Anjakan Beban dengan Penyimpanan Tenaga: Strategi dan Faedah

Bil utiliti anda menceritakan kisah yang kebanyakan pengurus fasiliti lebih suka tidak membaca. Di suatu tempat di antara caj tenaga dan caj permintaan terdapat nombor yang tiada kaitan dengan jumlah elektrik yang sebenarnya anda gunakan-dan semua yang berkaitan dengannyabilaanda menggunakannya. Permintaan selama 15 minit itu meningkat pada pukul 4:30 petang pada hari Selasa? Ia hanya menetapkan kadar anda untuk sepanjang bulan.

Peralihan beban dengan storan tenaga bateri membalikkan masalah itu pada kepalanya. Perniagaan menggunakansistem penyimpanan tenaga bateriuntuk menyimpan elektrik murah di luar-puncak dan nyahcasnya apabila kadar grid memuncak. Perbezaannya cenderung muncul pada kitaran pengebilan yang pertama. Kami melihat kemudahan komersial menarik 15 hingga 40 peratus pengurangan dalam kos elektrik dengan-konfigurasi BESS yang direka dengan baik-dan kompaun penjimatan apabila pengendali belajar untuk memperhalusi-menyesuaikan jadual pengecasan/penyahcasan mereka sepanjang beberapa bulan pertama.

Maksud Peralihan Beban dalam Penyimpanan Tenaga Bateri

Pengalihan beban memindahkan penggunaan elektrik daripada waktu puncak yang mahal kepada yang lebih murah di luar-tetingkap puncak. Anda tidak menggunakan lebih sedikit tenaga-yang anda susun semula apabila ia digunakan. Konsepnya mudah-cas bateri pada $0.08/kWj semalaman, nyahcasnya pada $0.25/kWj semasa sibuk tengah hari-tetapi ia keliru dengan dua strategi yang berkaitan.Pencukuran puncakmenghadkan cabutan kuasa tertinggi anda untuk mengurangkan caj permintaan.Meratakan bebanmeratakan profil penggunaan anda sepanjang hari. Anjakan beban memainkan secara khusus masa-jurang kadar-penggunaan: kilowatt yang sama-jam, bil yang sangat berbeza.

Harga masa-penggunaan-telah menjadi standard merentas kebanyakan pasaran utiliti AS. Kadar lewat petang dan awal malam berjalan dua hingga tiga kali lebih tinggi daripada harga semalaman-kadangkala lebih banyak di negeri seperti California dan Massachusetts. Sistem storan bateri mengecas semasa tingkap murah tersebut dan mengeluarkan kuasa yang disimpan apabila kadar meningkat. Operasi tidak berhenti. Grid melihat kurang ketegangan. Bil jatuh.

Bagaimana Teknologi BESS Menjadikan Peralihan Beban Praktikal

Peralihan beban sebagai konsep telah wujud sejak tahun 1930-an. Tetapi untuk kebanyakan sejarah itu, alatan yang tersedia untuk perniagaan individu adalah agak terhad-sama ada mengurangkan beban dan kehilangan produktiviti, atau menjalankan penjana diesel dengan semua kos bahan api dan pelepasannya. Apa yang mengubah segala-galanya ialah kimia bateri lithium iron phosphate (LFP) mencapai skala komersial.

Kemudian keluk kos melakukan perkara itu. Pek bateri berubah daripada $1,100/kWj pada 2010 kepada di bawah $140/kWj menjelang 2023 (BloombergNEF). Tempoh bayaran balik untuksistem penyimpanan tenaga bateri komersialmendarat dalam lingkungan 3.5 hingga 5 tahun. Itulah nombor yang mendapat perhatian CFO.

Peralihan Beban Komersial dan Perindustrian dengan Storan Bateri

Tidak setiap kemudahan mendapat pulangan yang sama. Ekonomi bergantung pada tiga perkara: struktur kadar anda, profil beban anda dan berapa banyak fleksibiliti yang sebenarnya anda ada dalam operasi penjadualan.

