Uute elektrisüsteemide kiirendatud ehitamise taustal on energiasalvestussüsteemid, mis on energia pakkumise ja nõudluse tasakaalustamise ning võrgu vastupidavuse suurendamise põhikomponent, välja töötatud energiavormide muundamise, süsteemi koostöökontrolli ning ohutu ja ökonoomse toimimise ümber. Eesmärk on saavutada elektrienergia paindlik salvestamine ja täpne vabastamine läbi teadusliku arhitektuuri. Disaini põhieesmärk ei ole mitte ainult vastata konkreetsete stsenaariumide võimsus- ja võimsusnõuetele, vaid ka saavutada optimaalne tasakaal ohutuse, tõhususe, eluea ja ökonoomsuse vahel.
Energiasalvestussüsteemide projekteerimine algab energia muundamise mehhanismide aluseks oleva loogika valikuga. Elektrokeemiline energia salvestamine põhineb pöörduval "elektrokeemilisel -elektrokeemilisel" reaktsioonil, saavutades energia salvestamise positiivsete ja negatiivsete elektroodide materjalide redoksreaktsiooni kaudu: laadimise ajal juhib elektrienergia laengukandjaid (nt liitiumioonid) migreeruma ja negatiivsesse elektroodi, muutes need keemiliseks energiaks; tühjenemise ajal pöörduvad laengukandjad tagasi positiivsele elektroodile ja keemiline energia muundatakse tagasi elektrienergiaks. Füüsiline energia salvestamine põhineb makroskoopiliste energiavormide muundamisel. Näiteks pumbaga hüdroakumulatsioon kasutab elektrit pumba käitamiseks, et suurendada vee potentsiaalset energiat, ja elektri tootmise ajal juhib langev vesi turbiini, mis muundab potentsiaalse energia elektrienergiaks. Suruõhuhoidla kasutab gaasi kokkusurumiseks ja rõhuenergia salvestamiseks elektrit; energiat vabastades paisub{5}}kõrgsurvegaas ja käivitab generaatori. Erinevad teisendusmehhanismid määravad süsteemi reageerimiskiiruse, energiatiheduse ja rakendatavad stsenaariumid. Projekteerimisel tuleb esmalt ankurdada tehnoloogiline marsruut vastavalt nõuetele.
Süsteemiarhitektuuri disain rõhutab mitme mooduli koordineerimist ja hierarhilist juhtimist. Terviklik energiasalvestussüsteem koosneb energiasalvestitest, võimsuse muundamise süsteemist (PCS), akuhaldussüsteemist (BMS), energiajuhtimissüsteemist (EMS) ja abisüsteemidest (temperatuuri kontroll, tulekaitse, seire). Energiasalvesti on energiasalvestuse tuum ning selle jada- ja paralleelühenduse meetodeid tuleb sihtpinge, võimsuse ja koondamisnõuete alusel optimeerida. PCS (Power Control System) vastutab vahelduv- ja alalisvoolu muundamise ja võimsuse reguleerimise eest ning selle topoloogia (nagu kaks-taset või kolm-taset) peab vastama süsteemi toitetaseme ja tõhususe nõuetele. BMS (Battery Management System), mis toimib "närvilõpsana", peab saavutama reaalajas jälgimise ja tasakaalustatud kontrolli üksikute elementide pinge, temperatuuri ja sisemise takistuse üle, et vältida lokaalsest ülelaadimisest ja ülelaadimisest{7}} tingitud kaskaadtõrkeid. EMS (Electric Power Management System) on "aju", mis optimeerib dünaamiliselt laadimis- ja tühjendusstrateegiaid ning koordineerib iga mooduli tegevusi võrgu koormuse, taastuvenergia toodangu ja elektrihinna signaalide põhjal. Abisüsteemid tagavad ülaltoodud põhifunktsioonide keskkonnakaitse; näiteks hoiab temperatuurikontrollisüsteem rakke töökorras sobivas temperatuurivahemikus (tavaliselt 25 kraadi ±5 kraadi) ning tulekaitsesüsteem konstrueerib varajase hoiatamise ja tulekahjude summutamise kaitseliini.
Disain peab põhjalikult integreerima stsenaariumi omadused ja piirangud. Võrgu-poolne energiasalvesti rõhutab kiiret reageerimist ja suuremahulist-reguleerimisvõimalust, mis nõuab energiatootmissüsteemi (PCS) täiustatud dünaamilist jõudlust ja energiasalvestussüsteemi (EMS) võrgusõbralikkust. Toiteallika-poolne energiasalvesti peab kohanema taastuvenergia toodangu kõikumisega, optimeerides BMS-i taluvust vahelduva laadimise ja tühjenemise suhtes. Kasutajapoolses Lisaks peab disain reserveerima laiendusliideseid, et mahutada tulevasi võimsuse täiendusi või tehnoloogilisi iteratsioone.
Ohutus ja majanduslik tõhusus on kogu elutsükli jooksul üliolulised. Ohutuse seisukohast tuleb elektriisolatsiooni, ülepinge- ja liigvoolukaitse ning termiliselt põgenevate varajase hoiatusmehhanismide abil ehitada mitmekihiline kaitsesüsteem. Majanduslikust vaatenurgast on elutsükli eeliste suurendamiseks vaja paremat energia muundamise efektiivsust (nt PCS-i kasutegur, mis on suurem või võrdne 95%), pikendatud tsükli eluiga (nt projekteeritud tsüklite arv 6000 korda või rohkem) ja vähendatud abisüsteemi energiatarbimist.
Kokkuvõtteks võib öelda, et energiasalvestussüsteemide projekteerimise põhimõte on tehnoloogia integreerimisprotsess, mis põhineb energia muundamise mehhanismidel, keskendub mitme{0}}mooduli koostööle, juhindub stsenaariumide kohandamisest ning mida piiravad ohutus ja ökonoomika. Selle põhiolemus on muuta diskreetsed energiasalvestid teadusliku arhitektuuri kaudu tajutavaks, juhitavaks ja optimeeritavaks energiareguleerimissüsteemiks, pakkudes olulist tuge uutele elektrisüsteemidele, et tulla toime taastuvenergia suure osakaaluga.
