Waarschijnlijk heb je er al van gehoord: Battery Energy Storage Systems (BESS). Een logisch vervolg op de populaire trend: duurzaam energie opwekken, want energie die je duurzaam opwekt? Die wil je ook gebruiken gebruiken natuurlijk, wel zo duurzaam.

Of je nu in de R&D zit, engineer of projectontwikkelaar bent, je zoekt altijd naar een oplossing die die technisch klopt, veilig draait en financieel rendeert. Daarom zijn we wat dieper voor je in deze oplossing gedoken. We lichten natuurlijk ook toe welke rol ventilatie(techniek) hierbij speelt.

De regels rondom (verplicht) verduurzamen worden steeds strikter, het opwekken van zonne- of windenergie? Dat gebeurt daarom al vaak. Als dat bij projecten van toepassing is kunnen Battery Energy Storage Systems een goede aanvulling zijn.

Hiermee kun je de duurzame energie die opgewekt wordt door zonnepanelen en windmolens namelijk optimaal gebruiken. Waait het hard of schijnt de zon flink? Dan spreek je van pieken. Met deze energiepieken kan de BESS zich opladen. Het overschot aan duurzame energie? Dat blijft netjes opgeslagen in de batterijopslag.

Op een later moment kan de BESS deze ontladen, ofwel vrijgeven. Dat voorkomt een overschot aan energie, dus een geldverlies, daarnaast voorkomt het overbelasting van het net.

Battery Energy Storage Systems (BESS) zijn relevant voor alle projecten waar duurzame energie opgewekt wordt. Dit geldt zowel dus voor verschillende sectoren zoals industrie, utiliteit en woningbouw. Een BESS kan al interessant zijn bij één wind turbine, maar ook bij een volledig windmolenpark. Dit geldt net zo bij locaties waar gekozen wordt voor zonne-energie opwekken.

Duurzaamheid staat centraal bij veel projecten, daarbij hoort een zuinige energievoorziening, hierdoor krijgen BESS steeds vaker een vaste plek in de infrastructuur. Batterijopslag helpt bedrijven hun energieverbruik te optimaliseren en terugleververliezen te verminderen. Hieronder gaan we in op wat veelvoorkomende voorbeelden, maar let op: elke situatie is uniek.

Een Battery Energy Storage System bestaat uit honderden tot duizenden cellen die tijdens het laden en ontladen warmte genereren. Zonder goede warmteafvoer stijgt de temperatuur snel, wat de levensduur van de cellen beperkt en prestaties beïnvloedt. Koeling voor BESS bestaat daarom niet één component, maar is een integraal onderdeel van het ontwerp.

In de praktijk zijn er twee benaderingen:

Luchtkoeling is de vaakst gekozen methode voor BESS. Ventilatoren zorgen voor een constante luchtstroom langs de batterijmodules, nemen de warmte op en voeren die af naar buiten. Deze oplossing is kostenefficiënt, eenvoudig te onderhouden en goed schaalbaar. Wanneer kies je hiervoor? Met name bij Energie Opslag Systemen geplaatst in containeropstellingen, modulaire racks of kleinere behuizingen.

Vloeistofkoeling wordt toegepast wanneer de energiedichtheid hoog is of de beschikbare ruimte voor een batterijopslagsysteem beperkt is. In dat geval stroomt koelvloeistof door leidingen of platen dicht bij de cellen en wordt de warmte via een warmtewisselaar of chiller (koelmachine) afgevoerd. De vloeistofkoeling zorgt voor zeer stabiele temperatuurverschillen, maar vraagt meer werk voor een goede integratie in het systeemontwerp.

Bij R&D let je natuurlijk op rendement, kosten en onderhoudsinterval. Daarom is het goed kom te weten dat in veel ontwerpen een hybride aanpak gebruikt wordt, waarbij vloeistofkoeling de batterijen beschermt en ventilatie de elektronische componenten en kasten koelt.

• Vloeibare koeling van batterijen
• Luchtkoeling van een batterij
• Elektrische kast / schakelkast koeling
• Koelen bij omzetten van energie*
  
  * De ventilatie draagt ook bij aan de brandveiligheid en bij het koelen tijdens het omzetten van de energie.
  

