Mówiąc o magazynie energii do zastosowań w sieci trakcyjnej mamy na myśli system współpracujących ze sobą elementów składający się między innymi z baterii litowo-jonowej, przekształtników energii DC/DC, systemów BMS,EMS i SCADA. Uproszczony schemat blokowy systemu obrazuje rysunek nr. 1.
Bateria jest sercem tego systemu. Jej dobór i konfiguracja zapewnia odpowiednią dynamikę pracy magazynu i realizację takich funkcji jak wspomniany już pick shaving (redukcja mocy chwilowej). Do tego celu potrzebna jest dogłębna analiza profilu obciążenia baterii, parametrów chłodzenia, charakterystyk pracy i specyfikacji technicznej wybranych do aplikacji ogniw np. w technologii NMC lub LTO. Jest to konieczne, żeby ostatecznie bateria mogła bezpiecznie pracować w najbardziej krytycznych stanach pracy dla danej aplikacji. Przykładowe wymagania profilu obciążenia magazynu przedstawiono na rysunku nr 2. Bateria magazynu musi być tak zaprojektowana, by spełniać nie tylko kryteria dostarczanej mocy, ale również dynamiki jej zmian w czasie oraz kierunku przepływu. Wszystkie te stany i ich cykle mają kluczowe znaczenie ze względu na żywotność magazynu.
Firma Impact Clean Power Technology S.A. od ponad 15 lat projektując swoje baterie współpracuje z wyselekcjonowanymi producentami ogniw i wspólnie z nimi analizuje możliwości danej technologii Li-ion w kontekście wymagań stawianych przez aplikacje naszych klientów. Jest to współpraca dwukierunkowa i nasi inżynierowie wymieniają się wzajemnie wiedzą i doświadczeniem w zakresie optymalnego doboru danej technologii ogniw do potrzeb instalacji. Bateria w omawianym kontekście to połączone ze sobą szeregowo moduły bateryjne tworzące pojedynczy string bateryjny, które to ostatecznie łączone są równolegle tworząc konfigurację o wymaganych parametrach mocowo-pojemnościowych. Nad optymalną i bezpieczną pracą baterii czuwa system BMS, który monitoruje baterię na kilku poziomach tj. ogniw, modułów i stringów oraz odpowiada za współpracę całej baterii z przekształtnikami energoelektronicznymi oraz nadrzędnymi systemami EMS i SCADA.
Wymagania stawiane magazynom energii do współpracy z siecią trakcyjną to oczywiście nie tylko kwestie parametrów technicznych systemu bateryjnego. Są to także wymagania odnośnie parametrów przekształtnika DC/DC, elementów przyłączeniowych magazynu do sieci trakcyjnej DC 3KV, dopuszczalnych zakłóceń, protokołów komunikacji i elementów teletechnicznych czy też zabudowy kontenerowej. Szczególnie istotna jest komunikacja i telemetria. Magazyn musi spełniać szereg wymogów z tym związanych, by oprócz sterowników pozwalających na autonomiczną pracę i realizację zakładanych algorytmów wewnętrznych niezbędnych do bezpiecznego i optymalnego działania (np. w zakresie aktywacji zabezpieczeń i realizacji ograniczeń, wysterowanie łączników przekształtnika etc.). mógł także komunikować się i być zarządzany np. z poziomu systemu SCADA operatora. W ramach tych wymagań magazyn musi udostępniać możliwości zdalnego monitorowania podstawowych parametrów i stanów pracy takich jak np. stan naładowania magazynu (poziom SOC), ilość wykonanych cykli pracy, stan łączników, stanów ostrzegawczych i awaryjnych, itd. Od systemu wymaga się również możliwości jego zdalnego załączania i wyłączania oraz zadawania parametrów pracy.
