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Che cos'è il load shifting nello stoccaggio di energia a batteria?
GUIDA ALLA GESTIONE DELL'ENERGIA PER BESS COMMERCIALI
L'elettricità non ha sempre lo stesso valore durante il giorno. Un'azienda potrebbe avere prezzi bassi dell'elettricità durante la notte, abbondante energia solare a mezzogiorno e costi dell'elettricità molto più alti la sera.
Spostamento del carico della batteria utilizza l'accumulo di energia per spostare l'elettricità da un periodo di tempo a un altro. La batteria si carica quando l'energia è più economica o più disponibile, quindi si scarica quando quell'energia immagazzinata è più utile.
Risposta rapida
Lo spostamento del carico significa caricare una batteria durante un periodo e utilizzare quell'energia immagazzinata durante un altro. In un BESS commerciale, ciò può significare caricare durante le ore di rete a basso costo o da energia solare diurna in eccesso, quindi scaricare durante i periodi a costo più elevato o quando la domanda del sito è maggiore.
Come funziona lo spostamento del carico della batteria?
Il principio è più facile da capire osservando una normale giornata operativa.
Il punto importante è che la batteria non crea energia aggiuntiva. Cambia quando l'energia è disponibile per l'uso.
Perché le aziende utilizzano lo spostamento del carico?
Il caso aziendale deriva solitamente da una discrepanza tra quando l'energia è disponibile e quando è più preziosa.
Spostamento del carico vs Peak Shaving: Qual è la differenza?
Questi due termini sono spesso usati insieme, ma risolvono problemi diversi.
| Spostamento del carico | Peak Shaving | |
|---|---|---|
| Obiettivo principale | Spostare l'uso dell'energia da un periodo di tempo a un altro | Ridurre il livello di domanda di rete più alto |
| Solitamente bersagli | Costo dell'energia in $/kWh | Costo di domanda o capacità correlato a kW |
| Carica | Tipicamente durante periodi a basso costo o ad alto contenuto solare | Prima del picco di domanda previsto |
| Scarica | Durante periodi energetici di maggior valore | Quando la domanda del sito supera un livello target |
| Principale fattore di dimensionamento | Energia richiesta durante il periodo di spostamento | Riduzione del picco in kW e durata del picco |
Ad esempio, un impianto potrebbe utilizzare lo spostamento del carico per spostare 300 kWh dall'ora di pranzo alla sera. Lo stesso sito potrebbe anche utilizzare la batteria per il peak shaving quando un breve picco di produzione spinge la domanda di rete al di sopra di un target.
Per una spiegazione dettagliata della seconda strategia, leggi come funziona il peak shaving della batteria .
Esempio 1: Spostamento del carico a tempo di utilizzo
Esempio di sito commerciale
Supponiamo che un'azienda abbia:
- Prezzo dell'elettricità più basso prima delle 06:00
- Prezzo dell'elettricità più alto dalle 17:00 alle 21:00
- Carico serale medio da spostare: 75 kW
- Periodo di spostamento target: 3 ore
L'energia teorica utilizzabile della batteria richiesta per quel periodo è:
La capacità nominale della batteria dovrebbe essere più alta, tenendo conto della profondità di scarica utilizzabile, dell'efficienza del sistema e della riserva SOC richiesta.
Esempio 2: Spostamento dell'energia solare verso la sera
Lo spostamento del carico non deve necessariamente significare caricare dalla rete.
Considera una fabbrica con pannelli solari sul tetto. A mezzogiorno, l'array fotovoltaico produce 250 kW mentre l'impianto ne utilizza solo 180 kW.
Circa 70 kW di potenza solare potrebbero essere disponibili per la ricarica della batteria, soggetti ai limiti di ricarica del BESS.
Più tardi la sera, la fabbrica è ancora operativa ma la produzione solare è scesa quasi a zero. La batteria può quindi restituire parte dell'energia diurna immagazzinata al sito.