In de industrie kan een BESS helpen om piekbelastingen te beperken en zo de netaansluiting kleiner te houden. Handig want bedrijven betalen voor hun aansluitcapaciteit in kVA of voor hun maximaal afgenomen vermogen.

Peak shaving betekent de kortdurende energiepieken afvlakken. Bedrijven betalen bij de netbeheerder vaak een vermogenstarief. Dit tarief wordt gebaseerd op hun hoogste kwartiergemiddelde stroomafname. Daarom is het handig als de batterijopslag hiervan een deel kan leveren.

In utiliteitsgebouwen kan een BESS bijvoorbeeld zorgen voor noodstroom. Anderzijds kan het simpelweg ingezet worden voor het efficiënt gebruik van zonne-energie en een meer voorspelbare energiefactuur.

Ook in woningbouwprojecten groeit de vraag van buurtbatterijen tot slimme thuisaccu’s. Ook bij een project waarbij je wilt retrofitten is de investering aantrekkelijk: de infrastructuur is er dan al, de installatietijd is kort en de terugverdientijd overzichtelijk.

Een batterijopslagsysteem presteert alleen goed binnen een stabiel temperatuurbereik van circa 20-25°C. Stjgt de temperatuut? Dan neemt de slijtage van de lithium-ioncellen exponentieel toe. Een verschil van 10°C kan de levensduur tot de helft verkorten. Dat betekent: hogere vervangingskosten en lagere capaciteit als gevolg. Betrouwbare ventilatie voorkomt dat warmte zich ophoopt. Vraaggestuurde ventilatoren verdelen de lucht gelijkmatig en koelen waar nodg om oververhitting te voorkomen. Dat verlengt de levensduur, voorkomt storingen en houdt de prestaties stabiel, ook op warme dagen.

Over het ontwerp, de uitvoering en exploitatie van BESS.

In de ontwerpfase wordt bepaald hoe lucht door de installatie beweegt. Denk aan de positie van inlaat en uitlaat, drukverschillen tussen compartimenten en de keuze van ventilatoren. Hier worden ook de veiligheidsnormen meegenomen: IEC62933 en IEC62619 voor opslag en batterijveiligheid, EN50549 voor netaansluiting en lokale brand- en bouwvoorschriften. Door deze eisen vanaf het begin te integreren, verloopt het vergunningstraject later veel soepeler. Verder is thermal runaway een risico (lekken of ontploffen van de batterij). Thermal runaway kan ontstaan door oververhitting, goede ventilatie kan dit voorkomen.

Let altijd op er zijn ook andere redenen waardoor thermal runaway kan ontstaan zoals schade en defecten.

Tijdens de uitvoering worden luchtstromen getest en afgesteld. De praktijk wijst uit dat kleine afwijkingen, bijvoorbeeld een kabelgoot of wand die lucht belemmert, grote invloed kunnen hebben op de temperatuurverdeling. Door tijdens de inbedrijfstelling een thermische test te doen, worden hotspots direct zichtbaar. Zo weet de installateur zeker dat het systeem stabiel blijft bij vollast en in verschillende seizoenen.

In veel duurzame installaties vormen hotspots een risico. Voor deze installaties, inclusief batterijopslagsystemen is vraaggestuurde en gerichte ventilatie daarom belangrijk.

Na oplevering van een goed ontworpen en geteste oplossing voor batterijopslag, draait alles om monitoring en onderhoud. Moderne EC-ventilatoren in de instalaltie passen hun toerental automatisch aan de belasting en temperatuur aan. Ook dat is duurzaam, het vermindert het energieverbruik van de ventilatoren én slijtage van de ventilatoren. Tegelijkertijd zorgt de gerichte koeling voor een optimaal rendement van de batterij en langere levensduur. De filters en ventilatoren zijn modulair opgebouwd, zodat onderhoud snel en veilig kan gebeuren, zonder stilstand van het hele systeem. Voor installateurs betekent dat minder service-uren. Voor beheerders betekent het meer uptime en voorspelbare exploitatiekosten.

