40-Fuß-BESS-Containerüberdachung

Produktübersicht

Die 40-Fuß-Containerhülle BESS von Leading Top Union ist als schlüsselfertige Rohbauhülle für Batterie-Energiespeichersysteme im Großmaßstab konzipiert und bietet Platz für Lithium-Ionen-Batterieracks mit einer Kapazität von 3 bis 5 MWh innerhalb der Grundfläche eines standardmäßigen 40-Fuß-High-Cube-ISO-Seecontainers. Die Außenabmessungen betragen 12192 mm × 2438 mm × 2896 mm und entsprechen den Normen ISO 668 und ISO 1496-1 für den intermodalen Transport, was eine nahtlose Integration in globale Logistikketten ermöglicht. Das Gehäuse wird aus Cortenstahl (ASTM A588) oder Baustahl (DE 10025 S355J2+N) mit einer Mindeststreckgrenze von 355 MPa gefertigt, wodurch die strukturelle Integrität unter dynamischen Belastungen beim Kranheben, Stapeln sowie beim Straßen- oder Seetransport gewährleistet ist. Alle Schweißnähte werden gemäß der AWS D1.1-Norm für das Schweißen von Stahlkonstruktionen ausgeführt, mit vollverdrängenden Stumpfschweißnähten an den Eckpfosten und teilverdrängenden Kehlnähten an den Seitenwänden, die durch Ultraschallprüfung (UT) gemäß ASTM E164 für kritische tragende Verbindungen überprüft werden.

Architektur des Wärmemanagements

Das Wärmemanagement ist ein zentraler Konstruktionsparameter, wobei das Gehäuse redundante Kühlsysteme mit einer Wärmeabfuhrleistung von bis zu 150 kW unterstützt. Die Kühlarchitektur umfasst je nach Kundenspezifikation Zweikreis-Direktexpansions-Klimaanlagen (DX) oder Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher, die einen internen Temperaturbereich von 15 °C bis 35 °C aufrechterhalten, um eine optimale Leistung und Lebensdauer der Batteriezellen zu gewährleisten. Das Kühlsystem ist auf eine Verfügbarkeit von 99,9 % ausgelegt und verfügt über N+1-Redundanz bei Kompressoren und Lüftern sowie eine automatische Failover-Logik, die über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesteuert wird, die über Modbus TCP kommuniziert. Die Verdampferregister sind mit einer hydrophilen Schicht beschichtet, um Kondensatkorrosion zu verhindern, und alle Kältemittelleitungen sind gemäß ASTM C534 mit geschlossenzelligem Elastomerschaum isoliert, wodurch der Wärmeverlust bei Umgebungstemperaturen von -30 °C bis +55 °C minimiert wird.

Mehrzonen-Brandschutzsysteme

Der Brandschutz wird durch ein Mehrzonen-Erkennungs- und Löschsystem gewährleistet, das den Innenraum in zwei bis vier unabhängige Zonen unterteilt, die jeweils durch Ansaugrauchmelder (ASD) mit einer Empfindlichkeit von bis zu 0,001 % Trübung pro Meter gemäß DE 54-20 überwacht werden. Als Löschmittel kommt in der Regel NOVEC 1230 oder FM-200 zum Einsatz, das über ein vorgefertigtes Rohrleitungsnetz mit in Abständen von 2,5 Metern an der Decke angeordneten Düsen abgegeben wird, wodurch gemäß NFPA 2001 innerhalb von 10 Sekunden eine Auslegungskonzentration von 5,5 Vol.-% erreicht wird. Jede Zone ist durch feuerfeste Trennwände aus 50 mm dicken Kalziumsilikatplatten mit einer Feuerwiderstandsdauer von 120 Minuten gemäß ASTM E119 abgetrennt. Die Einhausung umfasst außerdem eine Druckentlastungsöffnung mit einer Größe von 0,5 m² pro Zone, die so kalibriert ist, dass sie sich bei einem Differenzdruck von 10 Pa öffnet, um einen strukturellen Überdruck während der Löschmittelauslösung zu verhindern und gleichzeitig die Integrität der Einhausung zu gewährleisten.

