تغییر بار با ذخیره انرژی: استراتژی ها و مزایا

قبض آب و برق شما داستانی را بیان می کند که اکثر مدیران تاسیسات ترجیح می دهند نخوانند. جایی بین هزینه های انرژی و هزینه های تقاضا، عددی قرار دارد که ربطی به مقدار برقی که واقعاً مصرف کرده اید-و همه چیز مربوط بهچه زمانیشما از آن استفاده کردید افزایش تقاضای 15 دقیقه ای در ساعت 16:30 روز سه شنبه؟ فقط نرخ شما را برای کل ماه تعیین می کند.

جابجایی بار با ذخیره انرژی باتری این مشکل را بر سر راه خود باز می کند. کسب و کارها استفاده می کنندسیستم های ذخیره انرژی باتریبرای ذخیره-الکتریسیته ارزان قیمت و تخلیه آن در زمانی که نرخ های شبکه به اوج خود می رسد. این تفاوت در اولین چرخه صورتحساب ظاهر می شود. هنگامی که اپراتورها یاد می‌گیرند برنامه‌های شارژ/دشارژ خود را در چند ماه اول تنظیم کنند، تسهیلات تجاری 15 تا 40 درصد کاهش هزینه‌های برق را با-پیکربندی‌های خوب طراحی‌شده BESS-و ترکیب پس‌انداز می‌بینند.

تغییر بار در ذخیره سازی انرژی باتری به چه معناست

جابجایی بار مصرف برق را از ساعات اوج مصرف گران به پنجره‌های خاموش{0}} ارزان‌تر منتقل می‌کند. شما انرژی کمتری مصرف نمی‌کنید-وقتی مصرف شد دوباره مرتب می‌کنید. مفهوم ساده است-شارژ کردن باتری با قیمت 0.08 دلار/کیلووات ساعت در طول شب، تخلیه آن با 0.25 دلار/کیلووات ساعت در هنگام شلوغی بعد از ظهر-اما با دو استراتژی مرتبط اشتباه گرفته می‌شود.اوج اصلاحبرای کاهش هزینه های تقاضا، بالاترین مصرف انرژی شما را محدود می کند.تسطیح بارنمایه مصرف شما را در کل روز صاف می کند. جابجایی بار به طور خاص زمان--شکاف نرخ استفاده: همان کیلووات-ساعت، صورتحساب بسیار متفاوت را پخش می‌کند.

قیمت‌گذاری زمان-استفاده-در اکثر بازارهای خدماتی ایالات متحده استاندارد شده است. نرخ‌های اواخر بعدازظهر و اوایل عصر دو تا سه برابر بیشتر از قیمت‌های شبانه{5}}گاهی در ایالت‌هایی مانند کالیفرنیا و ماساچوست بیشتر است. یک سیستم ذخیره سازی باتری در طول آن پنجره های ارزان قیمت شارژ می شود و با افزایش نرخ ها، انرژی ذخیره شده را آزاد می کند. عملیات متوقف نمی شود شبکه فشار کمتری می بیند. صورت حساب کاهش می یابد.

چگونه فناوری BESS تغییر بار را عملی می کند

تغییر بار به عنوان یک مفهوم از دهه 1930 وجود داشته است. اما در بیشتر آن تاریخ، ابزارهای موجود برای کسب‌وکارهای منفرد بسیار محدود بودند-یا بار را کاهش داده و بهره‌وری را از دست می‌دهند، یا یک ژنراتور دیزلی را با تمام هزینه‌های سوخت و آلاینده‌هایش راه‌اندازی می‌کنند. چیزی که همه چیز را تغییر داد، شیمی باتری لیتیوم آهن فسفات (LFP) بود که به مقیاس تجاری رسید.

سپس منحنی هزینه کار خود را کرد. بسته های باتری از 1100 دلار در هر کیلووات ساعت در سال 2010 به کمتر از 140 دلار در کیلووات ساعت تا سال 2023 رسید (BloombergNEF). دوره های بازپرداخت برایسیستم های ذخیره سازی انرژی باتری های تجاریدر محدوده 3.5 تا 5 ساله فرود آمد. این عددی است که توجه مدیران مالی را جلب کرد.

