Come dimensionare un sistema di accumulo di energia a batteria commerciale

GUIDA ALLA DIMENSIONAMENTO DI SISTEMI BESS COMMERCIALI

Correttodimensionamento BESS commercialeinizia con la domanda effettiva di elettricità della struttura, non semplicemente con la scelta di una capacità della batteria da un elenco di prodotti. Un sistema troppo piccolo potrebbe non fornire potenza o tempo di funzionamento sufficienti, mentre un sistema sovradimensionato può aggiungere costi di progetto non necessari.

Un pratico processo di dimensionamento di batterie commerciali dovrebbe determinare due valori separatamente: la potenza richiesta in kW e la capacità energetica richiesta in kWh. La configurazione finale del sistema dovrebbe anche considerare la durata del backup, il picco di domanda, la profondità di scarica utilizzabile, l'efficienza del sistema, le condizioni di ricarica, la generazione solare fotovoltaica, la temperatura e l'espansione futura.

Se sei nuovo allo stoccaggio di energia commerciale, leggi prima la nostra guida su cos'è un sistema di stoccaggio di energia commerciale e come funziona prima di passare ai calcoli dettagliati di capacità e potenza.

1. Definire lo Scopo del BESS Commerciale

Prima di iniziare qualsiasi calcolo della capacità BESS, definire esattamente cosa ci si aspetta che faccia il sistema di accumulo di energia.

2. Iniziare con il Profilo di Carico della Struttura

Il profilo di carico della struttura è uno degli input più importanti per un dimensionamento accurato delle batterie commerciali. Mostra come la domanda di elettricità cambia durante il giorno operativo, invece di fornire solo un singolo numero di consumo mensile o giornaliero.

A seconda del progetto, i dati di carico possono essere registrati ogni 15 minuti, 30 minuti o un'ora. Le informazioni utili includono:

• Carico operativo medio
• Domanda massima
• Consumo giornaliero di elettricità
• Periodi di picco di domanda
• Ore operative
• Carichi critici
• Carichi di avviamento di motori, pompe e compressori
• Differenze di domanda tra giorni feriali e fine settimana
• Variazioni stagionali del carico

Ad esempio, una fabbrica può operare normalmente a 70kW ma raggiungere i 120kW quando diverse macchine si avviano contemporaneamente. Un hotel può sperimentare la sua domanda più alta la sera. Queste strutture possono richiedere configurazioni BESS diverse anche se il loro consumo totale giornaliero di elettricità è simile.

3. Comprendere kW vs kWh nel Dimensionamento BESS

Uno degli errori più comuni nel dimensionamento kW kWh è trattare potenza ed energia come la stessa specifica.

Questo è il motivo per cui un BESS commerciale non dovrebbe essere selezionato solo confrontando le capacità della batteria. La domanda di potenza e la durata dell'energia devono essere valutate insieme.

4. Calcolare l'Energia Utile Richiesta della Batteria

Per le applicazioni di backup, un semplice punto di partenza per il calcolo della capacità BESS è:

Considerare una struttura commerciale con:

• Carico critico: 90kW
• Tempo di backup richiesto: 2 ore

90kW × 2 ore = 180kWh di energia utilizzabile

Tuttavia, ciò non significa automaticamente che una batteria nominale da 180kWh sia sufficiente. Il passo successivo è tenere conto della profondità di scarica utilizzabile e delle perdite di sistema.

5. Adeguare la Capacità della Batteria per DoD ed Efficienza

Un sistema di accumulo di energia della batteria opera normalmente all'interno di un intervallo definito di stato di carica utilizzabile. La piena capacità nominale della batteria, quindi, non viene necessariamente utilizzata durante ogni ciclo operativo.

Per un calcolo preliminare:

180 ÷ 0,90 ÷ 0,95 ≈ 211kWh

Il progetto inizierebbe quindi la valutazione in circa la classe di capacità di 210kWh o superiore. Questo è un esempio di dimensionamento preliminare piuttosto che una specifica ingegneristica finale. Requisiti di riserva, temperatura, invecchiamento della batteria e specifiche effettive del sistema devono ancora essere considerati.

6. Determinare la Potenza BESS Richiesta in kW

La capacità energetica della batteria da sola non è sufficiente. Il PCS deve anche fornire potenza sufficiente per i carichi che il sistema dovrebbe supportare.

Prestare particolare attenzione a:

• Macchinari di produzione
• Motori elettrici
• Pompe
• Compressori
• Sistemi HVAC
• Apparecchiature di refrigerazione
• Ascensori
• Altri carichi ad alta corrente di spunto

Un sito con un carico medio di 70kW potrebbe comunque richiedere un PCS da 100kW o superiore se è necessario supportare un picco di domanda di breve durata.

7. Confrontare le Configurazioni BESS Commerciali per Potenza ed Energia

Una volta note le esigenze di potenza ed energia del progetto, il passo successivo è confrontare le configurazioni BESS effettive. I seguenti sistemi Voltertech illustrano come diverse combinazioni di kWh e kW possono soddisfare diversi requisiti di progetti commerciali e industriali.

Confronto Rapido

Questi esempi mostrano perché la selezione del prodotto dovrebbe seguire il processo di dimensionamento BESS anziché precederlo. Un progetto che richiede una maggiore durata operativa potrebbe dare priorità a kWh aggiuntivi, mentre un progetto con un carico istantaneo più elevato potrebbe necessitare di maggiore potenza PCS.

