Sisteme de stocare cu baterii pe țăruși de pământ — elemente de bază pentru containerele BESS

Sistemul de stocare a energiei cu baterii (BESS – Battery Energy Storage System) este un ansamblu de module de baterii în containere, care stochează energia electrică pentru a fi furnizată ulterior în rețea sau pentru a stabiliza fluctuațiile producției și consumului. Baza pentru containere, fixată pe șuruburi de ancore, permite o montare rapidă fără betonare, o amplasare precisă conform grilei de susținere a containerului și o instalare reversibilă, care poate fi îndepărtată fără a lăsa urme la finalizarea proiectului.

Ce este un sistem de stocare cu baterii și de ce este esențial

Proiectele BESS se dezvoltă în întreaga Europă — de la instalații comerciale mai mici amplasate în zone industriale, la proiecte hibride care combină energia fotovoltaică și stocarea energiei, până la sisteme autonome de stocare cu o capacitate de zeci până la sute de megawați-oră. Elementul comun este faptul că fiecare container (de obicei, un container ISO de 20″ sau 40″) cântărește, în stare complet echipată, zeci de tone, iar greutatea sa este transferată către fundație prin intermediul mai multor puncte de susținere precis definite pe cadrul containerului.

Spre deosebire de suportul fotovoltaic, unde sarcina este distribuită pe întreaga lungime a structurii, în cazul containerului BESS sarcina este concentrată în câteva puncte — de obicei între patru și opt picioare de susținere. Prin urmare, fundația trebuie să îndeplinească simultan două condiții: o capacitate de încărcare punctuală suficientă și o planeitate precisă în limitele toleranței prescrise de producătorul containerului pentru montarea corectă a panourilor, a sistemului de răcire și a instalațiilor de protecție împotriva incendiilor.

De ce se folosesc șuruburi de împământare pentru sistemele de stocare a bateriilor?

Rapiditatea execuției. Fundația din beton necesită o perioadă de maturare pentru întărire (de obicei 21–28 de zile) înainte de a putea suporta sarcina maximă. Șurubul de pământ poate fi solicitat imediat după instalare — containerul poate fi amplasat în aceeași zi.

Documentație detaliată privind capacitatea de încărcare. Unitatea telematică înregistrează evoluția cuplului și a adâncimii pentru fiecare șurub. Această înregistrare servește drept document de referință atât pentru inginerul structural, cât și pentru compania de asigurări — în cazul unei investiții de ordinul unor unități până la zeci de milioane de coroane pe un singur bloc BESS, capacitatea de încărcare demonstrabilă a fundației reprezintă un element important al procesului de due diligence.

Reversibilitate. O serie de proiecte BESS se desfășoară pe terenuri cu o durată limitată a contractului de închiriere (15–25 de ani) sau pe terenuri agricole, unde investitorul garantează readucerea terenului la starea inițială. La sfârșitul perioadei de exploatare, pilonii de pământ pot fi deșurubați fără a lăsa urme — betonul trebuie demolat și îndepărtat.

Independență față de condițiile meteorologice. Turnarea betonului este sensibilă la temperatură și precipitații. Forarea se desfășoară indiferent de condițiile climatice, în limitele intervalului normal de temperaturi de funcționare ale utilajului.

Lucrări pe teren denivelat sau compactat. Containerele BESS sunt adesea amplasate la marginea complexelor industriale existente sau pe terenuri care au fost utilizate anterior, unde nu este garantată omogenitatea substratului. Forajul de probă cu telemetrie va indica rapid dacă este necesar să se ajusteze lungimea sau diametrul șurubului într-un anumit punct.

Caracteristicile specifice ale sarcinii exercitate de containerele BESS

Spre deosebire de structura parcurilor fotovoltaice, în cazul containerului BESS este necesar să se țină cont de sarcina specificată de producătorul containerului în documentația tehnică — de obicei sub forma unei forțe exercitate asupra fiecărui picior de susținere, care combină greutatea proprie, sarcina de exploatare și sarcina climatică (vântul sau, eventual, zăpada de pe acoperișul containerului).

Inginerul de structuri trebuie să se asigure că:

  • Dispunerea șuruburilor corespunde exact cu grila de susținere a containerului (de regulă, 4–8 puncte, în funcție de tip și de producător)
  • Capul de susținere al șurubului (placă de oțel sau profil UNP/IPE) distribuie uniform sarcina punctuală către șurub
  • Toleranța de planeitate între punctele individuale corespunde cerințelor producătorului containerului (de obicei, în intervalul a câțiva milimetri pe lungimea containerului)
  • Șurubul este dimensionat și pentru componenta orizontală a sarcinii (vântul care acționează asupra peretelui lateral al containerului), nu doar pentru sarcina verticală

În zonele cu risc seismic ridicat (în special în Europa de Sud), este necesar ca sarcinile să fie completate cu o evaluare conform Eurocod 8 — detaliile sunt stabilite de inginerul structural local, în conformitate cu anexa națională.