جابجایی بار تجاری و صنعتی با ذخیره باتری

همه تسهیلات بازدهی یکسانی ندارند. اقتصاد به سه چیز بستگی دارد: ساختار نرخ، مشخصات بار و میزان انعطاف‌پذیری شما در زمان‌بندی عملیات.

عملیات تولیدی و صنعتی

این جایی است که بیشترین ضربه را به اقتصاد وارد می کند. در یک قبض معمولی برق صنعتی، هزینه های تقاضا 30 تا 50 درصد از کل را تشکیل می دهد. کارخانه‌هایی که تولید فلز، اکستروژن پلاستیک، انبار سرد یا فرآوری مواد غذایی را انجام می‌دهند، همگی با همین مشکل مواجه هستند: یک افزایش تقاضای ۱۵{{6}دقیقه‌ای در طول تعویض شیفت یا راه‌اندازی تجهیزات، هزینه کل دوره صورت‌حساب را تعیین می‌کند. یک ربع ساعت بد، 30 روز نرخ های بالا.

رفع مشکل بیشتر از آن چیزی است که به نظر می رسد. راه اندازی کمپرسور و نوار نقاله خود را به لرزه درآورید تا همه به یکباره نقاشی نکنند. پیش‌تهویه تهویه مطبوع را به ساعت‌های شبانه که نرخ‌ها پایین‌ترین هستند، تغییر دهید. سپس اجازه دهید BESS هر سنبله بعد از ظهر باقی مانده را جذب کند. تاسیساتی که دارای بار پیک 1.5 مگاواتی است ممکن است یک سیستم باتری 1 مگاوات ساعتی را نصب کند و 400 تا 500 کیلووات آن را کاهش دهد. با هزینه‌های تقاضای 18 دلار/کیلووات/ماه، 7200 تا 9000 دلار هر ماه{14}}بیش از86}،000 دلار در سال قبل از شمارش آربیتراژ انرژی کاهش می‌یابد. ما دیده‌ایم که گیاهان در کمتر از چهار سال با چنین مشخصاتی بازپرداخت می‌کنند، گاهی اوقات وقتی مشوق‌های دولتی در کار هستند، سریع‌تر عمل می‌کنند.

انبار سرد شایسته ذکر ویژه است. انبار را یک شبه از قبل با 0.06-0.08 دلار/کیلووات ساعت خنک کنید، سپس اجازه دهید جرم حرارتی ساختمان دما را از پنجره نرخ بعدازظهر عبور دهد، زمانی که قیمت شبکه سه برابر شود. باتری بارهای دیگر امکانات را در آن ساعات مدیریت می کند. کمپرسورها به سختی کار می کنند. هزینه تقاضا کاهش می یابد. این یکی از تمیزترین کاربردها است زیرا خود ساختمان بخشی از استراتژی ذخیره سازی می شود.

پردیس های تجاری و ساختمان های اداری

عدم تطابق روی کاغذ تقریباً خنده دار است. یک پردیس تجاری با خورشیدی روی پشت‌بام در حوالی ظهر-درست زمانی که اشغال کم است، بارهای خنک‌کننده متوسط ​​و برق ارزان است، حداکثر خروجی تولید می‌کند. بدون ذخیره سازی، این مازاد یا با نرخ های خالص اندازه گیری نامطلوب صادر می شود یا به جایی نمی رسد. BESS آن خورشیدی ظهر را می‌گیرد، نگه می‌دارد و در ساعت 5:30 بعد از ظهر وقتی همه برگشتند، AC در حال چرخش است و نرخ TOU به حداکثر روزانه خود می‌رسد، آن را بیرون می‌کشد. یکی از پردیس‌هایی که بررسی کردیم، 25 درصد از کل مصرف را به پنجره‌های ارزان‌تر منتقل کرد و هزینه‌های برق سالانه را ده‌ها هزار دلار کاهش داد، بدون اینکه اصلاً مصرف کاهش یابد. آربیتراژ نرخ خالص

