Jak dobrać komercyjny system magazynowania energii akumulatorowej

PRZEWODNIK PO WYMIAROWANIU KOMERCYJNYCH SYSTEMÓW BESS

Poprawny wymiar komercyjnych systemów BESS zaczyna się od rzeczywistego zapotrzebowania obiektu na energię elektryczną, a nie od prostego wyboru pojemności baterii z listy produktów. System zbyt mały może nie zapewnić wystarczającej mocy lub czasu pracy, podczas gdy system nadmiernie duży może zwiększyć niepotrzebne koszty projektu.

Praktyczny proces wymiarowania komercyjnych baterii powinien określać dwie wartości oddzielnie: wymaganą moc w kW i wymaganą pojemność energetyczną w kWh. Ostateczna konfiguracja systemu powinna również uwzględniać czas podtrzymania, zapotrzebowanie szczytowe, użyteczną głębokość rozładowania, sprawność systemu, warunki ładowania, produkcję energii słonecznej PV, temperaturę i przyszłą rozbudowę.

Jeśli jesteś nowy w dziedzinie komercyjnych magazynów energii, najpierw przeczytaj nasz przewodnik na temat czym jest komercyjny system magazynowania energii i jak działa, zanim przejdziesz do szczegółowych obliczeń pojemności i mocy.

1. Określ cel komercyjnego systemu BESS

Przed rozpoczęciem jakichkolwiek obliczeń pojemności systemu BESS, dokładnie określ, co system magazynowania energii ma robić.

2. Zacznij od profilu obciążenia obiektu

Profil obciążenia obiektu jest jednym z najważniejszych danych wejściowych do dokładnego wymiarowania komercyjnych baterii. Pokazuje, jak zapotrzebowanie na energię elektryczną zmienia się w ciągu dnia roboczego, zamiast podawać tylko jedną miesięczną lub dzienną liczbę zużycia.

W zależności od projektu, dane o obciążeniu mogą być rejestrowane co 15 minut, 30 minut lub co godzinę. Przydatne informacje obejmują:

• Średnie obciążenie robocze
• Maksymalne zapotrzebowanie
• Dzienne zużycie energii elektrycznej
• Okresy szczytowego zapotrzebowania
• Godziny pracy
• Obciążenia krytyczne
• Obciążenia rozruchowe silników, pomp i sprężarek
• Różnice w zapotrzebowaniu w dni powszednie i weekendy
• Sezonowe zmiany obciążenia

Na przykład fabryka może normalnie pracować przy 70 kW, ale osiągać 120 kW, gdy kilka maszyn uruchamia się jednocześnie. Hotel może doświadczać najwyższego zapotrzebowania wieczorem. Te obiekty mogą wymagać różnych konfiguracji BESS, nawet jeśli ich całkowite dzienne zużycie energii elektrycznej jest podobne.

3. Zrozum różnicę między kW a kWh w wymiarowaniu BESS

Jednym z najczęstszych błędów w wymiarowaniu kW i kWh jest traktowanie mocy i energii jako tej samej specyfikacji.

Dlatego komercyjny system BESS nie powinien być wybierany tylko na podstawie porównania pojemności baterii. Zapotrzebowanie na moc i czas pracy muszą być oceniane razem.

4. Oblicz wymaganą użyteczną energię baterii

W przypadku zastosowań awaryjnych, prostym punktem wyjścia do obliczenia pojemności systemu BESS jest:

Rozważ komercyjny obiekt z:

• Obciążenie krytyczne: 90 kW
• Wymagany czas podtrzymania: 2 godziny

90 kW × 2 godziny = 180 kWh użytecznej energii

Jednak nie oznacza to automatycznie, że nominalna bateria o pojemności 180 kWh jest wystarczająca. Następnym krokiem jest uwzględnienie użytecznej głębokości rozładowania i strat systemowych.