È inoltre possibile consultare la gamma completa dei Sistemi di Accumulo di Energia Commerciali Voltertech per configurazioni di capacità e potenza aggiuntive.

8. Verificare la Potenza di Ricarica Disponibile

Una batteria più grande richiede anche una capacità di ricarica sufficiente. Se la potenza di ricarica disponibile è limitata, la batteria potrebbe non ricaricarsi completamente prima del ciclo operativo successivo.

Rivedere:

• Capacità di connessione alla rete
• Capacità del trasformatore
• Potenza di ricarica PCS
• Finestra di ricarica disponibile
• Uscita solare fotovoltaica
• Capacità del generatore, se applicabile

La capacità della batteria, la potenza PCS e l'infrastruttura elettrica del sito dovrebbero quindi essere valutate insieme.

9. Coordinare la Capacità della Batteria con il Solare Fotovoltaico

Per i progetti solare-più-accumulo, la dimensione della batteria dovrebbe essere coordinata con la produzione solare effettiva e il consumo della struttura.

Ad esempio, se una struttura commerciale produce 500kWh di elettricità solare durante il giorno ma consuma circa 450kWh nello stesso periodo, solo una parte della produzione solare rimanente è disponibile per la ricarica della batteria dopo aver considerato le condizioni del sistema e le perdite.

L'installazione di capacità aggiuntiva della batteria non crea energia di ricarica aggiuntiva. Il sistema fotovoltaico, il profilo di carico e la strategia di ricarica della batteria devono quindi essere valutati insieme.

10. Considerare Temperatura, Degrado ed Espansione Futura

Informazioni Necessarie Prima del Dimensionamento Finale del BESS

Per una raccomandazione di sistema più accurata, preparare le seguenti informazioni prima di richiedere un preventivo per un BESS commerciale:

Errori Comuni nel Dimensionamento BESS Commerciale

Dimensionamento Solo dal Consumo Giornaliero di Elettricità

Il consumo giornaliero di elettricità non mostra quando viene utilizzata l'elettricità o quanto diventa alto il carico di picco.

Scelta di kWh Senza Verificare kW

Una batteria può contenere energia sufficiente ma non essere in grado di supportare il carico richiesto se la potenza del PCS è insufficiente.

Ignorare i Carichi di Avviamento dei Motori

Pompe, compressori e motori industriali possono richiedere molta più potenza durante l'avviamento rispetto al normale funzionamento.

Ignorare la Finestra di Ricarica

La rete, il sistema solare, il generatore e il PCS devono essere in grado di ricaricare la batteria entro l'orario operativo disponibile.

Sovradimensionamento Senza Obiettivo Chiaro

La capacità aggiuntiva della batteria è utile solo quando serve a un requisito operativo definito come backup, riduzione dei picchi, utilizzo solare o riduzione del generatore.

Domande Frequenti

Come si calcola la capacità di un BESS commerciale?

Un calcolo di base inizia con il carico in kW moltiplicato per il tempo di funzionamento richiesto in ore. Il requisito di energia utilizzabile risultante dovrebbe quindi essere adeguato per la profondità di scarica utilizzabile, l'efficienza del sistema, la capacità di riserva e le condizioni effettive del sito.

Quanti kWh necessita una batteria commerciale?

Non esiste una capacità standard per ogni progetto commerciale. L'energia richiesta dalla batteria dipende dal carico, dalla durata operativa richiesta, dalla strategia di riduzione dei picchi, dalla produzione solare e dall'obiettivo principale del progetto.

Una batteria da 200kWh è sufficiente per un edificio commerciale?

Dipende dal carico collegato e dal tempo di funzionamento richiesto. Una batteria da 200kWh supporta un carico di 30kW in modo diverso da un carico di 100kW, quindi potenza ed energia devono essere valutate insieme.

Un BESS dovrebbe essere dimensionato utilizzando il carico medio o il carico di picco?

Entrambi sono importanti. La capacità energetica è correlata a quanta energia il sistema deve fornire nel tempo, mentre la potenza del PCS deve tenere conto del carico massimo che il BESS dovrebbe supportare.

Un BESS commerciale può essere ampliato in seguito?

Alcune architetture di accumulo di energia commerciale supportano l'espansione modulare o parallela. L'espansione dovrebbe essere considerata durante la progettazione iniziale in modo che l'architettura della batteria, il PCS, il BMS, l'EMS e l'infrastruttura elettrica rimangano compatibili.

Dimensionare il BESS Attorno al Progetto, Non Solo alla Batteria

Un dimensionamento efficace del BESS commerciale inizia con dati reali della struttura. Il profilo di carico, il picco di domanda, la durata di backup richiesta, la capacità utilizzabile della batteria, la potenza del PCS, la fonte di ricarica, la produzione solare, le condizioni di installazione e l'espansione futura dovrebbero essere valutati insieme.

Un sistema da 215kWh, 233kWh o 261kWh non dovrebbe quindi essere selezionato semplicemente perché una capacità appare più vicina a un risultato di calcolo. La configurazione finale dovrebbe corrispondere sia al kW e kWh richiesti dal sito sia alle condizioni elettriche e operative più ampie.

Per installatori, distributori, appaltatori EPC e sviluppatori di progetti, Voltertech fornisce sistemi di accumulo di energia a batteria commerciali e industriali per diversi requisiti di potenza, capacità e applicazione del progetto.