Pembuatan dan Operasi Perindustrian

Di sinilah kewangan melanda paling teruk. Pada bil elektrik industri biasa, caj permintaan membentuk 30 hingga 50 peratus daripada jumlah keseluruhan. Kilang yang menjalankan fabrikasi logam, penyemperitan plastik, penyimpanan sejuk atau pemprosesan makanan semuanya menghadapi masalah yang sama: satu lonjakan permintaan selama 15-minit semasa pertukaran syif atau permulaan peralatan menetapkan caj untuk keseluruhan tempoh pengebilan. Satu suku jam teruk, 30 hari kadar dinaikkan.

Pembetulan adalah lebih beroperasi daripada yang didengari. Goncangkan pemampat dan permulaan penghantar anda supaya mereka tidak melukis serentak. Alihkan prasyarat HVAC kepada waktu semalaman apabila kadar adalah terendah. Kemudian biarkan BESS menyerap sebarang lonjakan petang yang tinggal. Kemudahan yang menjalankan beban puncak 1.5 MW mungkin memasang sistem bateri 1 MWj dan mengurangkan 400–500 kW daripada lonjakan itu. Pada caj permintaan sebanyak $18/kW/bulan, sebanyak $7,200–$9,000 terhenti setiap bulan-melebihi $86,000 setahun sebelum mengira arbitraj tenaga. Kami telah melihat tumbuhan mendapat bayaran balik dalam tempoh kurang daripada empat tahun dengan profil seperti itu, kadangkala lebih pantas apabila insentif negeri sedang dimainkan.

Penyimpanan sejuk patut diberi perhatian khusus. Pra-sejukkan gudang semalaman pada $0.06–0.08/kWj, kemudian biarkan jisim haba bangunan membawa suhu melalui tetingkap kadar petang apabila harga grid meningkat tiga kali ganda. Bateri mengendalikan beban kemudahan lain pada waktu tersebut. Pemampat hampir tidak berfungsi. Caj permintaan turun. Ia adalah salah satu aplikasi paling bersih kerana bangunan itu sendiri menjadi sebahagian daripada strategi penyimpanan.

Kampus Perdagangan dan Bangunan Pejabat

Ketidakpadanan itu hampir lucu di atas kertas. Kampus komersial dengan suria atas bumbung menjana keluaran puncak sekitar tengah hari-tepat apabila penghunian rendah, beban penyejukan sederhana dan elektrik adalah murah. Tanpa penyimpanan, lebihan itu sama ada akan dieksport pada kadar pemeteran bersih yang tidak menguntungkan atau tidak ke mana-mana. A BESS mengambil suria tengah hari itu, memegangnya dan menolaknya keluar pada jam 5:30 petang apabila semua orang kembali, AC berputar dan kadar TOU mencapai maks harian mereka. Satu kampus yang kami semak telah memindahkan 25 peratus daripada jumlah penggunaan ke tingkap yang lebih murah dan mengurangkan kos elektrik tahunan sebanyak puluhan ribu dolar tanpa mengurangkan penggunaan sama sekali. Arbitraj kadar tulen.

Perkhidmatan Grid dan Utiliti-Aplikasi Skala

Utiliti juga menerima pendekatan ini-terutamanya di kawasan yang infrastruktur grid semakin tua atau penembusan boleh diperbaharui mengatasi corak permintaan.BESS dalam kontenapemasangan di peringkat pengedaran boleh menangguhkan naik taraf pencawang yang sebaliknya akan mencecah puluhan juta. Agensi Tenaga Boleh Diperbaharui Antarabangsa meletakkan potensi pengurangan permintaan sehingga 20 peratus dalam pasaran dengan penembusan boleh diperbaharui yang banyak.

Teknologi dan Saiz BESS untuk Aplikasi Anjakan Beban

Kimia bateri penting. Tetapi begitu juga sistem pengurusan tenaga yang berada di atasnya dan sama ada keseluruhan pakej bersaiz sesuai untuk profil beban sebenar-bukan yang teoritis daripada dek jualan.

Untuk kemudahan membandingkanjenis dan teknologi sistem penyimpanan tenaga, LFP pada asasnya telah menjadi lalai untuk-aplikasi berbasikal harian. Tiada kobalt bermakna rantaian bekalan yang stabil. Hayat kitaran melebihi NMC sebanyak 40–60 peratus dalam-pemasangan pegun dunia sebenar. Dan margin keselamatan-ambang lari terma 270 darjah berbanding ~150 darjah NMC -membuat perbezaan ketara untuk pengunderaitan dan kebenaran insurans, terutamanya di tapak bersebelahan dengan bangunan yang diduduki.