Erdbebensicherung und statische Verstärkung

Die strukturelle Verstärkung umfasst auch erdbebensichere Konstruktionsoptionen, wobei die Gebäudehülle gemäß ASCE 7-16 für die Erdbebenzone 4 zertifiziert ist und einer maximalen Bodenbeschleunigung (PGA) von bis zu 0,5 g standhält. Erreicht wird dies durch Basisisolationslager mit Elastomerlagern und einem Schubmodul von 0,8 MPa sowie durch zusätzliche Aussteifungen an den inneren Regalsystemen, um die seitliche Verschiebung bei Erdbeben der Auslegungsbasis (DBE) auf weniger als 25 mm zu begrenzen. Der Gehäuseboden ist für eine Flächenlast von 10 kN/m² ausgelegt, mit einer Punktlastkapazität von 5 kN an jeder Stelle, und trägt schwere Batterieständer mit einem Gewicht von jeweils bis zu 2.500 kg. Alle Zugangstüren sind mit Dreipunktverriegelungen und EPDM-Dichtungen ausgestattet und erfüllen standardmäßig die Schutzart IP55; für Installationen in Küstengebieten oder bei hoher Luftfeuchtigkeit ist IP65 verfügbar, was durch unabhängige Prüfungen gemäß IEC 60529 bestätigt wurde.

Anwendungen & Branchen

Im Öl- und Gassektor wird die 40-Fuß-Containeranlage BESS zur Spitzenlastabdeckung und zur Schwarzstartfähigkeit an abgelegenen Bohrlochkopfanlagen und Pipeline-Pumpstationen eingesetzt, wo der Netzanschluss nur zeitweise oder unzuverlässig verfügbar ist. Beispielsweise integriert eine typische Anlage im Permbecken ein 4-MWh-System zur Unterstützung von Frequenzumrichtern (VFDs) an elektrischen Tauchpumpen, wodurch die Laufzeit der Dieselgeneratoren um 60 % reduziert und die betrieblichen Kraftstoffkosten um 120.000 US-Dollar pro Standort und Jahr gesenkt werden. Die Schutzart IP65 und die Konstruktion aus Cortenstahl des Gehäuses widerstehen der Korrosion durch Schwefelwasserstoff (H₂S), während das redundante Kühlsystem die Batterietemperatur trotz Umgebungstemperaturen in der Wüste von über 50 °C innerhalb von 2 °C des Sollwerts hält. Die Kommunikation über das DNP3-Protokoll ermöglicht eine nahtlose Integration in bestehende SCADA-Systeme und liefert Echtzeit-Daten zum Ladezustand (SOC) sowie Alarmmanagement gemäß API RP 554.

Integration von Offshore-Windparks

In Offshore-Windparks wird das 40-Fuß-Gehäuse BESS zur Energiezeitverschiebung und Netzstabilisierung in Onshore-Umspannwerken eingesetzt, wobei Systeme mit einer Nennleistung von bis zu 5 MWh die 15-minütigen Schwankungen der Leistungsabgabe eines 50-MW-Windkraftanlagenparks ausgleichen. Das Gehäuse ist so ausgelegt, dass es der Salznebelbelastung gemäß ISO 9227 (neutrale Salzsprühtest für 720 Stunden) standzuhalten, wobei alle äußeren Befestigungselemente aus A4-80-Edelstahl (DE 10088-1) gefertigt und mit einem dreischichtigen Beschichtungssystem in Marinequalität (zinkreiche Epoxidgrundierung, Zwischenbeschichtung aus Glimmer-Eisenoxid, Polyurethan-Deckschicht) lackiert sind, wodurch eine Trockenfilmdicke von 320 Mikrometern erreicht wird. Die internen Sammelschienen sind für 1500 VDC und 2000 A Dauerstrom ausgelegt, bestehen aus C11000-Kupfer mit versilberten Kontaktflächen gemäß ASTM B152 und gewährleisten minimale Widerstandsverluste von weniger als 0,5 % bei Volllast. Das Gehäuse verfügt zudem über ein Entfeuchtungssystem, das die relative Luftfeuchtigkeit unter 40 % r. F. hält und so Kondensation an Hochspannungskomponenten in Küstenumgebungen verhindert.