Grid Services and Utility{0}}Scale Applications

شرکت‌های آب و برق نیز این رویکرد را می‌خرند-به‌خصوص در مناطقی که زیرساخت‌های شبکه در حال پیر شدن است یا نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر از الگوهای تقاضا پیشی می‌گیرد.BESS کانتینرینصب در سطح توزیع می تواند ارتقاء پست را که در غیر این صورت به ده ها میلیون می رسد به تعویق بیاندازد. آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر کاهش تقاضای بالقوه را تا 20 درصد در بازارهایی با نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر سنگین اعلام کرده است.

فناوری BESS و اندازه برای برنامه های کاربردی تغییر بار

شیمی باتری مهم است. اما سیستم مدیریت انرژی که در بالای آن قرار دارد، و اینکه آیا کل بسته برای نمایه بار واقعی اندازه‌گیری شده است،-نه نظری از یک عرشه فروش.

برای مقایسه امکاناتانواع و فناوری های سیستم ذخیره سازی انرژی، LFP اساساً پیش فرض برنامه های دوچرخه سواری روزانه- شده است. بدون کبالت به معنای زنجیره تامین پایدار است. عمر چرخه در تاسیسات ثابت جهانی 40 تا 60 درصد بیشتر از NMC است. و حاشیه ایمنی{9}}آستانه فرار حرارتی 270 درجه در مقابل ~150 درجه NMC -تفاوت ملموسی را برای پذیره نویسی و صدور مجوز بیمه ایجاد می کند، به ویژه در سایت های مجاور ساختمان های اشغال شده.

لایه EMS جایی است که پس انداز بهینه می شود. یک سیستم مدیریت انرژی که به خوبی پیکربندی شده است، نرخ‌های خدمات، داده‌های آب‌وهوا، الگوهای بار تأسیسات و وضعیت شارژ باتری را ردیابی می‌کند و برنامه شارژ/دشارژ را در زمان واقعی تنظیم می‌کند تا نرخ‌هایی را که برنامه‌ریزی دستی به طور کامل از دست می‌دهد، ثبت کند. الگوریتم‌های پیش‌بینی‌کننده می‌توانند راه‌اندازی تجهیزات را متزلزل کنند، تخلیه را با منحنی‌های تولید خورشیدی همگام‌سازی کنند، و درآمد روزانه را در برابر تخریب طولانی‌مدت سلولی متعادل کنند. تفاوت بین یک کنترل‌کننده مبتنی بر تایمر-و یک EMS پیش‌بینی‌کننده؟ اغلب 20 تا 30 درصد صرفه جویی سالانه از همان سخت افزار.

پیکربندی های معمولی BESS برای تغییر بار

اندازه به نمایه بار بستگی دارد، اما در اینجا تقریباً چگونه تجزیه می شود:

اندازه تجاری کوچک تا متوسط-(100-500 کیلووات ساعت):سیستم های کابینت در فضای باز در اینجا به خوبی کار می کنند. پولینوولکابینت فضای باز BESSدر محدوده 60 کیلووات / 121 کیلووات ساعت تا 125 کیلووات / 241 کیلووات ساعت، 2 تا 4 ساعت جبران تقاضا برای اکثر ساختمان های تجاری را پوشش می دهد. آنها در پارکینگ ها، پشت بام ها یا محوطه های مکانیکی قرار می گیرند، با حداقل آماده سازی سایت به تابلوهای برق موجود متصل می شوند و با BMS یکپارچه، خنک کننده مایع، و مهار آتش ارسال می شوند-بدون سردرد ادغام چند فروشنده در محل. یک کابینت 200 کیلووات ساعتی همراه با یک اینورتر 100 کیلووات، 100 کیلووات را از میله بعدازظهر ساختمان می کاهد. اگر شارژ تقاضای شما 15 دلار/کیلووات/ماه باشد، آن جابجایی تنها 1500 دلار در ماه پس انداز می کند.