Quanta capacità della batteria è necessaria per lo spostamento del carico?
Per una stima preliminare, inizia con la quantità di potenza che si desidera spostare e per quanto tempo è necessario spostarla.
Quindi considera:
- Profondità di scarica utilizzabile
- Efficienza PCS e di sistema
- Riserva SOC minima
- Degrado della batteria nel tempo
- Variazione prevista del carico del sito
Una batteria selezionata solo per kWh nominali può quindi essere fuorviante.
Perché anche la potenza di carica è importante
Una batteria potrebbe avere abbastanza kWh per il periodo di scarica serale ma essere comunque inadeguata se non riesce a ricaricarsi nella finestra di carica disponibile.
Supponiamo che 240 kWh debbano essere ripristinati durante un periodo di quattro ore a basso costo.
Il PCS, la batteria e la fonte di carica devono essere in grado di supportare la velocità di carica richiesta.
Se la finestra di carica è solo di due ore, la potenza di carica media richiesta sarebbe molto più elevata.
Quando ha senso l'accumulo a tempo di utilizzo?
Lo spostamento del carico non è automaticamente redditizio solo perché i prezzi dell'elettricità cambiano durante il giorno.
La differenza di prezzo deve essere sufficientemente ampia da coprire il costo delle perdite di carica e del ciclo della batteria.
Una revisione utile del progetto dovrebbe considerare:
- Prezzo dell'elettricità fuori picco
- Prezzo dell'elettricità di picco
- Numero di cicli di spostamento all'anno
- Efficienza di andata e ritorno
- Capacità utilizzabile della batteria
- Degrado della batteria
- Investimento del sistema
- Costi operativi e di manutenzione
La domanda corretta non è quindi solo "Qual è il prezzo di picco dell'elettricità?" ma anche "Quanta energia può essere realisticamente spostata in quel periodo?".
Che ruolo gioca l'EMS?
La batteria non decide da sola quando l'elettricità è costosa o quando è disponibile energia solare in eccesso.
Un sistema di gestione dell'energia (EMS) o un altro controllore di sistema può utilizzare informazioni come:
- Periodi tariffari a tempo di utilizzo
- SOC della batteria
- Carico del sito
- Generazione solare
- Condizioni della rete
- Requisiti di riserva di backup
In base alla strategia operativa, il sistema può programmare quando la batteria deve caricarsi, attendere o scaricarsi.
Possono lo spostamento del carico e il backup utilizzare la stessa batteria?
Sì, ma il sistema deve bilanciare due priorità contrastanti.
Se la batteria viene scaricata profondamente ogni sera per ridurre i costi dell'elettricità, potrebbe esserci meno energia immagazzinata disponibile se si verifica un'interruzione di rete immediatamente dopo.
Un progetto che valorizza l'affidabilità del backup potrebbe quindi mantenere una riserva SOC minima.
Esempio
Un BESS da 300 kWh non rende necessariamente tutti i 300 kWh disponibili per lo spostamento del carico giornaliero.
Parte della batteria potrebbe essere riservata per il backup, mentre la capacità utilizzabile rimanente è disponibile per la gestione energetica giornaliera.
Può un BESS fare spostamento del carico e peak shaving?
Sì. In molti progetti commerciali, queste funzioni possono essere combinate.
Ad esempio, una batteria potrebbe:
- Caricarsi da energia solare in eccesso verso mezzogiorno
- Mantenere un SOC sufficiente per il picco pomeridiano previsto
- Scaricarsi brevemente per ridurre il picco
- Utilizzare l'energia immagazzinata rimanente durante un periodo tariffario serale più costoso
La sfida è programmare la batteria in modo che un'applicazione non lasci energia insufficiente per un'altra.
È qui che la strategia di controllo diventa importante quanto la capacità della batteria stessa.
Quando lo spostamento del carico è una scelta inadeguata?