5. Dostosuj pojemność baterii do DoD i sprawności

System magazynowania energii z baterii zazwyczaj działa w określonym zakresie użytecznego stanu naładowania. Pełna nominalna pojemność baterii nie jest zatem koniecznie wykorzystywana podczas każdego cyklu pracy.

Dla wstępnego obliczenia:

180 ÷ 0,90 ÷ 0,95 ≈ 211 kWh

Projekt rozpocząłby zatem ocenę w przybliżeniu w klasie pojemności 210 kWh lub wyższej. Jest to wstępny przykład wymiarowania, a nie ostateczna specyfikacja inżynieryjna. Należy jeszcze uwzględnić wymagania rezerwy, temperaturę, starzenie się baterii i rzeczywiste specyfikacje systemu.

6. Określ wymaganą moc systemu BESS w kW

Sama pojemność energetyczna baterii nie wystarczy. PCS musi również zapewnić wystarczającą moc dla obciążeń, które system ma obsługiwać.

Zwróć szczególną uwagę na:

• Maszyny produkcyjne
• Silniki elektryczne
• Pompy
• Sprężarki
• Systemy HVAC
• Urządzenia chłodnicze
• Windy
• Inne obciążenia o wysokim prądzie rozruchowym

Obiekt o średnim obciążeniu 70 kW może nadal wymagać PCS o mocy 100 kW lub wyższej, jeśli musi być obsługiwane krótkotrwałe zapotrzebowanie szczytowe.

7. Porównaj komercyjne konfiguracje BESS pod względem mocy i energii

Gdy znane są wymagania dotyczące mocy i energii projektu, następnym krokiem jest porównanie rzeczywistych konfiguracji BESS. Poniższe systemy Voltertech ilustrują, jak różne kombinacje kWh i kW mogą zaspokoić różne potrzeby komercyjne i przemysłowe.

Szybkie porównanie

Te przykłady pokazują, dlaczego wybór produktu powinien nastąpić po procesie wymiarowania BESS, a nie przed nim. Projekt wymagający dłuższego czasu pracy może priorytetowo traktować dodatkowe kWh, podczas gdy projekt z wyższym zapotrzebowaniem chwilowym może potrzebować dodatkowej mocy PCS.

Możesz również przejrzeć pełną gamę komercyjnych systemów magazynowania energii Voltertech dla dodatkowych konfiguracji pojemności i mocy.

8. Sprawdź dostępną moc ładowania

Większa bateria wymaga również wystarczającej zdolności ładowania. Jeśli dostępna moc ładowania jest ograniczona, bateria może nie zostać w pełni naładowana przed następnym cyklem pracy.

Przegląd:

• Zdolność przyłączenia do sieci
• Moc transformatora
• Moc ładowania PCS
• Dostępne okno ładowania
• Produkcja energii słonecznej PV
• Moc generatora, jeśli dotyczy

Pojemność baterii, moc PCS i infrastruktura elektryczna obiektu powinny być zatem oceniane razem.

9. Skoordynuj pojemność baterii z energią słoneczną PV

W przypadku projektów solarnych z magazynowaniem energii, rozmiar baterii powinien być skoordynowany z rzeczywistą produkcją energii słonecznej i zużyciem obiektu.

Na przykład, jeśli komercyjny obiekt produkuje 500 kWh energii słonecznej w ciągu dnia, ale zużywa około 450 kWh w tym samym okresie, tylko część pozostałej produkcji słonecznej jest dostępna do ładowania baterii po uwzględnieniu warunków systemowych i strat.

Instalacja dodatkowej pojemności baterii nie tworzy dodatkowej energii ładowania. Dlatego system PV, profil obciążenia i strategia ładowania baterii muszą być oceniane razem.

10. Rozważ temperaturę, degradację i przyszłą rozbudowę

Informacje potrzebne przed ostatecznym wymiarowaniem BESS

Aby uzyskać dokładniejsze zalecenie dotyczące systemu, przygotuj następujące informacje przed złożeniem zapytania o wycenę komercyjnego systemu BESS:

Częste błędy w wymiarowaniu komercyjnych systemów BESS

Wymiarowanie tylko na podstawie dziennego zużycia energii elektrycznej

Dzienne zużycie energii elektrycznej nie pokazuje, kiedy energia jest używana ani jak wysokie jest zapotrzebowanie szczytowe.