پردیس صنعتی و بزرگ (1 مگاوات ساعت +):سیستم های کانتینری یک کانتینر استاندارد Polinovel 20-پایی که دارای ظرفیت 1 تا 2 مگاوات ساعت LFP با سیستم تبدیل توان 500 کیلووات است، روزانه بیش از یک دهه چرخه می‌کند. مقیاس استقرار چند کانتینر تا 5 مگاوات ساعت و بیشتر است. این واحدها دارای قفسه‌های باتری، رایانه‌های شخصی، مدیریت حرارتی، اطفاء حریق و BMS کاملاً یکپارچه{10}}همه قبل از ارسال در کارخانه آزمایش شده‌اند. راه اندازی معمولاً هفته ها طول می کشد، نه ماه هایی که برای هماهنگی فروشندگان جداگانه باتری، اینورتر و کنترل صرف می کنید.

انعطاف پذیری انرژی: یک پاداش داخلی-

یک BESS در حال تغییر بار-از قبل زیرساختی برای قدرت پشتیبان دارد. در طول قطع شبکه، همان باتری‌هایی که به طور معمول نرخ آربیتراژ را بهینه می‌کنند، عملیات حیاتی را در بیمارستان‌ها، مراکز داده، تصفیه آب، و تولید مستمر در حال اجرا- نگه می‌دارند. افزودن قابلیت پشتیبان‌گیری به یک سیستم موجود، هزینه کمی از استقرار پشتیبان‌گیری مستقل دارد. آن را با- خورشیدی در سایت جفت کنید و سیستم می تواند به طور کامل جزیره ای شود.

این محرک مالی اولیه برای اکثر پروژه ها نیست. اما محاسبه ریسک را تغییر می‌دهد، به‌ویژه برای تأسیساتی که در آن‌ها یک -ساعت خاموشی بیشتر از خود سیستم باتری هزینه دارد.

ایجاد پرونده مالی برای تغییر بار BESS

قبض آب و برق خود را بردارید هزینه های تقاضا را از هزینه های انرژی جدا کنید. برنامه نرخ TOU خود را پیدا کنید و به اختلاف بین پنجره‌های-نرخ بالا و{3}}با نرخ پایین توجه کنید. سپس داده‌های 12 ماهه متر فاصله را در دست بگیرید{6}}اکثر شرکت‌ها داده‌های 15 دقیقه‌ای یا ساعتی را از طریق پورتال‌های آنلاین خود ارائه می‌دهند.

در اینجا یک نمونه کار شده است. فرض کنید یک تأسیسات تولیدی به مساحت 200000 فوت مربع در تگزاس با حداکثر تقاضای 2 مگاوات، هزینه تقاضای 14 دلار/کیلووات/ماه و 0.12 دلار/کیلووات ساعت بین نرخ‌های اوج-و{7}} اوج پیک و روشن{7}}راه اندازی می‌کنید. شما یک BESS کانتینری 1 مگاوات ساعت / 500 کیلووات نصب می کنید.

این سیستم 400 کیلو وات از پیک ماهانه شما کم می کند. با 14 دلار/کیلووات، این تنها 5600 دلار در ماه در هزینه تقاضا صرفه جویی می کند-67200 دلار در طول یک سال. لایه روی آربیتراژ انرژی: دوچرخه‌سواری روزانه 1 مگاوات ساعت با 0.12 دلار/کیلووات ساعت با 90 درصد راندمان رفت و برگشت، حدود 27000 دلار در سال در طول 250 روز کارکرد. زمین پس انداز سالانه ترکیبی حدود 94000 دلار است. در مقابل هزینه نصب کامل 350000 تا 400000 دلار، شما به بازپرداخت 4 تا 4.5 ساله قبل از مشوق ها نگاه می کنید. اعتبار مالیات سرمایه گذاری فدرال را اعمال کنید و این اعتبار به حدود 3 سال کاهش می یابد.

