ピークシェービングとは何か、そしてバッテリーエネルギー貯蔵はどのように機能するか？

バッテリーピークシェービングガイド

バッテリーピークシェービングは、電力消費量が選択したレベルを超えて上昇したときに、施設の一部の電力需要を供給するためにバッテリーエネルギー貯蔵システムを使用します。ユーティリティグリッドから全ピーク負荷を引き出す代わりに、BESSは高需要期間中に放電し、施設のグリッド需要を削減するのに役立ちます。

商業施設および産業施設の場合、BESSピークシェービングは、電気負荷が1日を通して大きく変動する場合、短い高需要期間が発生する場合、またはサイトが一度にグリッドから引き出す電力をより細かく制御する必要がある場合に役立ちます。

バッテリーストレージの基本的な構造に慣れていない場合は、まず当社のガイドをお読みください。商用エネルギー貯蔵システムとは何か、そしてどのように機能するか。ピークシェービングなどの特定の運用戦略に入る前に、バッテリー、PCS、BMS、EMSの役割を説明します。

ピークシェービングとは何ですか？

商業施設または産業施設の電力需要は一定ではありません。工場では、複数の生産機械が同時に始動する場合があります。倉庫では、高い冷凍需要が発生する場合があります。商業ビルでは、HVAC、照明、その他の機器が同時に稼働するときに、最も高い負荷に達する場合があります。

これらの短い高電力需要期間は、需要ピークとして知られています。

ピークシェービングは、グリッドから引き出される電力の最高レベルを削減するために使用されるエネルギー管理戦略です。グリッド需要が施設全体の負荷とともに上昇するのを許す代わりに、別の電源が一時的にその需要の一部を供給します。

バッテリーストレージを使用すると、その追加の電力はBESSから供給されます。

BESSピークシェービングはどのように機能しますか？

バッテリーエネルギー貯蔵システムは、EMSまたは関連制御システムを介してサイトの電力需要を継続的に監視できます。

単純なピークシェービングシーケンスは次のようになります。

簡単なバッテリーピークシェービングの例

次の需要プロファイルを持つ施設を検討してください。

• 通常の施設需要：80kW
• 一時的なピーク需要：140kW
• 希望するグリッド需要制限：100kW
• ピーク持続時間：1.5時間

バッテリーは次の量をおおよそ供給する必要があります。

追加の40kWが約1.5時間必要とされる場合：

この単純な例は、ピークシェービングに電力とエネルギーの両方が関係する理由を示しています。BESSは、需要ピークを削減するのに十分なkWと、必要な期間その出力を維持するのに十分なkWhを提供する必要があります。

実際のシステムサイジングでは、使用可能なバッテリー容量、システム効率、リザーブ要件、バッテリーの状態、その他のプロジェクト固有の運用条件も考慮する必要があります。

ピークシェービング中、BESSは施設負荷の一部を供給して、グリッド需要を選択したターゲットを下回るようにします。

ピークシェービングにおけるkWの重要性

ピークシェービングアプリケーションでは、必要な放電電力が特に重要です。

施設が150kWに達し、プロジェクトがグリッド需要を100kWに制限することを目指している場合、BESSはピーク中に約50kWを提供する必要がある場合があります。

大きなエネルギー容量を持つバッテリーでも、PCSが十分な電力を供給できない場合、この要件は自動的に解決されません。

BESSピークシェービングにおけるkWhの重要性

電力はシステムがピークのどの程度を削減できるかを決定しますが、エネルギー容量はバッテリーがそれを継続できる期間を決定します。

例：

これは、商用バッテリー貯蔵システムを選択する前に、需要ピークの持続時間と頻度を知る必要がある理由です。

ピークシェービングプロジェクトに必要なデータは何ですか？

正確な需要ピーク削減計画には、施設の月間電力消費量以上の情報が必要です。

有用なプロジェクトデータには次のものが含まれます。

• 15分、30分、または1時間ごとの負荷プロファイル
• 最大記録需要（kW）
• 通常の運用負荷
• 需要ピークの持続時間
• 1日あたりのピークイベント数
• 1日あたりの電力消費量
• 運用スケジュール
• 既存の変圧器容量
• 太陽光発電容量（該当する場合）
• 発電機容量（該当する場合）
• 利用可能なBESS充電ウィンドウ

多くのC&Iプロジェクトでは、負荷プロファイルは単一の電力消費量よりも有用です。なぜなら、ピーク需要がいつ発生し、どのくらいの期間続くかを正確に示すからです。

ピークシェービング対ロードシフト

ピークシェービングとロードシフトは関連していますが、まったく同じ運用戦略ではありません。

商用BESSは、EMSの設定、料金体系、プロジェクトの目的に応じて、両方の戦略を実行できます。

EMSはバッテリーピークシェービングをどのように制御するか

統合された商用バッテリー貯蔵システムでは、エネルギー管理システムは施設需要を監視し、設定された運用制限に従ってバッテリーの充電と放電を制御できます。

たとえば、EMSはグリッド需要を選択したレベル以下に維持するように設定できます。測定された負荷がそのしきい値に近づくと、システムはPCSにバッテリーを放電するように指示できます。