Voor een engineer is het belangrijk te weten waar luchtstroming in een batterijopslagsysteem werkelijk waarde toevoegt. In een BESS is de ventilatie verdeeld over meerdere zones met elk zijn eigen functie en thermisch profiel.

Batterijmodules: luchtcirculatie voorkomt hotspots tussen cellen. Een gelijkmatige luchtverdeling beperkt temperatuurverschillen die leiden tot het uit balans raken van de batterij waardoor deze niet meer efficiënt oplaadt.

Electrical cabinets: elektronica zoals BMS, zekeringen en DC-contactors produceert constante warmte. Ventilatoren voorkomen warmteophoping in gesloten compartimenten en verlengen de levensduur van componenten.

Power Conversion System (PCS): bij omzetting van gelijkstroom naar wisselstroom ontstaat aanzienlijke warmte. Gerichte luchtstroming houdt IGBT’s en vermogenselektronica binnen hun veilige temperatuurbereik.

Brandcompartimenten en veiligheidszones: bij incidenten moet lucht snel kunnen worden ververst om rook en gassen af te voeren. ATEX-gecertificeerde ventilatoren zijn hier vaak verplicht. Door de ventilatie per zone te optimaliseren kan de engineer het systeem efficiënter maken zonder overdimensionering. Dit vraagt om nauwkeurige berekeningen van luchtdebiet, drukval en positionering van ventilatoren. Dit zijn gegevens die ebm‑papst in simulatie- en selectietools beschikbaar stelt.

Een batterijopslagsysteem bestaat uit meerdere thermische subsystemen. Voor elk onderdeel gelden specifieke eisen aan luchthoeveelheid, druk en bedrijfszekerheid. Een engineer kijkt daarom niet naar één ventilator, maar naar het samenspel van alle ventilatiepunten in het systeem. Neem deze info mee als bespreekpunten in gesprekken.

Batterij-racks: hier draait het om constante luchtcirculatie met minimale turbulentie. Ventilatoren worden zo geplaatst dat ze de lucht gelijkmatig over de cellen verdelen, waardoor hotspots worden vermeden. Een constante gewenste temperatuur(range) verbetert de laad- en ontlaadbalans. Die balans goed kunnen bewaren verbetert de prestatie en verlengt de levensduur van de batterij.

Cabinetten en regelkasten: elektronica vraagt om gerichte luchtstroom en filtratie. Compacte, onderhoudsarme fans met lage geluidsniveaus zijn daarom ideaal, zeker bij binnenopstellingen.

Power Conversion Units: ventilatoren met hoge drukstabiliteit zorgen dat lucht ook door dichte koellichamen en lamellen stroomt. In vloeistofgekoelde systemen helpen ze de warmtewisselaar efficiënt te laten werken.

Brandbeveiliging: in veiligheidscompartimenten spelen ventilatoren een dubbele rol: onder normale omstandigheden luchtverversing, bij incidenten snelle rookafvoer. Dit vraagt om materialen en motoren die bestand zijn tegen hoge temperaturen of explosieve dampen. Door ventilatoren slim te positioneren en te koppelen aan temperatuur- en druksensoren, ontstaat een gecontroleerde luchtstroom die zich automatisch aanpast aan de belasting. Dat vermindert energieverbruik en vergroot de betrouwbaarheid van het systeem.

Een stabiele temperatuur vertaalt zich direct naar lagere Total Cost of Ownership. Batterijen behouden immers langer hun capaciteit en presteren beter. De ventilatoren draaien efficiënter en noodafschakelingen blijven uit. Voor projectontwikkelaars en installateurs betekent dat minder garantieschade, lagere onderhoudsfrequentie en een betrouwbaardere businesscase.

PS. In tenderfases kan je met deze informatie het verschil maken door het mee te nemen in de ROI-berekening richting de eindklant of financier.

Voor ontwikkelaars is temperatuur één van de belangrijkste parameters in de ontwerpfase. Waarom? Elke 10°C stijging halveert grofweg de levensduur van een lithium-ioncel. Consistente koeling? Die zorgt er voor dat alle modules binnen een ideale temperatuur range blijven, wat direct effect heeft op efficiëntie, cycli en onderhoudsfrequentie.