لایه برنامه های پاسخگویی به تقاضا در بالا. برخی از شرکت های آب و برق 50 تا 200 دلار در هر کیلووات در سال برای ظرفیت باتری ثبت نام شده پرداخت می کنند. برای یک سیستم 500 کیلوواتی، این مبلغ 25000 تا 100000 دلار دیگر درآمد سالانه بسته به بازار و ساختار برنامه است.

برای برنامه ریزی سازمان هاپروژه های ذخیره انرژی باتری در مقیاس بزرگ-، اقتصاد همچنان در حال بهبود است. هزینه باتری همچنان در حال کاهش است. تفاوت نرخ بین پیک های روزانه و پنجره های شبانه در بیشتر بازارها در حال افزایش است. هر دو روند دوره بازگشت سرمایه را کوتاه تر می کنند.

چگونه یک پروژه تغییر بار را با BESS مناسب شروع کنیم

1. با داده ها شروع کنید نه تجهیزات.ممیزی انرژی را اجرا کنید، میزان مصرف را بر حسب ساعت نقشه برداری کنید و مشخص کنید کدام بارها می توانند بدون ایجاد اختلال در تولید حرکت کنند. نامزدهای رایج عبارتند از: پیش‌تهویه HVAC، گرمایش آب، شارژ ناوگان EV، و پردازش دسته‌ای. برخی از تأسیسات متوجه می شوند که 30 تا 40 درصد افزایش تقاضای آنها ناشی از فرآیندهایی است که به راحتی می توانند به یک بازه زمانی متفاوت تغییر کنند. برخی دیگر متوجه می شوند که اوج آنها به برنامه های تولید بسته است، به این معنی که باتری باید تغییر کامل را جذب کند.
2. اندازه به دلتای تقاضا، نه مصرف کل.تیم مهندسی Polinovel این کار را مرتباً انجام می‌دهد-داده‌های فاصله‌سنج را تجزیه و تحلیل می‌کند، هزینه‌های تقاضا و صرفه‌جویی‌های آربیتراژ را تحت پیکربندی‌های مختلف مدل‌سازی می‌کند، و کابینت یا سیستم کانتینری مناسب برای سایت را مشخص می‌کند. تأسیساتی که 50000 کیلووات ساعت در ماه مصرف می کند، لزوماً به باتری عظیمی نیاز ندارد. ممکن است تنها به 200 کیلووات ساعت نیاز داشته باشد تا بتواند 35 درصد از صورتحساب را افزایش دهد. بزرگ‌ترین اشتباهات زمانی رخ می‌دهند که سیستم‌ها بر اساس کل کیلووات ساعت به جای شکاف اوج-به{9}}خاموش{10}} واقعی، بزرگ‌تر می‌شوند.
3. قبل از خرید، رعایت را بررسی کنید.مطمئن شوید که سیستم شما دارای گواهینامه UL 9540 و داده های آزمایش آتش سوزی UL 9540A است{2}}اینها مستقیماً بر زمانبندی مجوزها و واجد شرایط بودن بیمه تأثیر می گذارد. سیستم‌های پولینوول هر دو را همراه با سلول‌های LFP، BMS یکپارچه، خنک‌کننده مایع و اطفاء حریق، همه در کارخانه-تست شده و در عرض چند هفته پس از تحویل آماده راه‌اندازی می‌شوند.
4. پس از نصب به طور مداوم بهینه سازی کنید.عملکرد ماهانه را پیگیری کنید. پنجره های شارژ/تخلیه خود را با تغییر فصلی برنامه های نرخ و تغییر بار تاسیسات تنظیم کنید. پروژه‌هایی که بهترین بازده را دارند، پروژه‌هایی هستند که در آنها کسی واقعاً داشبورد را تماشا می‌کند-نه پروژه‌هایی که باتری روی خودکار قرار می‌گیرد و هیچ‌کس بررسی نمی‌کند که آیا تنظیمات EMS همچنان با ساختار نرخ فعلی مطابقت دارد یا خیر.