Τι είναι η μετατόπιση φορτίου στην αποθήκευση ενέργειας με μπαταρίες;

ΟΔΗΓΟΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (BESS) ΓΙΑ ΕΜΠΟΡΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Η ηλεκτρική ενέργεια δεν έχει πάντα την ίδια αξία κατά τη διάρκεια της ημέρας. Μια επιχείρηση μπορεί να έχει χαμηλές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας τη νύχτα, άφθονη ηλιακή ενέργεια το μεσημέρι και πολύ υψηλότερο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας το βράδυ.

Μετατόπιση Φορτίου Μπαταρίας χρησιμοποιεί την αποθήκευση ενέργειας για να μετακινήσει την ηλεκτρική ενέργεια από μια χρονική περίοδο σε άλλη. Η μπαταρία φορτίζει όταν η ενέργεια είναι φθηνότερη ή πιο διαθέσιμη, και στη συνέχεια εκφορτίζει όταν αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια είναι πιο χρήσιμη.

Πώς Λειτουργεί η Μετατόπιση Φορτίου Μπαταρίας;

Η αρχή είναι ευκολότερη να κατανοηθεί εξετάζοντας μια κανονική ημέρα λειτουργίας.

Το σημαντικό σημείο είναι ότι η μπαταρία δεν δημιουργεί επιπλέον ενέργεια. Αλλάζει το πότε η ενέργεια είναι διαθέσιμη για χρήση.

Γιατί οι Επιχειρήσεις Χρησιμοποιούν τη Μετατόπιση Φορτίου;

Η επιχειρηματική υπόθεση προκύπτει συνήθως από μια αναντιστοιχία μεταξύ του πότε η ενέργεια είναι διαθέσιμη και του πότε είναι πιο πολύτιμη.

Μετατόπιση Φορτίου vs Εξομάλυνση Αιχμών: Ποια Είναι η Διαφορά;

Αυτοί οι δύο όροι χρησιμοποιούνται συχνά μαζί, αλλά επιλύουν διαφορετικά προβλήματα.

Για παράδειγμα, μια εγκατάσταση μπορεί να χρησιμοποιήσει μετατόπιση φορτίου για να μετακινήσει 300kWh ενέργειας από το μεσημέρι προς το βράδυ. Η ίδια εγκατάσταση θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιήσει την μπαταρία για εξομάλυνση αιχμών όταν μια σύντομη αιχμή παραγωγής ωθεί τη ζήτηση του δικτύου πάνω από ένα επίπεδο στόχο.

Για μια λεπτομερή εξήγηση της δεύτερης στρατηγικής, διαβάστε πώς λειτουργεί η εξομάλυνση αιχμών μπαταρίας.

Παράδειγμα 1: Μετατόπιση Φορτίου βάσει Τιμολογίου Ώρας Χρήσης

Παράδειγμα 2: Μετατόπιση Ηλιακής Ενέργειας προς το Βράδυ

Η μετατόπιση φορτίου δεν σημαίνει απαραίτητα φόρτιση από το δίκτυο.

Εξετάστε ένα εργοστάσιο με ηλιακή εγκατάσταση στην οροφή. Το μεσημέρι, το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει 250kW ενώ η εγκατάσταση χρησιμοποιεί μόνο 180kW.

Περίπου 70kW ηλιακής ισχύος μπορεί να είναι διαθέσιμα για φόρτιση της μπαταρίας, υπό τους περιορισμούς φόρτισης του BESS.

Αργότερα το βράδυ, το εργοστάσιο εξακολουθεί να λειτουργεί, αλλά η ηλιακή παραγωγή έχει πέσει κοντά στο μηδέν. Η μπαταρία μπορεί στη συνέχεια να επιστρέψει μέρος της αποθηκευμένης ημερήσιας ενέργειας στην εγκατάσταση.

Πόση Χωρητικότητα Μπαταρίας Απαιτείται για τη Μετατόπιση Φορτίου;

Για μια αρχική εκτίμηση, ξεκινήστε με την ποσότητα ισχύος που θέλετε να μετατοπίσετε και τη διάρκεια που χρειάζεστε για να τη μετατοπίσετε.

