BESS für AIDC: Der umfassende Leitfaden zur Batteriespeichertechnik für KI-Rechenzentren

Der Aufstieg der KI hat das Stromversorgungsmodell, auf dem Rechenzentren aufgebaut wurden, außer Kraft gesetzt. Racks, die einst mehrere zehn Kilowatt aufnahmen, benötigen heute Megawatt, und Lasten, die früher konstant waren, schwanken innerhalb von Sekunden um mehrere hundert Kilowatt. Ende 2025 stellte NVIDIA eine neue elektrische Architektur vor – die 800-V-Hochspannungs-Gleichstromversorgung (800V HVDC) –, die den Installationsort und die Aufgaben der Batterien neu definiert. Für Betreiber, Planer und EPC-Unternehmen, die die nächste Generation von KI-Rechenzentren errichten, ist die Batterie nicht mehr nur eine einzelne Einheit am hinteren Ende des Gebäudes. Heute sind es zwei, teilweise drei Einheiten an unterschiedlichen Stellen der Stromversorgungskette mit völlig unterschiedlichen Funktionen. Die Auswahl des geeigneten Batteriespeichersystems (BESS) für KI-Rechenzentren ist zu einer zentralen Planungsentscheidung beim Ausbau von KI-Infrastruktur geworden.

Dieser Leitfaden bietet eine umfassende Einführung zu BESS für AIDC – Batteriespeichersysteme für KI-Rechenzentren. Er erläutert die jeweiligen Installationsorte und Aufgaben der Batterien sowie die passende Batteriechemie für jeden Einsatzbereich. Dabei werden sowohl die herkömmliche Wechselstromarchitektur, die noch in den meisten Anlagen verwendet wird, als auch die neue 800V-HVDC-Architektur behandelt, auf die sich Hyperscaler ab dem Jahr 2026 festlegen. Darüber hinaus wird dargestellt, wie unsere LFP-Container-BESS, NiZn-USV-Batterien, 800-V-LFP-Batterien und 800-V-Natrium-Ionen-Batterien den drei erforderlichen Batteriestandorten in KI-Rechenzentren zugeordnet werden können.

Warum KI-Rechenzentren eine neue Art von Batterien benötigen

Vor einigen Jahren benötigte ein einzelner Server-Rack etwa 10 bis 15 Kilowatt. Heute kann ein Rack voller GPUs mehr als ein Megawatt aufnehmen – eine Steigerung der Leistungsdichte um das Hundertfache in weniger als fünf Jahren. Die gesamte Stromversorgungskette, von der Netzleitung über Transformator und USV bis zum Chip, muss neu konzipiert werden, und Batterien stehen im Zentrum dieser Neuausrichtung.

In einem herkömmlichen Rechenzentrum hat die Batterie eine einzige Aufgabe: Die Server über die Sekunden oder Minuten zwischen einem Netzausfall und dem Einschalten des Dieselgenerators am Laufen zu halten. Dies gilt zwar nach wie vor für KI-Rechenzentren, ist aber nicht mehr die gesamte Aufgabenstellung. KI-Arbeitslasten erzeugen massive, blitzschnelle Lastschwankungen: Ein Trainingsprozess kann innerhalb weniger Sekunden vom Leerlauf auf maximale Leistungsaufnahme ansteigen und wieder absinken. Das Stromnetz verträgt solche Sprünge schlecht. Versorgungsunternehmen wehren sich dagegen; in einigen Regionen lehnen sie neue Netzanschlüsse für Rechenzentren ab oder erheben hohe Strafgebühren bei mangelnder Stromqualität.

Somit übernimmt die Batterie nun zwei Aufgaben:

1. Stabilisierung der Stromentnahme des KI-Rechenzentrums aus dem Netz, sodass der Netzbetreiber eine gleichmäßige, konstante Last registriert.
2. Aufrechterhaltung der IT-Last bei Netzausfällen sowie während kurzer Umschaltpausen zwischen verschiedenen Stromquellen.

Diese beiden Aufgaben werden an unterschiedlichen Stellen im Stromversorgungssystem ausgeführt und erfordern unterschiedliche Batterietypen. Die folgenden Abschnitte erläutern deren Installationsorte, Funktionen und geeignete Batteriechemien – auch, wie die Ende 2025 von NVIDIA vorgestellte 800-V-HVDC-Architektur die zweite Batterie sowie das gesamte Konzept der Batteriespeichersysteme für KI-Rechenzentren neu gestaltet.

