Batterijopslag bij datacenters: pieken, net, overbrugging

Een batterij bij een datacenter is geen noodstroomaggregaat en geen grotere UPS. Zij is een bedrijfsmiddel dat de netaansluiting beter benut, belastingpieken opvangt en inkomsten uit het net haalt. Goed gepland wordt zij samen met de aansluiting gedimensioneerd, niet erna.

Wat doet een batterij bij een datacenter?

Vier dingen: zij vlakt belastingpieken af, zij rekt de netaansluiting op, zij levert netdiensten en zij overbrugt korte periodes. Welke taak vooropstaat, hangt af van de locatie, vooral van hoeveel aansluitvermogen beschikbaar is en wanneer.

Pieken afvlakken. De IT-belasting van een datacenter schommelt, en koeling en hulpsystemen komen erbij. Het hoogste kwartier bepaalt de vermogensprijs in de netvergoeding en het vermogen dat de aansluiting moet dragen. De batterij dekt de piek, het net ziet een vlakkere belasting. Het principe is hetzelfde als in de industrie; de basis staat in ons artikel over peak shaving.

Aansluiting oprekken. Een beperkt aansluitvermogen is tegenwoordig de regel. De batterij maakt het mogelijk meer IT-belasting achter dezelfde aansluiting te zetten, omdat zij het verschil tussen gemiddelde en piek draagt.

Netdiensten. Een batterij die er toch staat, kan regelvermogen aanbieden, blindvermogen leveren en laden wanneer stroom goedkoop is. Dat levert inkomsten op en ontlast het net.

Overbruggen. Valt het net kort weg of moet de aansluiting voor werkzaamheden worden onderbroken, dan draagt de batterij de belasting tot het net terug is of de aggregaten hebben overgenomen.

Hoe helpt een batterij als de netaansluiting beperkt is?

Zij houdt de afname uit het net onder het overeengekomen vermogen, ook als de belasting in het gebouw daarboven ligt.

Een aansluitovereenkomst noemt een maximaal afnamevermogen. Wie dat overschrijdt, schendt het contract en betaalt. Zonder batterij moet de IT-belasting daarom ruim onder die grens blijven. Met batterij mag zij de grens naderen: de batterij laadt bij lage belasting en ontlaadt in de piek. Een marge die anders braak ligt, wordt bruikbare capaciteit.

Dat geldt ook voor gefaseerde groei. Een campus groeit in stappen, de netaansluiting ook, alleen niet in hetzelfde tempo. Tot het volgende onderstation of de volgende aansluitfase er is, dekt de batterij de groei die anders zou moeten wachten. En zij maakt flexibele aansluitovereenkomsten volgens § 17 lid 2b EnWG werkbaar, waarin de netbeheerder de afname tijdelijk mag begrenzen: wat het net in die uren niet levert, levert de batterij.

De grens is de energie. Een batterij houdt vermogen uren vast, geen dagen. Zij vlakt af en verschuift, zij wekt niet op. Waar de gemiddelde belasting blijvend boven het aansluitvermogen ligt, helpt geen batterij. Dan ontbreekt net of opwekking.

Welke netdiensten kan een datacenterbatterij leveren?

Regelvermogen, spanningshandhaving en belastingverschuiving, voor zover de reserve voor het datacenter het toelaat.

Regelvermogen stabiliseert de netfrequentie. Batterijen zijn daar goed voor geschikt omdat zij binnen seconden reageren; deelname vereist een prekwalificatie bij de transmissienetbeheerder. Blindvermogen houdt de spanning op het aansluitpunt op peil, wat netbeheerders bij grote belastingen sowieso eisen. Belastingverschuiving benut prijsverschillen op de stroommarkt: laden als wind en zon het net vullen, ontladen als stroom schaars is.

Het conflict is duidelijk: elke kilowattuur die in de markt staat, is voor het datacenter niet als reserve beschikbaar. Daarom wordt de capaciteit verdeeld. Een deel blijft gereserveerd voor de bedrijfsvoering, een deel wordt vermarkt. De verdeling is een keuze van de exploitant, geen eigenschap van de techniek, en zij is tijdens de exploitatie aan te passen.

Vervangt de batterij de UPS en de noodstroom?

Nee. Zij vult beide aan en kan delen ervan overnemen, maar de beschikbaarheid van het datacenter blijft aan de noodstroom hangen.