Στη συνέχεια, λάβετε υπόψη:

• Χρήσιμο βάθος εκφόρτισης
• Απόδοση PCS και συστήματος
• Ελάχιστη εφεδρεία SOC
• Υποβάθμιση μπαταρίας με την πάροδο του χρόνου
• Αναμενόμενη διακύμανση του φορτίου της εγκατάστασης

Μια μπαταρία που επιλέγεται μόνο με βάση την ονομαστική kWh μπορεί επομένως να είναι παραπλανητική.

Γιατί η Ισχύς Φόρτισης Έχει Επίσης Σημασία

Μια μπαταρία μπορεί να έχει αρκετές kWh για την περίοδο εκφόρτισης του βραδιού, αλλά να είναι ακόμα αταίριαστη εάν δεν μπορεί να επαναφορτιστεί εντός του διαθέσιμου παραθύρου φόρτισης.

Ας υποθέσουμε ότι 240kWh πρέπει να αποκατασταθούν κατά τη διάρκεια μιας περιόδου χαμηλού κόστους τεσσάρων ωρών.

Το PCS, η μπαταρία και η πηγή φόρτισης πρέπει να μπορούν να υποστηρίξουν τον απαιτούμενο ρυθμό φόρτισης.

Εάν το παράθυρο φόρτισης είναι μόνο δύο ώρες, η απαιτούμενη μέση ισχύς φόρτισης θα ήταν πολύ υψηλότερη.

Πότε η Αποθήκευση βάσει Τιμολογίου Ώρας Χρήσης Έχει Νόημα;

Η μετατόπιση φορτίου δεν είναι αυτόματα κερδοφόρα απλώς και μόνο επειδή οι τιμές της ηλεκτρικής ενέργειας αλλάζουν κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Η διαφορά τιμής πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη για να καλύψει το κόστος των απωλειών φόρτισης και του κύκλου λειτουργίας της μπαταρίας.

Μια χρήσιμη ανασκόπηση έργου θα πρέπει να εξετάζει:

• Τιμή ηλεκτρικής ενέργειας εκτός αιχμής
• Τιμή ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής
• Αριθμός κύκλων μετατόπισης ανά έτος
• Απόδοση μετ' επιστροφής (round-trip efficiency)
• Χρήσιμη χωρητικότητα μπαταρίας
• Υποβάθμιση μπαταρίας
• Επένδυση συστήματος
• Κόστος λειτουργίας και συντήρησης

Η σωστή ερώτηση επομένως δεν είναι μόνο «Ποια είναι η τιμή ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής;» αλλά και «Πόση ενέργεια μπορεί ρεαλιστικά να μετακινηθεί σε αυτήν την περίοδο;»

Τι Ρόλο Παίζει το EMS (Energy Management System);

Η μπαταρία δεν αποφασίζει μόνη της πότε η ηλεκτρική ενέργεια είναι ακριβή ή πότε υπάρχει πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια.

Ένα Σύστημα Διαχείρισης Ενέργειας (EMS) ή άλλος ελεγκτής συστήματος μπορεί να χρησιμοποιήσει πληροφορίες όπως:

• Περίοδοι τιμολογίων ώρας χρήσης
• SOC μπαταρίας
• Φορτίο εγκατάστασης
• Ηλιακή παραγωγή
• Συνθήκες δικτύου
• Απαιτήσεις εφεδρείας ασφαλείας

Με βάση τη στρατηγική λειτουργίας, το σύστημα μπορεί να προγραμματίσει πότε η μπαταρία πρέπει να φορτίσει, να περιμένει ή να εκφορτίσει.

Μπορούν η Μετατόπιση Φορτίου και η Εφεδρεία Ασφαλείας να Χρησιμοποιούν την Ίδια Μπαταρία;

Ναι, αλλά το σύστημα πρέπει να εξισορροπήσει δύο ανταγωνιστικές προτεραιότητες.

Εάν η μπαταρία εκφορτίζεται βαθιά κάθε βράδυ για να μειωθεί το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας, μπορεί να υπάρχει λιγότερη αποθηκευμένη ενέργεια διαθέσιμη εάν συμβεί διακοπή ρεύματος αμέσως μετά.

Ένα έργο που εκτιμά την αξιοπιστία της εφεδρείας μπορεί επομένως να διατηρεί μια ελάχιστη εφεδρεία SOC.

Μπορεί Ένα BESS να Κάνει Μετατόπιση Φορτίου και Εξομάλυνση Αιχμών;

Ναι. Σε πολλά εμπορικά έργα, αυτές οι λειτουργίες μπορούν να συνδυαστούν.