Wie der Strom durch ein KI-Rechenzentrum fließt

Bevor wir über Batterien sprechen, verfolgen wir zunächst den Stromfluss.

Der Strom gelangt vom Energieversorger mit Mittelspannung ins Rechenzentrum. Unter Mittelspannung versteht man üblicherweise Werte zwischen 10 kV und 35 kV. Gängige Spannungsebenen sind je nach Land 10 kV, 11 kV, 20 kV, 33 kV sowie 35 kV. Dies ist die Spannungsebene des örtlichen Verteilnetzes.

Innerhalb des Rechenzentrums senkt ein Abwärtstransformator die Mittelspannung auf Niederspannung ab. Niederspannung liegt unter 1 kV. Die am weitesten verbreiteten Wechselspannungen im Niederspannungsbereich betragen 400 V oder 480 V. Von dort gelangt der Strom zu den USV-Anlagen, weiter zu den Stromverteilungseinheiten (PDU) und schließlich zu den Server-Racks.

Das ist der herkömmliche Strompfad. Jede Stufe geht mit Verlusten aus, Geräte können ausfallen, und wiederholte Umwandlungen zwischen Wechselstrom und Gleichstrom beeinträchtigen den Wirkungsgrad. Bei einem konventionellen Rechenzentrum mit einer Last von wenigen bis mehreren zehn Megawatt und relativ konstanter Auslastung funktioniert dieser Aufbau gut. Bei einem KI-Rechenzentrum gerät derselbe Pfad unter enorme Belastung: Die Lasten sind deutlich größer, die Lastwechsel fallen weit stärker aus, und Ineffizienzen schlagen sich massiv in Kosten und Wärmeentwicklung nieder. An dieser Stelle kommen die beiden Batteriesysteme ins Spiel.

Die Mittelspannungsbatterie (BESS auf der Mittelspannungsseite)

Die erste Batterie ist auf der Mittelspannungsseite vor dem Abwärtstransformator des Rechenzentrums installiert. Die Batteriezellen selbst arbeiten mit Niederspannung, werden aber über ein Stromumrichtersystem (PCS) und einen Aufwärtstransformator an die Mittelspannungssammelschiene angebunden, sodass sie wie eine direkt auf der Mittelspannungsebene installierte Einheit wirken. Diese Batterie dient nicht der Notstromversorgung der IT-Lasten, sondern sorgt dafür, dass das Rechenzentrum netzverträglich betrieben wird. Sie absorbiert kurzfristige Leistungsspitzen beim Hochfahren der GPUs, gibt Energie frei, wenn die GPUs heruntergefahren werden, glättet die Last, die der Netzbetreiber wahrnimmt, und kann Blindleistung, Netzstabilisierung bei Störungen sowie weitere Netzdienstleistungen erbringen. Übliche Auslegungen liegen bei mehreren Megawattstunden pro Gebäude mit hoher Leistungsabgabe im Verhältnis zur gespeicherten Energie.

Die Niederspannungsbatterie (USV-Batterie)

Die zweite Batterie ist in der USV auf der Niederspannungsseite platziert, zwischen Abwärtstransformator und IT-Last. Sie übernimmt die klassische Aufgabe der Überbrückungsstromversorgung. Bei Einbrüchen oder Ausfall der Netzspannung versorgt die USV-Batterie die Last, bis der Dieselgenerator anläuft und stabilisiert ist – üblicherweise zwischen 30 Sekunden und wenigen Minuten. Es wird keine große Energiemenge benötigt; entscheidend sind Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer, hohe Kurzzeitleistung und eine kompakte Bauweise.

„Unser modulares BESS ist auf den Energiebedarf von Hochdichte-KI-Rechenzentren abgestimmt. Es unterstützt eine flexible stufenweise Erweiterung, intelligente dynamische Leistungssteuerung sowie eine robuste und stabile Betriebsleistung für hyperskalierte AIDC-Anlagen, Industrieanwendungen und netzgebundene Projekte im Versorgungsmaßstab.“

Ang Li , CEO in FFD POWER

BESS für AIDC auf der Mittelspannungsseite: Detaillierte Betrachtung

Mit dem Aufstieg der KI hat sich die Batterie auf der Mittelspannungsseite am stärksten verändert – daher lohnt sich eine vertiefende Betrachtung.