Lapisan EMS ialah tempat penjimatan dioptimumkan. Sistem pengurusan tenaga-yang dikonfigurasikan dengan baik menjejaki kadar utiliti, data cuaca, corak beban kemudahan dan keadaan cas bateri, melaraskan jadual pengecasan/nyahcas dalam masa nyata untuk menangkap sebaran kadar yang penjadualan manual akan terlepas sepenuhnya. Algoritma ramalan boleh mengejutkan permulaan peralatan, menyegerakkan nyahcas dengan lengkung penjanaan suria dan mengimbangi hasil harian terhadap-degradasi sel jangka panjang. Perbezaan antara pengawal berasaskan pemasa-asas dan EMS ramalan? Selalunya 20–30 peratus dalam simpanan tahunan daripada perkakasan yang sama.

Konfigurasi BESS Biasa untuk Anjakan Beban

Saiz bergantung pada profil beban, tetapi berikut ialah kira-kira cara ia terpecah:

Komersial kecil hingga sederhana-(100–500 kWj):Sistem kabinet luar berfungsi dengan baik di sini. Polinovelkabinet luar BESSdalam julat 60 kW / 121 kWj hingga 125 kW / 241 kWj meliputi 2–4 jam permintaan yang diimbangi untuk kebanyakan bangunan komersial. Ia muat di kawasan tempat letak kereta, atas bumbung atau halaman mekanikal, bersambung ke panel elektrik sedia ada dengan persediaan tapak yang minimum dan dihantar dengan BMS bersepadu, penyejukan cecair dan penindasan kebakaran-tiada sakit kepala penyepaduan berbilang-penjual di tapak. Kabinet 200 kWj dipasangkan dengan penyongsang 100 kW mencukur 100 kW dari lonjakan petang bangunan. Jika caj permintaan anda berjalan $15/kW/bulan, satu langkah itu menjimatkan $1,500/bulan.

Kampus industri dan besar (1 MWj+):Sistem kontena. Sebuah kontena standard Polinovel 20-kaki yang menempatkan 1–2 MWh kapasiti LFP dengan sistem penukaran kuasa 500 kW kitaran setiap hari selama lebih sedekad. Skala penggunaan berbilang-kontena kepada 5 MWj dan seterusnya. Unit ini disertakan sepenuhnya-rak bateri, PCS, pengurusan haba, pencegah kebakaran dan BMS semuanya diuji kilang sebelum penghantaran. Pentauliahan biasanya mengambil masa berminggu-minggu, bukan bulan yang anda habiskan untuk menyelaraskan vendor bateri, penyongsang dan kawalan yang berasingan.

Ketahanan Tenaga: Bonus-Terbina

BESS yang beralih{0}}beban sudah mempunyai infrastruktur untuk kuasa sandaran. Semasa gangguan grid, bateri yang sama yang biasanya mengoptimumkan arbitraj kadar memastikan operasi kritikal berjalan-hospital, pusat data, rawatan air, pembuatan berterusan. Menambah keupayaan sandaran pada sistem sedia ada memerlukan sebahagian kecil daripada menggunakan sandaran kendiri. Pasangkan dengan suria di-tapak dan sistem boleh pulau sepenuhnya.

Ini bukan pemacu kewangan utama untuk kebanyakan projek. Tetapi ia mengubah pengiraan risiko, terutamanya untuk kemudahan di mana pemadaman empat jam-kos lebih tinggi daripada sistem bateri itu sendiri.

Membuat Kes Kewangan untuk Anjakan Beban BESS

Angkat bil utiliti anda. Asingkan caj permintaan daripada caj tenaga. Cari jadual kadar TOU anda dan perhatikan sebaran antara tetingkap-kadar tinggi dan{3}}rendah. Kemudian dapatkan data meter selang 12 bulan-kebanyakan utiliti menyediakan data 15 minit atau setiap jam melalui portal dalam talian mereka.