De UPS overbrugt seconden tot minuten, tot het aggregaat draait. Het aggregaat draagt de belasting zolang er brandstof is: uren tot dagen. Een batterij zit daartussen. Zij draagt de volledige belasting gedurende beperkte tijd en kan zo de UPS-functie overnemen of de start van het aggregaat opvangen. Voor een stroomuitval die dagen duurt, blijft diesel onmisbaar, omdat energie in batterijen duur is en in tanks goedkoop.

Twee punten om rekening mee te houden. Ten eerste de vergunning: noodstroomaggregaten zijn vanaf een bepaald thermisch vermogen vergunningplichtig onder de Duitse immissiewet (Bundes-Immissionsschutzgesetz) en vormen een eigen onderdeel van de procedure. Ten tweede de beschikbaarheidsklasse: of de batterij in de UPS-keten mag, bepaalt het redundantieconcept van de exploitant, niet de ontwikkelaar.

Wat vervangt de batterij niet?

De netaansluiting, de opwekking en de noodstroom voor lange uitval.

Een batterij is geen bron. Zij verschuift energie die uit het net of uit eigen opwekking komt. Zij maakt van een te kleine aansluiting geen toereikende als de basislast erboven ligt. En zij vervangt geen diesel als de eis luidt: dagen zonder net doorstaan. Wie dat verwacht, plant met de verkeerde techniek.

Hoe wordt de batterij samen met de netaansluiting gepland?

Samen, vanaf het begin: uit het belastingprofiel, het aansluitvermogen en het redundantieconcept.

1. Belastingprofiel. Hoe hoog is de IT-belasting in elke fase, hoe sterk schommelt zij, hoeveel koeling komt erbij. Daaruit volgt welke piek de batterij moet afvlakken en hoe lang.
2. Aansluitvermogen. Welk vermogen zegt de netbeheerder vanaf wanneer toe, is er een flexibele overeenkomst, wanneer komt de volgende fase. Daaruit volgt hoeveel energie de batterij moet overbruggen.
3. Aansluitpunt. De batterij hangt in de regel achter de netaansluiting van het datacenter, op dezelfde schakelinstallatie. De netbeheerder toetst haar als onderdeel van de netstudie, inclusief teruglevering als zij wordt vermarkt.
4. Vergunning. Een batterijopslag is een bouwwerk met eisen aan brandveiligheid, afstanden en geluid. Zij hoort in de bouwaanvraag en in het overleg met de gemeente, niet in een aanvulling achteraf.
5. Bedrijfsvoering. Een energiemanagementsysteem beslist elke seconde wat de batterij doet: piek afvlakken, reserve houden, vermarkten. De regels daarvoor worden met de exploitant vastgelegd.

Bright & Green ontwikkelt, bouwt en exploiteert batterijopslag en datacenters zelf. Opslag plannen wij niet als toebehoren, maar als onderdeel van het energieconcept, samen met de netaansluiting en, waar zinvol, met eigen opwekking. Meer op de pagina's batterijopslag en energie en net.

Veelgestelde vragen

Hoe groot moet een batterij bij een datacenter zijn?

Dat bepaalt de taak. Voor het afvlakken van pieken volstaat een vermogen ter hoogte van de piek en energie voor de duur ervan. Voor het overbruggen van een aansluitfase telt hoe lang de batterij welk verschil moet dragen. Voor netdiensten komt capaciteit bij die wordt vermarkt. Een dimensionering begint daarom met het belastingprofiel, niet met een getal.

Kan de batterij inkomsten opleveren terwijl zij het datacenter beveiligt?

Ja, als gedeelde batterij. Een deel van de capaciteit blijft als reserve geblokkeerd, de rest werkt in de markt. Het energiemanagement houdt de reserve altijd aan. De opbrengst is lager dan bij een zuivere marktbatterij, maar een batterij die het datacenter toch nodig heeft, verdient zo een deel van zichzelf terug.

Heeft een batterij bij een datacenter een vergunning nodig?

Ja, als bouwwerk binnen de bouwaanvraag, met onderbouwing van brandveiligheid, geluid en afstanden. De netbeheerder toetst de batterij bovendien in de aansluitprocedure. Beide lopen parallel aan de procedure voor het datacenter als de batterij van meet af aan deel uitmaakt van het plan.

Welke batterijtechnologie wordt gebruikt?

Voor stationaire opslag is lithium-ijzerfosfaat tegenwoordig de gebruikelijke keuze: hoge cyclusvastheid, goede thermische stabiliteit, geen kobalt. De keuze volgt de taak en de locatie, niet een catalogus.