Was ist ein PCS-Skid? Aufbau des PCS-Containers und Unterschied zum Batteriecontainer

Ein PCS-Skid ist das Power Conversion System (PCS) eines Batteriespeichers zusammen mit seinem Mittelspannungstransformator, aufgebaut als eine Einheit. In einem Container untergebracht, wird daraus ein PCS-Container. Beim Entladen wandelt das PCS den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom um, und der Transformator transformiert ihn auf Mittelspannung für das Netz der Anlage; beim Laden fließt die Energie in umgekehrter Richtung.

Die Beispiele in diesem Beitrag stammen aus dem Richborough Energy Park in Kent (Großbritannien). Für diesen Batteriespeicher hat ETENZ im Auftrag von NR Electric 20 PCS-Container gefertigt: achtzehn 40-⁠ft-High-Cube-Container und zwei 20-⁠ft-High-Cube-Container. Die Projektdetails zeigt die Referenz PCS-Container für BESS in Großbritannien.

Was im PCS-Container steckt

Die wichtigsten Geräte sind das PCS und der Mittelspannungstransformator. Das PCS, auch Batteriewechselrichter genannt, arbeitet bidirektional: Beim Entladen wandelt es den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom um, beim Laden den Wechselstrom aus dem Netz zurück in Gleichstrom. In dieser Bauart gibt das PCS Niederspannungs-Wechselstrom ab, den der Transformator auf Mittelspannung transformiert. Die Zusammenstellung legt der Gerätelieferant fest; manche PCS-Container enthalten zusätzlich eine Niederspannungsverteilung und eine Mittelspannungs-Ringkabelschaltanlage.

Kühlung und Wartungszugang bestimmen, wie die Türen angeordnet sind. In Richborough sitzen an jedem 40-⁠ft-Container vier Gittertüren mittig an der Längsseite, direkt vor dem Transformatorraum: Im Betrieb belüften sie ihn, zur Wartung lassen sie sich ganz öffnen. Die übrigen Türen haben geschlossene Türblätter.

Unterschied zwischen PCS-Container und Batteriecontainer

Ein Batteriecontainer nimmt Batterieracks und das Batteriemanagementsystem (BMS) auf und wird nach Energie in MWh ausgelegt, wie die 143 BESS-Container mit je 5 MWh für Zhongwei in Ningxia. Ein PCS-Container enthält keine Batterien und wird nach Leistung in MW bemessen: In Richborough nimmt jeder 40-⁠ft-Container 5,5 MW Umrichter- und Transformatortechnik auf.

Auch die Kühlung unterscheidet sich. Batterien sind temperaturempfindlich; ein Batteriecontainer ist deshalb geschlossen und hält sie mit Flüssigkeitskühlung oder Klimageräten in einem engen Temperaturbereich. Die Anforderungen an den Container beschreibt der Beitrag BESS-Container-Design. Im PCS-Container entsteht die Wärme in PCS und Transformator, und der Transformatorraum wird über Gittertüren oder Lüftungslamellen belüftet. Ein flüssigkeitsgekühltes PCS braucht außerdem einen Flüssigkeitskühler für PCS-Wechselrichter; dessen Aufstellung, Rohrdurchführungen und Hilfsstromversorgung werden zusammen mit dem Container geplant.

Oft verglichen wird der PCS-Container mit zwei weiteren Anlagen: der Kompaktstation und dem Umspannwerk. Ein Container, der nur Mittelspannungstransformator, Mittelspannungsschaltanlage und Niederspannungsverteilung aufnimmt, während das PCS an anderer Stelle steht, ist eine Kompaktstation für den Speicher, etwa die 20-⁠ft-Kompaktstation für Batteriespeicher mit Mittelspannungs-, Transformator- und Niederspannungsraum. Das Umspannwerk liegt am Netzanschluss: Die PCS-Container einer Anlage speisen jeweils auf Mittelspannungsebene ein, und erst dort gelangt die gesammelte Leistung ins Hochspannungsnetz.

‎40 ft oder 20 ft: Containergröße und Leistung

Der Container richtet sich nach der Technik: Leistung und Anordnung von PCS und Transformator legt der Gerätelieferant fest, und der Containerhersteller baut nach dessen technischen Vorgaben. Die PCS-Container in Richborough haben zwei High-Cube-Größen:

Der 20-⁠ft-Container ist etwa halb so lang wie der 40-⁠ft-Container und nimmt die halbe Leistung auf. Beide sind 2.438 mm breit und 2.896 mm hoch und haben damit denselben Querschnitt; beide tragen Standard-Eckbeschläge und Containernummern. Technische Daten und Lieferumfang der 40-⁠ft-Einheit stehen auf der Produktseite zum 40-⁠Fuß-PCS-Container.

