A מערכת אחסון אנרגיה לסוללות(BESS) מורכבת בעיקר מסוללות (לאחסון אנרגיה), מערכות המרת כוח (ממירי PCS או DC/DC), בקר מקומי, יחידת חלוקת חשמל, מארז טרומי וציוד עזר אחר כגון מערכות הגנה מפני טמפרטורה ואש. תחת הניהול המאוחד של הבקר המקומי, ה-BESS פועל באופן עצמאי או מקבל הוראות ממערכת ניהול אנרגיה חיצונית (EMS) לביצוע תזמון אנרגיה ובקרת חשמל, תוך הבטחת פעולה בטוחה ויעילה. ארכיטקטורת BESS מוצגת באיור.
סוללה היא מכשיר שאוגר אנרגיה באמצעות תגובות כימיות. הוא ממיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית באמצעות תגובות חימצון-אלקטרודות בין חומרים פעילים בתוך מעטפת הסוללה, ומוציא חשמל למעגל חיצוני בצורה של מתח/זרם. בהשוואה לסוללות ראשוניות שאינן-נטענות, ניתן לטעון ולפרוק סוללות משניות המשמשות באחסון אנרגיה שוב ושוב. אלה כוללים בעיקר סוללות-עופרת חומצה, סוללות ליתיום-יון, סוללות ונדיום וסוללות -נתרן גופרית. מכיוון שתהליך הטעינה והפריקה של סוללה הוא בעצם תגובה אלקטרוכימית, הוא מלווה לרוב בתופעות כמו יצירת חום, התגבשות והתפתחות גזים, המשפיעות על תוחלת החיים, היעילות והבטיחות של ערכת הסוללות. יתר על כן, כדי להגדיל את הקיבולת ורמת המתח של מערכות אחסון אנרגיה, סוללות BESS מורכבות ממספר תאי סוללה מקבילים או{10}}מחוברים בסדרה. לכן, מנקודת מבט בטיחותית, במיוחד עבור סוללות -יון ליתיום, המהוות סכנת פיצוץ בתנאי טעינת יתר חמורים או תנאי טמפרטורה{13} גבוהים קיצוניים, מערכת ניהול סוללות (BMS) הופכת למרכיב חשוב מאוד של BESS. ה-BMS מנטר ביעילות, מגן, מאזן אנרגיה ומספק אזעקות תקלות לתאי הסוללה ואשכולות הסוללה, ומשפר את היעילות הכוללת ואת תוחלת החיים של סוללת אגירת האנרגיה.
PCS (מערכת המרת כוח) היא המרת החשמל והממשק החשמלי בין הסוללה לרשת החשמל או לעומס החשמל. למרות שעלות ה-PCS ירדה ברציפות עם הפיתוח והיישום של מכשירים אלקטרוניים עם עוצמה, היא קובעת במידה רבה את איכות הספק הפלט ואת המאפיינים של מערכת אחסון האנרגיה כולה. בשילוב עם ה-BMS (מערכת ניהול הסוללות), זה משפיע גם על תוחלת החיים והבטיחות של הסוללה.
הבקר המקומי, באמצעות תקשורת, זיהוי חיישנים וניטור צמתים, משיג מודעות לכל מצב מערכת אגירת האנרגיה, בקרה לוגית, תפעול מתואם של ציוד ראשי ועזר וטיפול בתקלות, ובכך משפר את היעילות והזמינות של ה-BESS. הפונקציות של הבקר המקומי גמישות למדי והיקפו עשוי להתרחב בהתאם לפרויקט. לדוגמה, במערכת מיקרוגריד פשוטה וקטן-, הבקר המקומי עשוי להרחיב את השליטה שלו גם לציוד פוטו-וולטאי, מערכות גנרטורים של דיזל ומתגי חלוקת AC. בתחנת כוח גדולה יותר המכילה מערכות אחסון אנרגיה מרובות, בקרים מקומיים מרובים עשויים לעבוד בצורה מדורגת כדי להשלים מטלות מורכבות יותר. הבקר המקומי ברמה העליונה מטפל בתיאום התחלה-עצירה וחלוקת הכוח בין מערכות אחסון אנרגיה, בעוד שהבקרים המקומיים ברמה-תחתונה מטפלים בעיקר בעבודת הבקרה הרלוונטית בתוך מערכות אחסון האנרגיה שלהם.
מודולים טרומיים, המשמשים כנשא ופלטפורמה למערכות אגירת אנרגיה, מבטיחים את התאמה של מערכת אגירת האנרגיה לסביבות מורכבות שונות, בעלות פונקציות כגון איטום, בידוד תרמי, עמידות בפני אש, עמידות בפני רעידות ומיגון אלקטרומגנטי. במונחים של צורה מבנית, הבחירה תלויה לעתים קרובות בתנאים הטבעיים ובעלויות העבודה של מיקום הפרויקט, עם אפשרויות הכוללות מבנים קבועים, מכולות או ארונות חיצוניים. לבניינים קבועים תקופת בנייה ארוכה יותר ועלויות גבוהות יותר; בעוד למכולות ולארונות חיצוניים יש יתרונות מסוימים מבחינת עלויות ייצור והובלה. לכן, ברוב הפרויקטים הנוכחיים, מערכות אחסון אנרגיה קטנות ובינוניות-(מתחת ל-1 MWh), הדורשות מראה אסתטי יותר, משתמשות לרוב בארונות חיצוניים;
בעוד שמערכות גדולות, הדורשות רמות הגנה גבוהות יותר וחוזק מבני, משתמשות בעיקר במכולות. אם לוקחים מכולות כדוגמה, כפי שמוצג באיור, גוף המיכל צריך להיות מתוכנן בחוזק מספיק על בסיס ניתוח עומס דינמי וסטטי, וניתן לשנות את המיכל עם קורות חיזוק נוספות במידת הצורך. במקביל, יש להתקין על המכולה רכיבי עזר כמו שלטי מילוט ומנעולי מילוט בהתאם לתקנים הרלוונטיים.
ציוד עזר נוסף כולל פס סוללה וארונות הגנה (BCP), ארונות בקרה והפצה וארונות ניטור מקומיים (אופציונלי). בחלק מהפרויקטים של מיקרוגריד, ציוד מותאם אישית כמו מיתוג עשוי להיות מותקן גם בממשק AC ומנוהל על ידי בקר מקומי, ובכך להפוך לחלק מה-BESS.