Mikronetze für den Bergbau in abgelegenen Gebieten

Bergbaubetriebe in abgelegenen Regionen wie der australischen Pilbara setzen das 40-Fuß-Gehäuse BESS für die Integration in Mikronetze ein und ersetzen damit Dieselgeneratoren für Ladestationen von Muldenkippern und den Antrieb von Förderbändern. Eine 3-MWh-Anlage in Kombination mit einer 1-MW-Photovoltaikanlage senkt den Dieselverbrauch um 800.000 Liter pro Jahr, was einer Reduzierung der CO₂-Emissionen um 2.100 Tonnen jährlich entspricht. Das Gehäuse ist mit vibrationsdämpfenden Halterungen ausgestattet, die gemäß IEC 60068-2-6 für eine Dauerbelastung von 0,5 g ausgelegt sind, und alle inneren Komponenten sind gemäß IP6X gegen das Eindringen von Staub abgedichtet, getestet mit Talkumpuder über 8 Stunden bei einem Unterdruck von 2 kPa. Das Kühlsystem nutzt einen geschlossenen Glykolkreislauf mit einem gelöteten Plattenwärmetauscher, der bei einer Umgebungstemperatur von 45 °C 120 kW Wärme abführen kann, wobei das Glykol-Wasser-Verhältnis 40:60 beträgt, um Frostschutz bis -25 °C zu gewährleisten. Die SCADA-Schnittstelle unterstützt IEC 61850 für die Umspannwerksautomatisierung und ermöglicht so die Fernsteuerung und den SOC-Ausgleich über mehrere Container hinweg in einem 20-MW-Array.

Frequenzregelung bei der Stromerzeugung

Stromerzeugungsanlagen, darunter Gas- und Dampfturbinenkraftwerke sowie Solarparks, nutzen das 40-Fuß-Gehäuse BESS zur Frequenzregelung und zur Steuerung der Rampenrate. Eine typische Installation in einem 200-MW-Solarpark in Kalifornien integriert ein 4-MWh-System, um die Rampenraten gemäß den CAISO-Anforderungen auf 10 % pro Minute zu begrenzen, wodurch die Verluste durch Leistungsabschaltung um 15 % reduziert und der Jahresumsatz um 450.000 US-Dollar gesteigert werden. Die erdbebensichere Konstruktion des Gehäuses (Zone 4) ist entscheidend für Installationen in erdbebengefährdeten Regionen wie Kalifornien und Japan, wobei die Basisisolationshalterungen gemäß ASCE 7-16 auf 0,5 g PGA getestet wurden. Das Brandbekämpfungssystem ist in zwei unabhängige Zonen unterteilt, die jeweils über einen eigenen NOVEC 1230-Tank mit 150 kg Löschmittel verfügen und eine Auslösezeit von 10 Sekunden sowie eine Haltezeit von 10 Minuten gemäß NFPA 2001 gewährleisten. Alle elektrischen Durchführungen durch die Gehäusewände sind mit Brandschutzkitt versiegelt, der gemäß ASTM E814 für 2 Stunden ausgelegt ist, wodurch die Zonenintegrität gewahrt und eine Brandausbreitung zwischen benachbarten Behältern in einer Anordnung aus mehreren Einheiten verhindert wird.

Warum sollten Sie sich für Leading Top Union als Überdachung für einen 40-Fuß-BESS-Container entscheiden?

Leading Top Union verfügt über die Zertifizierung nach ISO 3834-2 für ein umfassendes Qualitätsmanagement im Schweißbereich, wodurch sichergestellt wird, dass alle Konstruktionsschweißnähte am 40-Fuß-Gehäuse BESS die strengen Anforderungen der Norm EN 1090-2 EXC3 für die Ausführungsklasse 3 erfüllen. Diese Zertifizierung schreibt dokumentierte Schweißverfahren (WPS) gemäß ISO 15614-1, Schweißerzertifizierung gemäß ISO 9606-1 und eine 100-prozentige Sichtprüfung gemäß ISO 5817 mit Abnahmestufe B für kritische Verbindungen vor. Für Projekte, die eine zusätzliche Sicherheit erfordern, wird eine Überprüfung durch Dritte durch DNV-GL oder Lloyd’s Register angeboten, mit Ultraschallprüfung (UT) gemäß ISO 17640 an allen Vollschweißnähten und Magnetpulverprüfung (MT) gemäß ISO 17638 an Kehlnähten. Dieses Maß an Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle ist für EPC-Unternehmen, die sich um Großprojekte bewerben, unerlässlich, da Schweißnahtversagen zu kostspieligen Ausfallzeiten oder Sicherheitsvorfällen führen könnte.