Thermisch stabiele batterijen behouden hun capaciteit langer en leveren bij hogere belasting minder weerstand. Dat vertaalt zich naar een hogere round-trip-efficiëntie en een stabielere performance gedurende de levensduur van de batterij.

Bovendien voorkomt een gelijkmatig temperatuurprofiel dat cellen vroegtijdig uit balans raken, waardoor minder herkalibratie nodig is in het Battery Management System. Betrouwbare ventilatie verlaagt ook het risico op thermische runaway. Door temperatuur en luchtstroom actief te monitoren, kan het systeem tijdig ingrijpen wanneer er afwijkingen ontstaan (denk aan een hotspot). Zo wordt schade voorkomen of beperkt en blijft het systeem veilig en operationeel.

Bij R&D-team zijn er dus minder testcycli nodig om faalgedrag te checken en daarom kan de validatiefase korter duren.

Ventilatie is niet alleen belangrijk voor prestaties, maar ook voor de veiligheid. Bij een incident voorkomt luchtverversing dat gassen of rook zich ophopen. In Europa gelden hiervoor duidelijke normen en richtlijnen. Wie in de ontwerpfase al rekening houdt met luchtstroming, detectie en noodafzuiging, voldoet sneller aan de eisen van brandweer, verzekeraar en toezichthouder. Ook bij buitenopstellingen helpt dit: het voorkomt dat geluid of warme lucht direct richting gevels of publieke zones gaat.

Een slim ventilatieontwerp maakt het systeem niet alleen veiliger, maar ook eenvoudiger in beheer. Voor installateurs betekent dat: minder aanpassingen hoeven maken en een kortere installatietijd. Voor ontwerpers en engineers scheelt het rekenwerk en documentatie. Want met de juiste ventilatoren zijn luchtdebiet, geluidswaarden en energieverbruik al bekend en onderbouwd. Dankzij modulaire componenten is schaalvergroting en uitbreiding van de installaties eenvoudig, van een kleine opslagkast tot een containeropstelling van enkele megawattuur.

Ebm-papst levert EC-ventilatoren en oplossingen die speciaal zijn ontwikkeld voor batterijopslag. Onze ventilatoren combineren hoog rendement met lage geluidsniveaus en betrouwbare werking in uiteenlopende omstandigheden.

We ondersteunen ontwikkelaars, installateurs en ontwerpers met berekeningen, 3D-modellen en productspecificaties. Zo kan elke fase van het project, van ontwerp tot onderhoud, met vertrouwen worden uitgevoerd.

Bij het ontwerpen van batterijopslagsystemen draait alles om efficiency, compactheid en data. Ventilatoren moeten niet alleen lucht, maar ook informatie leveren, zekerheid.

Ebm-papst ontwikkelt ventilatie-oplossingen die direct aansluiten op de eisen van ontwikkelaars en apparatenbouwers.

Variabele aansturing: met PWM-, 0–10 V- of Modbus-signalen kan het ventilatortoerental zich precies afgestemd worden op de actuele temperatuur of het laadgedrag van het systeem.

Feedback-signalen: de ingebouwde sensoren geven realtime data over toerental, luchtstroom en temperatuur, wat integratie in testopstellingen of BMS-prototypes eenvoudiger maakt.

Compacte bouwvormen: de hoge vermogensdichtheid vraagt om ventilatoren die weinig ruimte innemen, maar voldoende druk opbouwen. EC-technologie combineert dat met lage verliezen en hoge energie-efficiëntie.

Betrouwbaarheid: lange levensduur, trillingsarme werking en onderhoudsvrije lagers verminderen stilstand in prototypes en veldtesten. Dat bespaart tijd en kosten in validatie- en productiefases.

Met deze gegevens kan een R&D-team koeling al vroeg in het ontwerp meenemen, simuleren en optimaliseren. Zo ontstaan batterijopslagsystemen die niet alleen veilig en stil werken, maar ook klaar zijn voor serieproductie zonder herontwerp van de ventilatie.