa siekia kelis MWh, įrengta kaimyniniame sklype pagal penkiolikos metų nuomos sutartį. Nuomotojo sąlyga buvo, kad pasibaigus nuomos sutarčiai sklypas būtų grąžintas į pradinę būklę – betoninis pamatas šią sąlygą būtų apsunkinęs.
Geotechniniai tyrimai patvirtino, kad dirvožemis yra vidutiniškai suslėgtas molingai smėlingas ir tinkamas standartiniam gręžimui. Įgyvendinimo komanda panaudojo B80 mašiną, pirmąją dieną vietoje įgręžė bandomąjį sraigtų rinkinį ir palygino išmatuotą sukimo momentą su statiko apskaičiavimais. Patvirtinus atitikimą, buvo sumontuotas visas komplektas, įskaitant nešančiuosius plieninius rėmus konteineriams.
Visa pamatų dalis (gręžimas + nešančiųjų galvučių montavimas) buvo užbaigta per kelias dienas, be technologinės pertraukos betonui sukietėti – konteinerius buvo galima sumontuoti iškart po darbų užbaigimo ir lygumo patikrinimo. Kiekvieno sraigto telemetrinis įrašas buvo panaudotas kaip pagrindas statybos priėmimui ir kaip investicijos draudimo dokumentacijos dalis.
Betonas ir gręžtiniai poliai, skirti BESS sistemai — palyginimas
| Kriterijus | Betoninis pamatas | Gruntiniai sraigtai |
|---|---|---|
| Įgyvendinimo laikotarpis | Savaitės (įskaitant technologinę pertrauką) | Dienos |
| Priklausomybė nuo oro sąlygų | Aukšta (temperatūra, krituliai) | Žema |
| Grįžtamumas | Griovimas, griuvėsių išvežimas | Išsukimas nepaliekant pėdsakų |
| Dokumentai apie apkrovos ribą | Statinis skaičiavimas be tiesioginio patikrinimo vietoje | Kiekvieno taško sukimo momento telemetrinis įrašas |
| Tinkamumas nuomojamiems sklypams | Ribota (reikia atnaujinti) | Aukšta |
| Darbai sutankintame/apleistame sklype | Būtina pašalinti senas konstrukcijas | Galimybė naudoti DTH gręžimo įrankį arba C65 plaktuką |
Dažnai užduodami klausimai
Kiek greitai galima uždėti konteinerį po to, kai įsukami varžtai?
Patikrinus lygumą ir sumontavus atramines galvutes, konteinerį galima įrengti iš karto – į žemę įsukamas varžtas gali būti visiškai apkrautas iškart po montavimo, skirtingai nuo betono, jam nereikia technologinės pertraukos.
Kokia „Glentor“ mašina tinka didelėms sisteminėms saugykloms, kuriose yra dešimtys konteinerių?
Didelio masto projektams rekomenduojame modelį C65 – šoninis pakrovimas palengvina darbą tankiai išdėstytose konteinerių eilėse, o hidraulinis plaktukas MTB36 puikiai susidoroja net su sutankintu gruntu, būdingu apleistų pramonės teritorijų vietovėms.
Ar žemės sraigtus galima naudoti sklype, kuriame anksčiau buvo vykdoma pramoninė veikla?
Taip, su sąlyga, kad bus atliktas geotechninis tyrimas, kuris patvirtins, ar grunte nėra senų pamatų ar kitų kliūčių. C65 su DTH išankstiniu gręžimu arba hidrauliniu plaktuku gali įveikti net sudėtingesnį apleistų pramonės teritorijų gruntą.
Kaip sprendžiama horizontalios vėjo apkrovos ant konteinerio šoninės sienos problema?
Statikas įtrauks horizontalųją apkrovos sudedamąją dalį į skaičiavimus pagal Eurokodą 7 ir EN 1990 – sraigtas ir nešančioji galvutė turi perduoti vertikaliosios ir horizontaliosios apkrovos derinį; projektas skiriasi priklausomai nuo vietovės ir vėjo poveikio.
Ar BESS projekte taip pat būtina atsižvelgti į priešgaisrinius atstumus?
Taip, tačiau tai yra klausimas, kuris nepatenka į pamatų konstrukcijos sritį – atstumai tarp konteinerių ir nuo aplinkinių objektų reglamentuojami nacionalinėse priešgaisrinėse taisyklėse, o ne geotechniniuose standartuose. Daugiau informacijos rasite Europos standartai, susiję su baterijų saugyklų įrengimu.
Kur toliau
BESS įrengimo normatyvinis pagrindas — Eurokodas 7, EN 1990 ir ES priešgaisrinės saugos taisyklės: Europos standartai, susiję su baterijų saugyklų įrengimu
Žemės sraigtų ir betono palyginimas apskritai: Gruntiniai sraigtai ir betonas
Akumuliatorių saugyklos dažnai papildo fotovoltinius projektus: Saulės jėgainių parkai su į žemę įsuktomis sraigėmis