Aufgaben des BESS auf der Mittelspannungsseite

In einem KI-Rechenzentrum übernimmt das BESS auf der Mittelspannungsseite mehrere Funktionen gleichzeitig:

Lastglättung:

KI-Trainingsaufgaben führen zu wechselnder Leistungsaufnahme. Ein 1-MW-Rack kann innerhalb von Sekunden um mehrere hundert Kilowatt schwanken. Bei hunderten solcher Racks erscheint das Rechenzentrum aus Netzsicht als unruhige Industrielast. Das an der Mittelspannungssammelschiene angeschlossene BESS absorbiert Leistungsspitzen und füllt Lasttäler, sodass der Netzbetreiber eine nahezu konstante Lastkurve misst.

Lastspitzenkappung:

In den meisten Regionen berechnen Versorger Gebühren nach der maximalen Spitzenlast. Durch die Spitzenbegrenzung mittels Batterie senkt das Rechenzentrum die Leistungsgebühren. Innerhalb eines Jahres lassen sich erhebliche Einsparungen erzielen.

Notstromunterstützung:

Das BESS ist keine primäre USV, kann aber bei schwerwiegenden Netzstörungen die gesamte Anlage kurzzeitig versorgen, damit Generatoren störungsfrei anlaufen können.

Netzdienstleistungen:

Einige Netzbetreiber vergüten Rechenzentren für Frequenzregelung, Blindleistungsunterstützung oder Kapazitätsbereitstellung. Ein an der Mittelspannungssammelschiene installiertes BESS kann diese Leistungen erbringen. In einigen Gebieten wandelt sich die Batterie dadurch von einer Kostenposition zu einer Einnahmequelle.

Hybride Einbindung erneuerbarer Energien:

Verfügt das Rechenzentrum über eigene Solar- oder Windanlagen, integriert das MV-seitige BESS diese Erzeugung, speichert Überschussenergie und gibt diese bei Bedarf wieder ab.

Geeignete Batteriechemie für das MV-seitige BESS

Das BESS auf der Mittelspannungsseite ist energiedominiert. Es liefert Energie im Megawattstundenbereich mit moderater C-Rate – üblicherweise ca. 0,5C. Beispiel: Ein 5 MWh-Speicher gibt dauerhaft 2,5 MW ab. Dafür ist Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) hervorragend geeignet.

LFP ist heute der Standard für netzgebundene stationäre Großspeicher, aus nachvollziehbaren Gründen:

• Hohe Zyklenlebensdauer: LFP-Zellen erreichen bei hoher Entladetiefe regelmäßig 6.000 bis 10.000 Zyklen.
• Hohe Sicherheit: LFP besitzt eine deutlich höhere Schwelle für thermisches Durchgehen als NMC, daher bevorzugt für stationäre Speicher in der Nähe kritischer Infrastruktur.
• Stabiler Kostenverlauf: Im letzten Jahrzehnt sind LFP-Zellen schneller im Preis gefallen als alle anderen großtechnischen Batteriesysteme.
• Containerbauweise: LFP-Speicher gibt es als standardisierte 20-Fuß- oder 40-Fuß-Einheiten mit integrierter Thermomanagement-, Brandbekämpfungs- und Batteriemanagementsystem.

Unser Produkt: Galaxy 418L Schrank-BESS

FFD POWER bietet das Galaxy 418L an: Ein Schrank-BESS mit 210 kW / 418 kWh, ausgelegt für KI-Rechenzentren auf der Mittelspannungsseite. Mehrere Schränke lassen sich parallel schalten und über einen Aufwärtstransformator an die Mittelspannungssammelschiene anbinden. Betreiber können die Anlage lastgerecht dimensionieren: von einem einzelnen Schrank für eine kleine KI-Halle bis zu Dutzenden Einheiten für einen gesamten Campus.

Wichtige Spezifikationen

• Energiekapazität: 418 kWh pro Schrank
• Leistung: 210 kW Dauerleistung (0,5C)
• AC-Ausgang: 690 V oder 800 V Wechselspannung, kombinierbar mit Aufwärtstransformator für die Mittelspannungssammelschiene
• Batteriechemie: LFP (Lithium-Eisen-Phosphat)
• Bauform: Eigenständiger Außenschrank, kein separater Container oder zusätzliches Gelände erforderlich
• Zyklenlebensdauer: > 8.000 Zyklen bei 90 % Entladetiefe
• Thermomanagement: Flüssigkühlung
• Sicherheit: Mehrstufige Brandunterdrückung, Überwachung auf Zellebene; Zertifizierungen UL 9540A (USA) und IEC 62619 (weltweit)
• Einbindung: Störungsfreie Parallelschaltung der Schränke; integriertes PCS; Anbindung an Mittelspannungssammelschiene über Standard-Aufwärtstransformator; Unterstützung gängiger Netzcodes und SCADA-Protokolle