Акумуляторні системи, встановлені на ґрунтових анкерах — основи для контейнерів BESS
Акумуляторна система накопичення енергії (BESS — Battery Energy Storage System) — це система контейнерних акумуляторних модулів, які накопичують електричну енергію для подальшої подачі в мережу або для стабілізації коливань у виробництві та споживанні. Основа під контейнери на ґрунтових шнеках дозволяє швидко змонтувати систему без бетонування, точно розмістити її відповідно до несучої сітки контейнера та забезпечити оборотність установки, яку після завершення проєкту можна демонтувати, не залишаючи слідів.
Що таке акумуляторне сховище і чому воно має вирішальне значення
Проєкти BESS набирають обертів по всій Європі — від невеликих комерційних установок на території промислових комплексів, через гібридні проєкти, що поєднують фотоелектричні системи та системи зберігання енергії, аж до автономних систем зберігання енергії потужністю від десятків до сотень мегават-годин. Спільним для них є те, що кожен контейнер (зазвичай 20- або 40-дюймовий контейнер стандарту ISO) у повністю укомплектованому стані важить десятки тонн, і його вага передається на фундамент через кілька точно визначених опорних точок на рамі контейнера.
На відміну від фотоелектричної опори, де навантаження розподіляється по всій довжині конструкції, у контейнері BESS навантаження зосереджується в декількох точках — зазвичай від чотирьох до восьми опорних ніжок. Тому фундамент повинен одночасно відповідати двом умовам: мати достатню точкову несучу здатність та забезпечувати точну площинність у межах допуску, який виробник контейнера встановлює для правильного монтажу панелей, системи охолодження та протипожежних установок.
Чому саме ґрунтові шнеки для акумуляторних сховищ
Швидкість реалізації. Бетонний фундамент потребує технологічної паузи для затвердіння (як правило, 21–28 днів), перш ніж він зможе витримувати повне навантаження. Земляний шнек готовий до навантаження одразу після встановлення — контейнер можна встановити того ж дня.
Точна документація щодо несучої здатності. Телематичний блок фіксує динаміку крутного моменту та глибини занурення під час кожного закручування. Цей запис слугує підставою як для інженера-будівельника, так і для страхової компанії — при інвестиціях у розмірі від одиниць до десятків мільйонів крон на один блок BESS підтверджена несуча здатність фундаменту є важливою підставою для проведення комплексної перевірки (due diligence).
Оборотність. Багато проектів BESS реалізуються на ділянках з обмеженим терміном оренди (15–25 років) або на сільськогосподарських угіддях, де інвестор гарантує відновлення ділянки до початкового стану. Після закінчення експлуатації ґрунтові гвинти можна викрутити, не залишаючи слідів — бетон необхідно демонтувати та вивезти.
Незалежність від погоди. Забетонування чутливе до температури та опадів. Завершування відбувається незалежно від кліматичних умов у межах звичайного діапазону робочих температур машини.
Робота на нерівній або ущільненій поверхні. Контейнери BESS часто розміщують на околицях існуючих промислових майданчиків або на ділянках, що раніше використовувалися, де не гарантована однорідність ґрунту. Пробне буріння з телеметрією швидко виявить, чи потрібно скоригувати довжину або діаметр шнека в конкретній точці.
Особливості навантаження від контейнерів BESS
На відміну від конструкції фотоелектричної станції, у випадку контейнера BESS необхідно враховувати навантаження, яке вказує виробник контейнера у технічній документації — зазвичай це сила, що припадає на кожну несучу опору, яка включає власну вагу, експлуатаційне навантаження та кліматичне навантаження (вітер, а також сніг на даху контейнера).
Інженер-конструктор повинен забезпечити, щоб:
- Розташування гвинтів точно відповідає несучій сітці контейнера (зазвичай 4–8 точок залежно від типу та виробника)
- Опорна головка анкера (сталева пластина або профіль UNP/IPE) рівномірно передає точкове навантаження на анкер
- Допуск на рівність поверхні між окремими точками відповідає вимогам виробника контейнера (зазвичай у межах кількох міліметрів на довжину контейнера)
- Гвинт розрахований також на горизонтальну складову навантаження (вітер, що діє на бічну стінку контейнера), а не лише на вертикальне навантаження
У районах із підвищеним сейсмічним ризиком (зокрема, у Південній Європі) необхідно доповнити розрахунок навантаження оцінкою відповідно до Єврокоду 8 — деталі визначає місцевий інженер-будівельник згідно з національним додатком.
Покрокова інструкція з установки фундаменту для BESS
- Геотехнічне обстеження та визначення точкових навантажень. На підставі технічного паспорта контейнера та геотехнічного обстеження ділянки інженер-будівельник визначає необхідну несучу здатність, довжину та діаметр анкера для кожної опорної точки.
- Проект розміщення відповідно до несучої сітки. Розташування гвинтів має точно відповідати опорам контейнера — відхилення навіть на кілька сантиметрів може унеможливити встановлення. Розмітку виконує геодезист.
- Пробне заглиблення та перевірка крутного моменту. Перші шнеки закручують як пробний комплект. Телематичний блок машини фіксує динаміку зміни крутного моменту в залежності від глибини — якщо профіль ґрунту відповідає прогнозам розвідки, продовжують закручування всього комплекту.
- Заглиблення всієї установки з телеметричним записом. Кожен гвинт закручується на передбачену глибину з контролем вертикальності (макс. відхилення згідно з проектом). Телеметричні дані щодо кожної точки зберігаються в архіві як частина будівельної документації.
- Монтаж опорних головок та перевірка рівності. На гвинти встановлюються опорні головки або сталеві профілі, геодезист перевіряє рівність всієї конструкції в межах допусків, встановлених виробником контейнера. Після затвердження контейнер можна встановлювати.