Produktionskapazität und Qualitätskontrolle

Das Werk in Suzhou verfügt über eine eigene, 8.000 m² große Produktionslinie für BESS-Gehäuse mit einer Kapazität von 120 Einheiten pro Monat und einer Lieferzeit von 6 bis 8 Wochen ab Auftragsbestätigung bis FOB Shanghai. Jedes Gehäuse durchläuft vor dem Versand eine 24-Punkte-Qualitätsprüfung, einschließlich einer Maßprüfung gemäß ISO 2768-m (mittlere Toleranzklasse), einer Schutzartprüfung gemäß IEC 60529 unter Verwendung einer kalibrierten Wassersprühdüse mit 12,5 l/min für 3 Minuten sowie einer strukturellen Belastungsprüfung an den Eckgussteilen gemäß ISO 1161. Zudem wird eine vollständige Funktionsprüfung des Brandbekämpfungssystems durchgeführt, einschließlich einer Simulation der Löschmittelauslösung bei 80 % des Auslegungsdrucks und einer Leistungsprüfung des Kühlsystems bei 40 °C Umgebungstemperatur, um die Wärmeabfuhrleistung innerhalb von 5 % der Spezifikation von 150 kW zu überprüfen. Alle Prüfergebnisse werden in einem zertifizierten Prüfbericht (CIR) dokumentiert, der jeder Lieferung beiliegt.

Dienstleistungen im Bereich Anpassung und Compliance

Für das 40-Fuß-Gehäuse BESS sind Anpassungsleistungen verfügbar, um spezifische Projektanforderungen zu erfüllen. Dazu gehören Änderungen an der Anordnung der internen Gestelle für unterschiedliche Batteriemodulgrößen (z. B. 19-Zoll- oder 23-Zoll-Gestelle), die Integration von kundenseitig bereitgestellten HLK-Einheiten sowie der Einbau externer Kabeleinführungsverschraubungen mit Schutzart IP68 gemäß DE 62444. Für Projekte, die die Einhaltung lokaler Vorschriften erfordern, können Gehäusekonstruktionen bereitgestellt werden, die UL 9540 für Batterie-Energiespeichersysteme oder IEC 62933-5-2 für netzgekoppelte Systeme erfüllen, einschließlich Dokumentationspaketen mit statischen Berechnungen gemäß Eurocode 3 oder AISC 360, Brandschutzgutachten gemäß ASTM E119 und seismischen Analysen gemäß ASCE 7-16. Das Ingenieurteam hat über 200 BESS-Gehäuseprojekte in 15 Ländern abgeschlossen, mit einer Termintreue von 99,7 % und null strukturellen Ausfällen im Feld.

Technische Dokumentation und Kundendienst

Für Beschaffungsingenieure und Projektmanager wird zu jedem Gehäuse ein umfassendes technisches Datenpaket bereitgestellt, das 3D-CAD-Modelle (im STEP- und IGS-Format), elektrische Einliniendiagramme, P&ID-Zeichnungen für Kühl- und Brandbekämpfungssysteme sowie eine Stückliste mit allen Komponentenspezifikationen und Lieferantenbescheinigungen enthält. Optional wird eine Installationsüberwachung vor Ort durch einen zertifizierten Schweißinspektor (CWI gemäß AWS QC1) sowie einen Inbetriebnahmeingenieur für die Brandschutz- und Kühlsysteme angeboten, wobei die Dauer eines typischen Baustellenbesuchs 5 bis 7 Tage beträgt. Der Kundendienst umfasst eine 24-monatige Garantie auf strukturelle Komponenten und eine 12-monatige Garantie auf mechanische und elektrische Systeme, wobei Ersatzteile für kritische Komponenten wie Türdichtungen, Überdruckventile und Brandbekämpfungsdüsen ab Lager in Suzhou verfügbar sind. Wenden Sie sich an das technische Vertriebsteam unter info@leadingtopunion.com, um innerhalb von 48 Stunden ein projektspezifisches Angebot und eine technische Überprüfung zu erhalten.

Technische Daten

Verwandte Produkte und Dienstleistungen