Die technologischen Durchbrüche hinter Huaweis Smart-String-ESS-Plattform der nächsten Generation mit netzbildender Funktion

Die neue „Smart-String-Grid-Forming"-ESS-Plattform von Huawei FusionSolar, LUTERRA, basiert auf technologischen Durchbrüchen, die darauf ausgelegt sind, den Erfolg der Kunden zu fördern.

MÜNCHEN, 16. Juli 2026 /PRNewswire/ -- Huawei hat LUTERRA letzten Monat auf der Intersolar Europe in Deutschland vorgestellt. In diesem Artikel erläutert Steve Zheng, Präsident des Geschäftsbereichs Smart ESS bei Huawei Digital Power, wie Huawei eine branchenführende Effizienz bei einer einfach zu installierenden Batteriespeicherlösung erzielt hat, die netzbildende (GFM-)Funktionen auf Anlagenebene ermöglicht.

Die Netzbildungstechnologie von Huawei hat sich bereits im Praxiseinsatz bewährt, unter anderem im weltweit größten, zu 100 % aus erneuerbaren Energien gespeisten Mikronetz im Ferienresort „The Red Sea" in Saudi-Arabien. Das Red-Sea-Projekt läuft seit über zwei Jahren stabil und zeigt, dass die standortübergreifende Koordination von GFM-Energieressourcen im Gigawattstunden-Maßstab durchaus möglich ist.

Auch wenn nicht viele Projekte so groß sein werden wie die in Saudi-Arabien installierte 400-MW-Solar-PV-Anlage und die 1,3-GWh-Batteriespeichersysteme (BESS), kann die Technologie von Huawei allen Kunden höhere Erlöse, einen höheren Durchsatz und eine nahtlose Integration mit Solaranlagen bieten.

Funktionen wie der branchenführende Round-Trip-Wirkungsgrad (RTE), die hochpräzise Ladungszustandsregelung (SOC) und die Optimierung von der Zelle bis zum Pack werden laut Zheng durch die Zusammenarbeit verschiedener Fachbereiche erreicht, „darunter Elektrochemie, Elektrotechnik, Elektronik, Thermodynamik, Regelungstechnik und Prognosetechnik."

„Huaweis umfassende Kontrolle über die Gesamtlösung erreicht bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C einen Wirkungsgrad von 93,1 % auf der Niederspannungsseite des PCS, wobei die SOC-Genauigkeit an beiden Enden 2,5 % und im Plateau 3 % beträgt", so Zheng.

Das integrierte Design umfasst das vollständige Wärmemanagement von der Zelle bis zum Pack, Flüssigkeitskühlsysteme sowie eine Hochspannungs-Schaltarchitektur auf Siliziumkarbid (SiC)-Basis. Die Konfiguration bietet gegenüber anderen Produkten auf dem Markt einzigartige Leistungsvorteile für Anwendungen im Bereich der Langzeit-Energiespeicherung (LDES).

„Wir halten an der String-Architektur fest und setzen für jedes Pack einen Optimierer sowie für jedes Rack einen Regler ein. Diese ausgefeilten und effektiven Managementmethoden begegnen elektrochemischen Ungleichmäßigkeiten, insbesondere im Batterielebenszyklus", erklärt Zheng.

„In unserer Lösung der nächsten Generation wird die Wechselspannung auf Basis von SiC-Komponenten erstmals auf 1000 V AC erhöht. Dies reduziert Systemverluste und verbessert den Wirkungsgrad. Unsere einzigartige, intelligente, dezentrale Kühltechnologie vergrößert die Wärmeableitungsfläche. Darüber hinaus verbessern ein hoher RTE-Wert, hohe Konsistenz, ein hoher SOC-Wert und hohe Verfügbarkeit den Durchsatz der Lösung um mehr als 10 % im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen."

Obwohl die Technologie hochentwickelt ist, sind Installation und Logistik laut Steve Zheng so einfach wie möglich gestaltet. Am Beispiel einer 1-GWh-BESS-Anlage reduziert die LUTERRA Smart-String- Grid-Forming-ESS-Plattform im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen die Lieferzeit um mindestens 30 %, die Kosten für die Nebenanlagen (Balance of Plant, BOP) um mindestens 20 % und den Platzbedarf um 1 Quadratmeter pro installierter Megawattstunde.

Zheng erklärt, dass diese Ergebnisse mit der von Huawei patentierten „Through-Busbar"-Architektur erzielt werden, die eine flexible Installation, Kapazitätserweiterung und adaptive C-Raten für das Laden und Entladen über den gesamten Lebenszyklus des Projekts hinweg ermöglicht.

Netzformung für ein stabiles, wechselstromerzeugerbasiertes Stromnetz

Wie regelmäßige Leser von Energy-Storage.news wissen, haben Netzformungstechnologien und die damit verbundenen Anwendungen weltweit enorm an Bedeutung gewonnen, um die Stabilität des Stromnetzes zu verbessern.