Για παράδειγμα, μια μπαταρία μπορεί:

• Να φορτίζει από πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια γύρω στο μεσημέρι
• Να διατηρεί επαρκή SOC για την αναμενόμενη απογευματινή αιχμή
• Να εκφορτίζει σύντομα για να μειώσει την αιχμή
• Να χρησιμοποιεί την υπόλοιπη αποθηκευμένη ενέργεια κατά τη διάρκεια μιας βραδινής περιόδου τιμολογίου υψηλότερης αξίας

Η πρόκληση είναι ο προγραμματισμός της μπαταρίας, ώστε η μία εφαρμογή να μην αφήνει ανεπαρκή ενέργεια για την άλλη.

Εδώ η στρατηγική ελέγχου γίνεται εξίσου σημαντική με τη χωρητικότητα της μπαταρίας.

Πότε η Μετατόπιση Φορτίου Δεν Είναι Κατάλληλη;

Δεν χρειάζονται όλες οι εγκαταστάσεις ένα BESS για χρονική μετατόπιση.

Το έργο μπορεί να είναι λιγότερο ελκυστικό όταν:

• Οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας αλλάζουν πολύ λίγο κατά τη διάρκεια της ημέρας
• Υπάρχει λίγη πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια
• Το παράθυρο υψηλής τιμής είναι πολύ μεγάλο
• Η μπαταρία θα χρειαζόταν να κάνει βαριούς κύκλους για μια πολύ μικρή διαφορά τιμής
• Το φορτίο της εγκατάστασης συμβαίνει ήδη κυρίως κατά τις περιόδους χαμηλού κόστους
• Το διαθέσιμο παράθυρο φόρτισης είναι πολύ μικρό

Σε αυτές τις περιπτώσεις, μια άλλη εφαρμογή BESS, όπως η εξομάλυνση αιχμών ή η εφεδρεία ασφαλείας, μπορεί να προσφέρει μεγαλύτερη αξία.

Τι Δεδομένα Πρέπει να Προετοιμάσετε Πριν από τον Υπολογισμό Μεγέθους ενός BESS για Μετατόπιση Φορτίου;

Για μια χρήσιμη αξιολόγηση έργου, συλλέξτε:

Εμπορικά BESS για Μετατόπιση Φορτίου

Το σωστό σύστημα μετατόπισης φορτίου εξαρτάται τόσο από την ισχύ όσο και από την ενέργεια.

Το PCS πρέπει να παρέχει αρκετά kW για το φορτίο στόχο, ενώ η μπαταρία πρέπει να παρέχει αρκετές χρήσιμες kWh για την πλήρη περίοδο μετατόπισης.

Μπορείτε να περιηγηθείτε στη σειρά συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας Voltertech για εμπορικές εφαρμογές για διαφορετικές διαμορφώσεις αποθήκευσης μπαταριών για βιομηχανικές και εμπορικές χρήσεις (C&I).

Για ένα πραγματικό έργο, ωστόσο, το καλύτερο σημείο εκκίνησης είναι το ωριαίο φορτίο και τα δεδομένα τιμολογίου της εγκατάστασης, αντί να επιλέγετε ένα BESS μόνο από την ονομαστική χωρητικότητα του καταλόγου.

Συχνές Ερωτήσεις

Η Μετατόπιση Φορτίου Αφορά τον Χρονισμό, Όχι Μόνο τη Χωρητικότητα της Μπαταρίας

Η αξία της μετατόπισης φορτίου BESS προέρχεται από τη χρήση αποθηκευμένης ενέργειας σε μια πιο χρήσιμη χρονική στιγμή.

Αυτό μπορεί να σημαίνει μετακίνηση φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας δικτύου σε μια περίοδο ακριβού τιμολογίου, μετακίνηση της μεσημεριανής ηλιακής ενέργειας στο βράδυ, ή συνδυασμό και των δύο στρατηγικών.

Τα καλύτερα έργα ξεκινούν με τρία πράγματα: το προφίλ φορτίου, το πρόγραμμα τιμολογίων και το διαθέσιμο παράθυρο φόρτισης.

Μόλις αυτά είναι σαφή, η απαιτούμενη χωρητικότητα μπαταρίας σε kWh, η ισχύς PCS σε kW και η στρατηγική λειτουργίας μπορούν να οριστούν πολύ πιο ακριβώς.