Was der Containerhersteller liefert

Der Gerätelieferant stellt PCS, Transformator und technische Vorgaben bereit; der Containerhersteller baut den Container und seine Hilfssysteme. Bei den Containern für Richborough hat ETENZ nach den technischen Vorgaben von NR Electric im Werk Folgendes fertiggestellt:

• Container: Struktur der 40-⁠ft- und 20-⁠ft-High-Cube-Container, Gittertüren zur Belüftung des Transformatorraums, Türschlösser und Dichtungen.
• Beleuchtung: CE-gekennzeichnete LED-Beleuchtung und 90-⁠Minuten-Notbeleuchtung.
• Brandmeldung und Fluchtwege: Rauchmelder und Fluchtwegkennzeichnung.
• Raumklima und Strom: Heizungen, Temperatur- und Feuchteregler mit englischer Bedienoberfläche sowie Steckdosen nach britischem Standard.
• Außenseite: im Design des Projekts lackiert, sodass jeder Container im einheitlichen Erscheinungsbild des Speichers auf die Baustelle kam.

Umrichter und Transformatoren stammen von NR Electric. PCS- und Transformatorhersteller sowie BESS-Integratoren können die Fertigung der Container und den Einbau der Hilfssysteme an ETENZ vergeben und nach ihrer eigenen Technik und Marke ausführen lassen; mehr dazu unter BESS-Container: Fertigung und Integration.

PCS-Skid, MV-Skid oder PCS-Container

PCS steht für Power Conversion System, das MV im MV-Skid für Medium Voltage, also Mittelspannung. Ein Skid ist der Stahlgrundrahmen, auf dem Geräte vormontiert und als Ganzes transportiert werden; ein PCS-Skid ist also das PCS mit seinem Mittelspannungstransformator, als eine Einheit aufgebaut. Steht dieselbe Einheit in einem Container, heißt sie PCS-Container; diesen Begriff verwendet auch ETENZ.

Die Hersteller verwenden diese Begriffe unterschiedlich: Der eine MV-Skid enthält das PCS, der andere nur Mittelspannungstransformator und Schaltanlage. Was eine Einheit tatsächlich enthält, zeigt die Geräteliste zuverlässiger als ihr Name.

Richborough Energy Park: 20 PCS-Container

Der Richborough Energy Park in Kent (Großbritannien) ist ein Batteriespeicher mit 100 MW / 100 MWh und über das 400-⁠kV-Umspannwerk Richborough von National Grid mit dem Übertragungsnetz verbunden. ETENZ hat die 20 PCS-Container des Speichers für NR Electric gefertigt: achtzehn 40-⁠ft-High-Cube-Container mit je 5,5 MW Umrichter- und Transformatortechnik und zwei 20-⁠ft-High-Cube-Container mit je 2,75 MW.

Die Container wurden im Juli 2022 ausgeliefert und kamen im Oktober 2022 auf der Baustelle an. Der Speicher ging im Dezember 2023 ans Netz und ist im kommerziellen Betrieb. Details zu Lieferung und Containern zeigt die Referenz Richborough.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen PCS-Container und Batteriecontainer?

Ein Batteriecontainer nimmt Batterieracks und BMS auf, wird in MWh ausgelegt und regelt innen Temperatur und Luftfeuchte. Ein PCS-Container nimmt PCS und Mittelspannungstransformator auf, aber keine Batterien, wird in MW bemessen und belüftet seinen Transformatorraum.

Was bedeutet PCS beim Batteriespeicher?

PCS steht im Batteriespeicher für Power Conversion System: den bidirektionalen Umrichter zwischen Batterien und Netz. Ein PCS-Container nimmt ihn zusammen mit dem Mittelspannungstransformator auf.

Ist ein PCS-Container dasselbe wie eine Kompaktstation?

Nein. Eine Kompaktstation nimmt nur Mittelspannungstransformator, Mittelspannungsschaltanlage und Niederspannungsverteilung auf; das PCS steht separat. Ein PCS-Container enthält auch das PCS.

Welche Containergröße braucht ein PCS-Skid?

Die Größe richtet sich nach der Technik. Im Richborough Energy Park nehmen PCS-Container im 40-⁠ft-High-Cube-Format (12.192 × 2.438 × 2.896 mm) je 5,5 MW Umrichter- und Transformatortechnik auf, PCS-Container im 20-⁠ft-High-Cube-Format (6.058 × 2.438 × 2.896 mm) je 2,75 MW.

Ist ein PCS-Skid dasselbe wie ein MV-Skid?

Das hängt vom Hersteller ab. Manche MV-Skids enthalten das PCS, andere nur Mittelspannungstransformator und Schaltanlage, während das PCS separat steht. Welche Variante vorliegt, zeigt die Geräteliste.

Wenn Sie einen Container für Ihr PCS und Ihren Transformator brauchen, senden Sie ETENZ die Geräteanordnung und Ihre technischen Vorgaben und fordern Sie ein Angebot an.