Non tutti i siti necessitano di un BESS per il time-shifting.
Il progetto potrebbe essere meno interessante quando:
- I prezzi dell'elettricità cambiano molto poco durante il giorno
- C'è poca energia solare in eccesso
- La finestra di alto prezzo è molto lunga
- La batteria dovrebbe ciclare pesantemente per una differenza di prezzo molto piccola
- Il carico dell'impianto si verifica già principalmente durante i periodi a basso costo
- La finestra di carica disponibile è troppo breve
In questi casi, un'altra applicazione BESS come il peak shaving o il backup potrebbe fornire più valore.
Quali dati preparare prima di dimensionare un BESS per lo spostamento del carico?
Per una valutazione utile del progetto, raccogliere:
BESS commerciale per lo spostamento del carico
Il giusto sistema di spostamento del carico dipende sia dalla potenza che dall'energia.
Il PCS deve fornire abbastanza kW per il carico target, mentre la batteria deve fornire abbastanza kWh utilizzabili per l'intero periodo di spostamento.
Puoi consultare la gamma di sistemi di accumulo di energia commerciali Voltertech per diverse configurazioni di accumulo di batterie C&I.
Per un progetto reale, tuttavia, il miglior punto di partenza sono i dati di carico e tariffari orari del sito piuttosto che selezionare un BESS dalla sola capacità del catalogo.
Domande frequenti
Cos'è lo spostamento del carico della batteria?
Lo spostamento del carico della batteria significa immagazzinare elettricità durante un periodo di tempo e utilizzarla durante un altro, come caricare durante le ore a basso costo e scaricare durante le ore a costo più elevato.
Qual è la differenza tra spostamento del carico e peak shaving?
Lo spostamento del carico sposta principalmente l'energia in kWh tra periodi di tempo, mentre il peak shaving si concentra sulla riduzione della massima domanda di potenza di rete in kW.
Un BESS può caricare di notte e scaricare di giorno?
Sì, se l'inverter, la batteria e la strategia di controllo supportano la carica dalla rete. Questo può essere utile dove l'elettricità è più economica durante le ore non di punta e più costosa in seguito.
L'energia solare può essere spostata dal giorno alla notte?
Sì. La generazione fotovoltaica diurna in eccesso può caricare la batteria e l'energia immagazzinata può successivamente supportare i carichi serali o notturni.
Quanta batteria è necessaria per lo spostamento del carico?
Inizia moltiplicando il carico medio che si desidera spostare per il numero di ore richiesto. Quindi considera la profondità di scarica utilizzabile, l'efficienza, la riserva e altri requisiti operativi.
Lo spostamento del carico riduce il consumo totale di elettricità?
Non necessariamente. Il suo scopo principale è cambiare quando l'elettricità viene fornita o acquistata. In pratica, le perdite di conversione della batteria implicano che potrebbe essere necessaria leggermente più energia per fornire lo stesso output utilizzabile.
Lo spostamento del carico riguarda la tempistica, non solo la capacità della batteria
Il valore dello spostamento del carico BESS deriva dall'utilizzo dell'energia immagazzinata in un momento più utile.
Ciò potrebbe significare spostare elettricità di rete a basso costo in un periodo tariffario costoso, spostare l'energia solare di mezzogiorno alla sera, o combinare entrambe le strategie.
I migliori progetti iniziano con tre cose: il profilo di carico, il programma tariffario e la finestra di carica disponibile.
Una volta che questi sono chiari, i kWh della batteria, i kW del PCS e la strategia operativa richiesti possono essere definiti in modo molto più accurato.
Invia a Voltertech il tuo profilo di carico orario, i periodi tariffari elettrici, la capacità fotovoltaica solare, le ore di spostamento target e la tensione di rete. Possiamo esaminare i requisiti del progetto e discutere una configurazione BESS commerciale adatta.
Discuti il tuo progetto di spostamento del carico