In der Vergangenheit wurden Netzfrequenz und Netzspannung als Nebenprodukte der rotierenden Masse von Turbinen in thermischen Kraftwerken festgelegt. Da diese überwiegend auf fossilen Brennstoffen basierenden Anlagen durch variable erneuerbare Energiequellen (VRE) ersetzt oder zahlenmäßig übertroffen werden, entsteht eine neue Herausforderung bei der Aufrechterhaltung der Systemstabilität.

Glücklicherweise können Wechselrichter mit GFM-Fähigkeiten die gleiche Trägheit, das gleiche Kurzschlussverhältnis (SCR) und andere wesentliche Funktionen wie die Schwarzstartfähigkeit bereitstellen. GFM eignet sich perfekt für BESS, und Länder und Regionen wie Großbritannien, Australien und China setzen aktiv netzformende Ressourcen ein.

In Europa haben die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) Anfang dieses Jahres einen langfristigen Trägheitsdienstmarkt ins Leben gerufen, für den GFM-BESS-Anlagen in Frage kommen, während der europäische Verband der ÜNB aus 36 Ländern, ENTSO-E, technische Richtlinien für netzbildende Anforderungen entworfen hat.

„Netzformungstechnologie ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Stabilität eines Stromnetzes, das einen hohen Anteil an erneuerbaren Energien integriert. Die Technologie hat sich von einzelnen Geräten hin zu Anordnungen und Kraftwerken weiterentwickelt", sagt Steve Zheng.

Huawei hat sechs Netzformungsfähigkeiten definiert: Trägheit, Kurzschlussleistung, Primärfrequenzregelung, Dämpfung von Leistungsschwingungen, Schwarzstart und Netz-Off-Umschaltung im Modus eines virtuellen Synchrongenerators (VSG).

„Wir sind der Ansicht, dass der Durchbruch bei der Netzformungstechnologie auf Anlagenebene entscheidend ist", so Zheng.

Am Beispiel einer 100-MW-BESS-Anlage gibt es Tausende von Leistungselektronik-Bauteilen, die im GFM-Modus betrieben werden müssen.

„Es ist technisch anspruchsvoll, sicherzustellen, dass diese Bauteile durch das Zusammenspiel von Hardware und Software zusammenarbeiten, um das Stromnetz zu stabilisieren", erklärt Zheng unter Verweis auf das Beispiel des Red-Sea-Projekts.

Die Technologie von Huawei wurde auch in groß angelegten Netzformungs-Projekten in anderen Ländern eingesetzt, darunter Deutschland, Bulgarien, die Philippinen und China.

Die Produkt-Roadmap-Strategie von Huawei konzentriert sich auf die Optimierung auf Array- und Systemebene

Das Unternehmen hat die branchenweit größte GFM-Energiespeicherlösung entwickelt, die auf Systemebene für BOP optimiert ist. Die Strategie hinter dieser Entscheidung zur Produktroadmap bestand darin, den Fokus nicht nur auf die Leistungs- und Energiedichte eines einzelnen BESS-Containers zu legen, sondern auf die Leistungs- und Energiedichte eines gesamten Arrays oder Kraftwerks.

„Nur wenn die Array-Lösung optimal ist, kann auch die gesamte Anlage optimal sein. Ein einzelner Container ist kein echtes Energiespeichersystem; Zellen allein machen noch kein Energiespeichersystem aus", sagt Zheng.

„Daher betrachten wir jedes Array als Grundeinheit bei der Konzeption und Planung unserer Lösung, anstatt blind einer höheren Leistungsdichte eines einzelnen Containers nachzujagen."

Das Design der Smart-String-Grid-Forming ESS-Plattform zeichnet sich durch eine zweistufige 1000-VAC-Hochspannungsplattform aus. Dieses netzbildende Speichersystem kann kritische betriebliche Herausforderungen im Front-of-the-Meter-Bereich (FTM) in erneuerbaren Energieanlagen von Energieversorgern und bei Speicherinstallationen im Gewerbe- und Industriebereich lösen – selbst wenn die Stromnetze immer strengere Anforderungen an die Netzunterstützung durch Energiespeicheranlagen stellen.

„Was die Architektur angeht, sind wir davon überzeugt, dass die zweistufige Lösung im Vergleich zur herkömmlichen einstufigen Lösung eine überlegene Netzsicherheit bietet", erklärt uns Steve Zheng.

Erstens fließt unter Hochspannungs-Ride-Through-Bedingungen (HVRT) ein Einschaltstrom zwischen dem Stromnetz und dem PCS hin und her. Insbesondere bei niedrigem Ladezustand (SOC) der Batterie kann dies zu einem Ausfall der Batterieisolierung oder sogar zu schwerwiegenden Sicherheitsproblemen führen.

Zweitens ist während eines Niederspannungs-Ride-Through (LVRT) eine bestimmte konstante Wirkleistung erforderlich, um dem Stromnetz zu einer schnellen Erholung zu verhelfen. Diese Vorteile bietet die einstufige Architektur nicht."

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