Wybór kWh bez sprawdzenia kW

Bateria może zawierać wystarczającą ilość energii, ale nadal nie być w stanie obsłużyć wymaganego obciążenia, jeśli moc PCS jest niewystarczająca.

Ignorowanie obciążeń rozruchowych silników

Pompy, sprężarki i silniki przemysłowe mogą wymagać znacznie większej mocy podczas rozruchu niż podczas normalnej pracy.

Ignorowanie okna ładowania

Sieć, system słoneczny, generator i PCS muszą być w stanie naładować baterię w dostępnym harmonogramie pracy.

Nadmierne wymiarowanie bez jasnego celu

Dodatkowa pojemność baterii jest użyteczna tylko wtedy, gdy służy określonemu wymogowi operacyjnemu, takiemu jak zasilanie awaryjne, redukcja szczytów, wykorzystanie energii słonecznej lub redukcja pracy generatora.

Często zadawane pytania

Jak obliczyć pojemność komercyjnego systemu BESS?

Podstawowe obliczenie zaczyna się od obciążenia w kW pomnożonego przez wymagany czas pracy w godzinach. Uzyskane wymaganie dotyczące użytecznej energii należy następnie dostosować do użytecznej głębokości rozładowania, sprawności systemu, pojemności rezerwowej i rzeczywistych warunków obiektu.

Ile kWh potrzebuje komercyjna bateria?

Nie ma standardowej pojemności dla każdego komercyjnego projektu. Wymagana energia baterii zależy od obciążenia, wymaganego czasu pracy, strategii redukcji szczytów, produkcji energii słonecznej i głównego celu projektu.

Czy bateria 200 kWh wystarczy dla budynku komercyjnego?

Zależy to od podłączonego obciążenia i wymaganego czasu pracy. Bateria 200 kWh obsługuje obciążenie 30 kW inaczej niż obciążenie 100 kW, dlatego moc i energię należy oceniać razem.

Czy system BESS powinien być wymiarowany przy użyciu średniego obciążenia czy szczytowego?

Oba są ważne. Pojemność energetyczna jest związana z tym, ile energii system musi dostarczyć w czasie, podczas gdy moc PCS musi uwzględniać maksymalne obciążenie, które system BESS ma obsługiwać.

Czy komercyjny system BESS można później rozbudować?

Niektóre komercyjne architektury magazynowania energii obsługują rozbudowę modułową lub równoległą. Rozbudowę należy rozważyć podczas początkowego projektu, aby architektura baterii, PCS, BMS, EMS i infrastruktura elektryczna pozostały kompatybilne.

Wymiaruj system BESS wokół projektu, a nie tylko baterii

Skuteczne wymiarowanie komercyjnych systemów BESS zaczyna się od rzeczywistych danych obiektu. Należy ocenić profil obciążenia, zapotrzebowanie szczytowe, wymagany czas podtrzymania, użyteczną pojemność baterii, moc PCS, źródło ładowania, produkcję energii słonecznej, warunki instalacji i przyszłą rozbudowę.

Dlatego system o pojemności 215 kWh, 233 kWh lub 261 kWh nie powinien być wybierany tylko dlatego, że jedna pojemność wydaje się najbliższa wynikowi obliczeń. Ostateczna konfiguracja powinna odpowiadać zarówno wymaganemu przez obiekt kW i kWh, jak i szerszym warunkom elektrycznym i operacyjnym.

Dla instalatorów, dystrybutorów, wykonawców EPC i deweloperów projektów, Voltertech dostarcza komercyjne i przemysłowe systemy magazynowania energii z baterii dla różnych wymagań projektowych dotyczących mocy, pojemności i zastosowań.