Die strukturellen Eigenschaften von Energiespeicherbatterien für Privathaushalte konzentrieren sich hauptsächlich auf ihre Kernkomponenten und zielen auf eine sichere Energiespeicherung, eine effiziente Umwandlung und ein intelligentes Management ab. Ihre typische Struktur umfasst die folgenden Schlüsselteile:
Batteriepack: Als Kerneinheit für die Energiespeicherung werden aufgrund ihrer Vorteile wie hoher Energiedichte, langer Lebensdauer und guter Sicherheit typischerweise Lithium-Ionen-Batterien (z. B. Lithium-Eisenphosphat-Batterien, LiFePO₄) verwendet. Der Akku besteht aus mehreren in Reihe und parallel geschalteten Einzelzellen und ist mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Batteriemanagementsystem (BMS): Verantwortlich für die Überwachung des Betriebsstatus des Batteriepakets, einschließlich wichtiger Parameter wie Spannung, Strom, Temperatur und verbleibende Ladung (SOC). Das BMS kann Batterieausgleich, Überladungs- und Tiefentladungsschutz, Temperaturkontrolle und Fehleralarme ermöglichen und ist eine zentrale intelligente Komponente, die die Batteriesicherheit gewährleistet und ihre Lebensdauer verlängert.
Energiespeicher-Wechselrichter: Verantwortlich für die bidirektionale Umwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC). Während des Ladevorgangs wandelt es Wechselstrom von Photovoltaikmodulen oder dem Netz in Gleichstrom um, um die Batterie aufzuladen. Beim Entladen wandelt es den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom wieder in Wechselstrom um, um Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen.
Systemcontroller und intelligente Managementeinheit: Integriert ein Energiemanagementsystem (EMS), das Lade- und Entladestrategien basierend auf Strompreisen, Nachfrage und Erzeugungsstatus intelligent plant, um Optimierungsziele wie Spitzenausgleich und Talfüllung sowie die Verbesserung der Eigenverbrauchsraten zu erreichen.
Sicherheits- und Hilfskomponenten: Dazu gehören Leistungsschalter, Sicherungen, Kühlsysteme (z. B. Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung) und Schrank-/Rackstrukturen, um elektrischen Schutz, Temperaturmanagement und physischen Schutz zu bieten und einen stabilen und zuverlässigen Systembetrieb zu gewährleisten.
Energiespeicherbatteriesysteme für Haushalte werden typischerweise in netz-verbundene, netzunabhängige-und integrierte Systeme (netz-verbunden und netzunabhängig-kombiniert) eingeteilt. Netz-verbundene Systeme können mit dem öffentlichen Netz interagieren und überschüssiger Strom kann in das Netz eingespeist werden; Off--Grid-Systeme arbeiten völlig unabhängig und eignen sich für Gebiete ohne Strom; Integrierte Systeme vereinen die Vorteile beider und schalten bei Netzausfällen automatisch in den Off-{7}Grid-Modus, um die Stromversorgung kritischer Verbraucher sicherzustellen.