Procedura de instalare a fundației pentru BESS — pas cu pas

  1. Studiu geotehnic și determinarea sarcinilor punctuale. Pe baza fișei tehnice a containerului și a studiului geotehnic al amplasamentului, inginerul structurist stabilește capacitatea de încărcare necesară, lungimea și diametrul șurubului pentru fiecare punct de susținere.
  2. Proiect de dispunere în funcție de grila de susținere. Amplasarea șuruburilor trebuie să corespundă exact cu picioarele containerului — o abatere de chiar și câțiva centimetri poate împiedica montarea. Marcarea este efectuată de un topograf.
  3. Foraj de probă și verificarea cuplului. Primele șuruburi sunt înfipte ca set de testare. Unitatea telematică a mașinii înregistrează evoluția cuplului în funcție de adâncime — dacă profilul solului corespunde cu ipotezele studiului de prospectare, se continuă cu înfiperea întregului ansamblu.
  4. Forarea întregului ansamblu cu înregistrare telemetrică. Fiecare șurub se înșurubează la adâncimea prevăzută, verificându-se verticalitatea (abatere maximă conform proiectului). Înregistrarea telemetrică a fiecărui punct se arhivează ca parte a documentației de construcție.
  5. Montarea capetelor de susținere și verificarea planității. Pe șuruburi se montează capete de susținere sau profile din oțel, iar geodezul verifică planitatea întregului ansamblu în limitele toleranței specificate de producătorul containerului. După aprobare, containerul poate fi montat.

Comparație între modelele Glentor pentru sisteme de stocare cu baterii

ParametruA70B80C65
Cuplu7 000 Nm8 000 Nm8 500 Nm
Lungimea max. a șurubului2,4 m2,5 m3,5 m
Greutatea mașinii1 700 kg2 480 kg3 050–3 250 kg
Ciocan hidraulic❌ Nu❌ Nu✅ 900 J
Tip de fundațieFrontFrontLateral
Potrivit pentruSisteme BESS comerciale de mici dimensiuni, spațiu de stocare suplimentarSisteme BESS industriale de dimensiuni mediiSisteme de stocare de mare capacitate

Ce este mai ieftin? Compararea elementelor de cost

A70 este potrivit pentru instalații comerciale de dimensiuni reduse — de obicei, 1–4 containere într-un complex industrial sau în combinație cu un parc fotovoltaic de dimensiuni reduse.

B80 este potrivit pentru blocuri BESS de dimensiuni medii pe sol standard, unde este necesar un cuplu mai mare decât în cazul modelului A70, dar terenul nu necesită utilizarea unui ciocan hidraulic.

C65 este alegerea principală pentru depozitele sistemice de mari dimensiuni, cu zeci de containere — încărcarea laterală facilitează lucrul în rânduri dens dispuse, iar ciocanul hidraulic MTB36 face față chiar și solurilor compactate sau pietroase, frecvente pe terenurile care au avut anterior o utilizare industrială (brownfielduri).

Studiu de caz: Blocul BESS într-un proiect hibrid de parc fotovoltaic

Investitorul intenționa să completeze centrala fotovoltaică existentă cu un sistem de stocare cu baterii cu o capacitate de ordinul unităților de MWh, amplasat pe un teren învecinat, închiriat pe o perioadă de cincisprezece ani. Condiția impusă de proprietar era readucerea terenului la starea inițială la expirarea contractului de închiriere — fundația din beton ar fi complicat îndeplinirea acestei condiții.

Studiul geotehnic a confirmat prezența unui sol argilos-nisipos, moderat compactat, adecvat pentru foraj standard. Echipa de execuție a utilizat utilajul B80, a realizat forajul cu un set de probe de șuruburi încă din prima zi la fața locului și a comparat cuplul măsurat cu valorile prevăzute de inginerul structural. După confirmarea conformității, a urmat instalarea întregului ansamblu, inclusiv a cadrelor portante din oțel pentru containere.

Întreaga parte de fundație (forarea + montarea capetelor de susținere) a fost finalizată în câteva zile, fără pauză tehnologică pentru întărirea betonului — containerele au putut fi montate imediat după finalizare și verificarea planității. Înregistrarea telemetrică a fiecărei înșurubări a servit drept bază pentru recepția lucrării, precum și ca parte a documentației necesare pentru asigurarea investiției.

Beton vs. șuruburi de ancorare în sol pentru BESS — comparație

CriteriuFundație din betonȘuruburi de pământ
Durata de execuțieSăptămâni (inclusiv pauza tehnologică)Zile
Dependența de condițiile meteorologiceValori ridicate (temperatură, precipitații)Scăzută
ReversibilitateDemolare, transportul resturilor de construcțieDeșurubare fără urme
Documentația privind capacitatea de încărcareCalcul static fără verificare directă pe terenÎnregistrarea telemetrică a cuplului pentru fiecare punct
Adecvarea pentru terenurile destinate închirieriiLimitată (necesită reabilitare)Înaltă
Lucrări pe teren compactat/brownfieldEste necesară îndepărtarea vechilor structuriOpțiunea de preforare DTH sau ciocanul C65

Întrebări frecvente

Unde să continui

Cadrul normativ pentru proiectarea sistemelor BESS — Eurocod 7, EN 1990 și reglementările privind protecția împotriva incendiilor din UE: Standardele europene privind construirea depozitelor de baterii

Comparație între șuruburile de pământ și beton, în general: Șuruburi de pământ vs beton

Sistemele de stocare cu baterii completează adesea proiectele fotovoltaice: Parcuri solare pe piloni înfipți în sol