A نظام تخزين طاقة البطارية(BESS) يتكون بشكل أساسي من البطاريات (لتخزين الطاقة)، وأنظمة تحويل الطاقة (PCS أو محولات DC/DC)، ووحدة تحكم محلية، ووحدة توزيع الطاقة، وعلبة مسبقة الصنع، وغيرها من المعدات المساعدة مثل أنظمة درجة الحرارة والحماية من الحرائق. وفي ظل الإدارة الموحدة لوحدة التحكم المحلية، تعمل وحدة BESS بشكل مستقل أو تتلقى تعليمات من نظام إدارة الطاقة الخارجي (EMS) لتنفيذ جدولة الطاقة والتحكم في الطاقة، مما يضمن التشغيل الآمن والفعال. تظهر بنية BESS في الشكل.
البطارية عبارة عن جهاز يقوم بتخزين الطاقة باستخدام التفاعلات الكيميائية. فهو يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية من خلال تفاعلات اختزال أكسدة القطب -بين المواد النشطة داخل غلاف البطارية، ويخرج الكهرباء إلى دائرة خارجية في شكل جهد/تيار. بالمقارنة مع-البطاريات الأساسية غير القابلة لإعادة الشحن، يمكن شحن البطاريات الثانوية المستخدمة في تخزين الطاقة وتفريغها بشكل متكرر. وتشمل هذه بشكل أساسي بطاريات الرصاص-الحمضية، وبطاريات الليثيوم-أيون، وبطاريات الفاناديوم، وبطاريات الصوديوم-الكبريتية. نظرًا لأن عملية شحن وتفريغ البطارية هي في الأساس تفاعل كهروكيميائي، فإنها غالبًا ما تكون مصحوبة بظواهر مثل توليد الحرارة، والتبلور، وتطور الغاز، مما يؤثر على عمر حزمة البطارية، وكفاءتها، وسلامتها. علاوة على ذلك، ولزيادة السعة ومستوى الجهد لأنظمة تخزين الطاقة، تتكون بطاريات BESS من عدة خلايا بطارية متصلة متوازية أو متسلسلة. لذلك، من منظور السلامة، خاصة بالنسبة لبطاريات الليثيوم-أيون، التي تشكل خطر الانفجار في ظل الشحن الزائد الشديد أو درجات الحرارة المرتفعة-الشديدة، يصبح نظام إدارة البطارية (BMS) مكونًا مهمًا للغاية في BESS. يقوم نظام إدارة المباني (BMS) بمراقبة الطاقة وحمايتها وتوازنها بشكل فعال، ويوفر إنذارات الأعطال لخلايا البطارية ومجموعات البطاريات، مما يحسن الكفاءة العامة وعمر بطارية تخزين الطاقة.
PCS (نظام تحويل الطاقة) هو تحويل الطاقة والواجهة الكهربائية بين البطارية وشبكة الطاقة أو الحمل الكهربائي. على الرغم من أن تكلفة أجهزة الكمبيوتر الشخصية تتناقص باستمرار مع تطوير وتطبيق أجهزة الطاقة الإلكترونية، إلا أنها تحدد إلى حد كبير جودة طاقة الإخراج وخصائص نظام تخزين الطاقة بأكمله. بالاشتراك مع BMS (نظام إدارة البطارية)، فإنه يؤثر أيضًا على عمر البطارية وسلامتها.
تحقق وحدة التحكم المحلية، من خلال الاتصال واكتشاف أجهزة الاستشعار ومراقبة العقدة، الوعي بحالة نظام تخزين الطاقة بالكامل والتحكم المنطقي والتشغيل المنسق للمعدات الرئيسية والمساعدة ومعالجة الأخطاء، وبالتالي تحسين كفاءة وتوافر BESS. تتميز وظائف وحدة التحكم المحلية بالمرونة التامة وقد يتوسع نطاقها اعتمادًا على المشروع. على سبيل المثال، في نظام شبكة صغيرة - بسيط وصغير الحجم، قد تقوم وحدة التحكم المحلية أيضًا بتوسيع نطاق سيطرتها إلى المعدات الكهروضوئية، ومجموعات مولدات الديزل، ومفاتيح توزيع التيار المتردد. في محطة طاقة أكبر تحتوي على أنظمة تخزين طاقة متعددة، قد تعمل وحدات التحكم المحلية المتعددة بطريقة متتالية لإكمال تعيينات المهام الأكثر تعقيدًا. تتولى وحدة التحكم المحلية ذات المستوى - العلوي تنسيق البداية- والإيقاف وتوزيع الطاقة بين أنظمة تخزين الطاقة، بينما تتولى وحدات التحكم المحلية ذات المستوى - الأدنى في المقام الأول أعمال التحكم ذات الصلة ضمن أنظمة تخزين الطاقة الخاصة بها.
الوحدات الجاهزة، التي تعمل كحامل ومنصة لأنظمة تخزين الطاقة، تضمن قدرة نظام تخزين الطاقة على التكيف مع البيئات المعقدة المختلفة، وتمتلك وظائف مثل العزل المائي، والعزل الحراري، ومقاومة الحريق، ومقاومة الاهتزاز، والدرع الكهرومغناطيسي. من حيث الشكل الهيكلي، غالبًا ما يعتمد الاختيار على الظروف الطبيعية وتكاليف العمالة لموقع المشروع، مع خيارات تشمل المباني الثابتة، أو الحاويات، أو الخزانات الخارجية. المباني الثابتة لها فترة بناء أطول وتكاليف أعلى؛ بينما تتمتع الحاويات والخزائن الخارجية بمزايا معينة من حيث تكاليف التصنيع والنقل. لذلك، في معظم المشروعات الحالية، غالبًا ما تستخدم أنظمة تخزين الطاقة الصغيرة والمتوسطة-(أقل من 1 ميجاوات في الساعة)، والتي تتطلب مظهرًا جماليًا أكثر، خزانات خارجية؛
بينما الأنظمة الكبيرة، التي تتطلب مستويات حماية أعلى وقوة هيكلية، تستخدم في الغالب الحاويات. بأخذ الحاويات كمثال، كما هو موضح في الشكل، يجب تصميم جسم الحاوية بقوة كافية بناءً على تحليل إجهاد الحمل الديناميكي والثابت، ويمكن تعديل الحاوية بعوارض تقوية إضافية إذا لزم الأمر. وفي الوقت نفسه، يجب تثبيت المكونات المساعدة مثل علامات الهروب وأقفال الهروب على الحاوية وفقًا للمعايير ذات الصلة.
تشمل المعدات المساعدة الأخرى قضبان توصيل البطارية وخزائن الحماية (BCP)، وخزائن التحكم والتوزيع، وخزائن المراقبة المحلية (اختياري). في بعض مشاريع الشبكات الصغيرة، يمكن أيضًا تركيب معدات مخصصة مثل مجموعة المفاتيح الكهربائية في واجهة التيار المتردد وإدارتها بواسطة وحدة تحكم محلية، وبالتالي تصبح جزءًا من BESS.