施設需要が再び低下すると、バッテリー放電を削減または停止できます。その後、システムは利用可能な充電スケジュールに従って再充電できます。

実際の制御戦略は、特に同じBESSがバックアップ電源を提供することが期待される場合、バッテリーの必要な充電状態リザーブを保護する必要があります。

EMSは施設需要を監視し、グリッド電力が設定されたしきい値に近づいたときにBESS放電を制御できます。

ピークシェービングプロジェクト向けの商用BESSオプション

適切なBESSは、削減する必要があるピーク電力の量と各ピークイベントの持続時間によって異なります。したがって、さまざまなバッテリーとPCSの組み合わせが、さまざまな商業および産業の負荷プロファイルに適しています。

さまざまな電力と容量の要件に対応する追加の商用バッテリーエネルギー貯蔵システムを閲覧してください。

太陽光発電によるピークシェービング

ピークシェービングは、商用太陽光発電システムと組み合わせて機能することもできます。

強い太陽光発電期間中、施設負荷の一部はすでにPVから直接供給されている場合があります。施設需要が後で増加するか、太陽光出力が低下した場合、BESSは設定された運用戦略に従って追加の電力を供給できます。

バッテリー充電スケジュールは、利用可能な太陽エネルギーと将来の需要ピークの予想されるタイミングの両方を考慮する必要があります。

ピークシェービングは変圧器の負荷を削減できますか？

一部のプロジェクトでは、BESSは高施設需要期間中にグリッド接続を通じて引き出される電力量を削減できます。

ただし、変圧器の負荷、電気保護、短絡要件、およびサイトの電気設計は、プロジェクトエンジニアによって評価される必要があります。バッテリーストレージは、適切な電気システム設計の代替として扱われるべきではありません。

一般的なピークシェービング設計ミス

負荷プロファイルの代わりに月間消費量を使用する

月間kWhデータは、施設が最も高い需要に達した時期や、それらのピークがどのくらいの期間続くかを示しません。

PCS電力を確認せずにバッテリー容量を選択する

ピークシェービングは、比較的短い期間で大きな電力が必要になることがよくあります。PCSは、必要なピーク削減電力を供給できる必要があります。

ピーク持続時間を無視する

10分続く50kWの需要ピークは、3時間続く50kWのピークよりもはるかに少ないストレージエネルギーを必要とします。

ピーク期間前にバッテリーエネルギーを使いすぎる

BESSが複数の機能を実行する場合、制御戦略は予想されるピーク需要イベントのために十分な利用可能な充電状態を維持する必要があります。

利用可能な充電時間を無視する

繰り返し放電するバッテリーは、再充電のために十分な電力と時間も利用できる必要があります。

よくある質問

1.バッテリーピークシェービングとは何ですか？

バッテリーピークシェービングは、高需要期間中に施設負荷の一部を供給するためにバッテリーに蓄えられたエネルギーを使用し、グリッドから引き出される瞬時電力量を削減することです。

2.ピークシェービングのバッテリーサイズを計算するにはどうすればよいですか？

まず、施設ピーク負荷から希望するグリッド需要制限を差し引いて、必要なピーク削減電力を計算します。次に、必要なBESS電力に予想されるピーク持続時間を掛けて、理論上のエネルギー要件を推定します。その後、利用可能なバッテリー容量、効率、リザーブ要件を考慮する必要があります。

3.ピークシェービングには大きなバッテリーが必要ですか？

必ずしもそうではありません。バッテリーサイズは、削減する必要がある電力の量とピーク期間の長さの両方に依存します。短く高電力のピークは、比較的小さなバッテリーエネルギーでかなりのPCS電力を必要とする場合があります。

4.ソーラーバッテリーはピークシェービングに使用できますか？

はい。商用バッテリー貯蔵システムは、太陽光発電と連携して機能し、システムがこの運用戦略のために設計および制御されている場合、高需要期間中に施設をサポートするために蓄えられたエネルギーを使用できます。

5.同じBESSがピークシェービングとバックアップ電源を提供できますか？

適切に設計されたシステムでは可能ですが、運用戦略は、ピーク需要イベントを管理しながら、バックアップ要件のために十分なバッテリー充電状態を維持する必要があります。

効果的なピークシェービングは負荷プロファイルから始まります

成功したバッテリーピークシェービングプロジェクトは、施設がいつ最大の需要に達するか、どのくらいの電力を削減する必要があるか、そして各ピークがどのくらいの期間続くかを理解することから始まります。

次に、BESSは必要な需要削減を供給するのに十分なPCS電力と、必要な期間その出力を維持するのに十分な利用可能なバッテリー容量が必要です。

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