Berikut ialah contoh yang berjaya. Katakan anda menjalankan kemudahan perkilangan seluas 200,000 kaki persegi di Texas dengan permintaan puncak 2 MW, caj permintaan sebanyak $14/kW/bulan dan sebaran $0.12/kWj antara di luar-puncak dan pada-kadar puncak. Anda memasang BESS bekas 1 MWj / 500 kW.

Sistem ini mengurangkan 400 kW daripada puncak bulanan anda. Pada $14/kW, itu adalah $5,600/bulan dalam penjimatan caj permintaan sahaja-$67,200 selama setahun. Lapisan pada arbitraj tenaga: berbasikal 1 MWj setiap hari pada $0.12/kWj dengan 90% kecekapan-perjalanan pusingan menghasilkan kira-kira $27,000/tahun sepanjang 250 hari operasi. Tanah simpanan tahunan gabungan sekitar $94,000. Berbanding kos pemasangan sepenuhnya sebanyak $350,000–$400,000, anda sedang melihat bayaran balik 4 hingga 4.5 tahun sebelum insentif. Guna Kredit Cukai Pelaburan persekutuan dan itu turun kepada sekitar 3 tahun.

Lapisan program tindak balas permintaan di atas. Sesetengah utiliti membayar $50–$200/kW/tahun untuk kapasiti bateri yang didaftarkan. Untuk sistem 500 kW, itu adalah $25,000–$100,000 lagi dalam hasil tahunan bergantung pada pasaran dan struktur program.

Untuk perancangan organisasiprojek storan tenaga bateri{0}skala besar, ekonomi terus bertambah baik. Kos bateri masih jatuh. Perbezaan kadar antara puncak harian dan tingkap semalaman semakin meluas di kebanyakan pasaran. Kedua-dua aliran menolak tempoh bayaran balik lebih pendek.

Cara Memulakan Projek Anjakan Beban dengan BESS yang Betul

1. Mulakan dengan data, bukan peralatan.Jalankan audit tenaga, petakan penggunaan mengikut jam dan kenal pasti beban yang sebenarnya boleh bergerak tanpa mengganggu pengeluaran. Calon biasa termasuk prakondisi HVAC, pemanasan air, pengecasan armada EV dan pemprosesan kelompok. Sesetengah kemudahan mendapati bahawa 30–40 peratus daripada lonjakan permintaan mereka datang daripada proses yang boleh beralih ke slot masa yang berbeza dengan mudah. Yang lain mendapati puncak mereka dikunci pada jadual pengeluaran, yang bermaksud bateri perlu menyerap peralihan penuh.
2. Saiz kepada delta permintaan, bukan jumlah penggunaan.Pasukan kejuruteraan Polinovel melakukan ini secara kerap-menganalisis data meter selang, memodelkan caj permintaan dan penjimatan arbitraj di bawah konfigurasi yang berbeza dan menentukan kabinet atau sistem kontena yang betul untuk tapak tersebut. Kemudahan yang menggunakan 50,000 kWj/bulan tidak semestinya memerlukan bateri yang besar. Ia mungkin hanya memerlukan 200 kWj untuk mengurangkan lonjakan permintaan yang memacu 35 peratus daripada bil. Kesilapan terbesar berlaku apabila sistem menjadi terlalu besar berdasarkan jumlah kWj dan bukannya jurang puncak-sebenarnya-menurun-puncak.
3. Sahkan pematuhan sebelum perolehan.Pastikan sistem anda membawa pensijilan UL 9540 dan data ujian kebakaran UL 9540A-ini secara langsung mempengaruhi garis masa yang dibenarkan dan kelayakan insurans. Sistem polinovel dihantar dengan kedua-duanya, bersama-sama dengan sel LFP, BMS bersepadu, penyejukan cecair dan penindasan kebakaran, semua kilang-diuji dan sedia untuk pentauliahan dalam masa beberapa minggu selepas penghantaran.
4. Optimumkan secara berterusan selepas dipasang.Jejaki prestasi bulanan. Laraskan tingkap caj/pelepasan anda apabila jadual kadar berubah mengikut musim dan beban kemudahan berubah. Projek yang mendapat pulangan terbaik ialah projek yang seseorang sebenarnya menonton papan pemuka-bukan projek yang bateri diletakkan pada auto dan tiada siapa yang menyemak sama ada tetapan EMS masih sepadan dengan struktur kadar semasa.