Порівняння моделей Glentor для акумуляторних систем зберігання даних
| Параметр | A70 | B80 | C65 |
|---|---|---|---|
| Крутний момент | 7 000 Нм | 8 000 Нм | 8 500 Нм |
| Макс. довжина гвинта | 2,4 м | 2,5 m | 3,5 m |
| Вага машини | 1 700 кг | 2 480 кг | 3 050–3 250 кг |
| Гідравлічний молоток | ❌ Ні | ❌ Ні | ✅ 900 Дж |
| Тип фундаменту | Фронт | Фронт | Латеральна |
| Підходить для | Невеликі комерційні системи BESS, додаткове сховище | Промислові системи BESS середнього розміру | Великоформатні системні сховища даних |
Що дешевше? Порівняння статей витрат
A70 підходить для невеликих комерційних установок — зазвичай 1–4 контейнери на території промислового комплексу або в поєднанні з невеликою фотоелектричною станцією.
B80 підходить для середньовеликих блоків BESS на стандартному ґрунті, де потрібен більший крутний момент, ніж у моделі A70, але рельєф не вимагає використання гідромолота.
C65 є найкращим вибором для великих системних сховищ із десятками контейнерів — бічне завантаження полегшує роботу в щільно розташованих рядах, а гідравлічний молот MTB36 впорається навіть із ущільненим або кам’янистим ґрунтом, що часто зустрічається на територіях, які раніше використовувалися для промислових цілей (браунфілди).
Приклад із практики: блок BESS у гібридному проекті фотоелектричної електростанції
Інвестор планував доповнити існуючу фотоелектричну електростанцію акумуляторним сховищем ємністю в кілька МВт·год, розташованим на сусідній ділянці, орендованій на п’ятнадцять років. Умовою орендодавця було повернення ділянки до первісного стану після закінчення терміну оренди — бетонний фундамент ускладнив би виконання цієї умови.
Геотехнічне обстеження підтвердило наявність середньоущільненого суглинисто-піщаного ґрунту, придатного для стандартного заглиблення. Виконавча бригада задіяла машину B80, першого ж дня на місці заглибила пробний набір шнеків і порівняла виміряний крутний момент із розрахунковим значенням, визначеним інженером-конструктором. Після підтвердження відповідності було проведено монтаж усієї конструкції, включаючи несучі сталеві рами для контейнерів.
Уся фундаментна частина (закручування + монтаж несучих головок) була виконана за лічені дні, без технологічної перерви на затвердіння бетону — контейнери можна було встановити одразу після завершення робіт та перевірки рівності. Телеметричний запис кожного закручування слугував основою для приймально-здавальних робіт, а також частиною документації для страхування інвестиції.
Бетон проти ґрунтових шнеків для BESS — порівняння
| Критерій | Бетонний фундамент | Земляні шнеки |
|---|---|---|
| Термін реалізації | Тижні (включно з технологічною перервою) | Дні |
| Залежність від погоди | Високі (температура, опади) | Низька |
| Оборотність | Знесення будівель, вивезення будівельного сміття | Викручування без слідів |
| Документація щодо несучої здатності | Статичний розрахунок без безпосередньої перевірки на місці | Телеметричний запис моменту для кожної точки |
| Придатність для оренди земельних ділянок | Обмежена (потрібна санація) | Висока |
| Роботи на ущільненому/занедбаному майданчику | Необхідно демонтувати старі споруди | Можливість попереднього свердління DTH або використання молотка C65 |
Поширені запитання
Як швидко можна встановити контейнер після закручування гвинтів?
Після перевірки рівності та монтажу несучих головок контейнер можна встановлювати одразу — ґрунтовий шнек витримує повне навантаження одразу після встановлення, на відміну від бетону, не вимагає технологічної перерви.
Яка модель Glentor підходить для великих системних сховищ із десятками контейнерів?
Для масштабних проєктів ми рекомендуємо модель C65 — бічне завантаження полегшує роботу в щільно розташованих рядах контейнерів, а гідравлічний молот MTB36 впорається навіть із ущільненим ґрунтом, характерним для промислових зон.
Чи можна використовувати ґрунтові анкери на ділянці, яка раніше використовувалася для промислових цілей?
Так, за умови проведення геотехнічного дослідження, яке дозволить перевірити, чи немає в ґрунті старих фундаментів або інших перешкод. Модель C65 із попереднім свердлінням методом DTH або гідравлічним молотом впорається навіть із найскладнішими ґрунтами на території колишніх промислових об’єктів.
Як враховується горизонтальне вітрове навантаження на бічну стінку контейнера?
Інженер-будівельник враховує горизонтальну складову навантаження у розрахунках відповідно до Єврокоду 7 та EN 1990 — як гвинт, так і несуча головка повинні витримувати комбінацію вертикального та горизонтального навантаження; проект залежить від місцевості та вітрового навантаження.
Чи необхідно в рамках проєкту BESS враховувати також протипожежні відстані?
Так, але це питання виходить за межі основної конструкції — відстані між контейнерами та від навколишніх об’єктів регулюються національними протипожежними нормами, а не геотехнічним стандартом. Детальніше див. Європейські стандарти щодо будівництва акумуляторних сховищ.
Куди рухатися далі
Нормативна база для заснування BESS — Єврокод 7, EN 1990 та протипожежні норми ЄС: Європейські стандарти щодо створення сховищ акумуляторних батарей
Порівняння ґрунтових гвинтів та бетону загалом: Земляні шнеки проти бетону
Акумуляторні системи часто доповнюють фотоелектричні проекти: Сонячні парки на ґрунтових шнеках