Системи за съхранение на енергия в комерсиални и индустриални приложения: Оптимизиране на употребата на електроенергия

Разбиране на системите за съхранение на енергия в комерсиални и индустриални приложения

Основи на системите за съхранение на енергия за сгради в комерсиални и индустриални сектори

Съвременните системи за съхранение на енергия са критични компоненти за бизнеса и фабриките. Те комбинират батерийни технологии, преобразуватели на електроенергия и интелигентни системи за управление в един пакет. Основната идея е проста: съхранява електричество, когато цените паднат по време на периоди с нисък търсене – това може да бъде с 40 до 60 процента по-евтино в сравнение с обичайните цени, а след това го освобождава, когато повечето хора имат нужда от електроенергия. Това намалява разходите на компаниите за месеца. Повечето нови инсталации все още разчитат предимно на литиево-йонни батерии. Защо? Е, цените значително са намалели през последното десетилетие – според данни на BloombergNEF те са намалели почти с 90 процента от 2010 година. Освен това, тези батерии сега имат по-дълъг живот между зарядите. Не е чудно, че те стават все по-популярни за по-големи операции, които търсят дългосрочни решения.

Синхронизиране на съхранението на енергия с профила на натоварване на обекта за постигане на максимална ефективност

Максималното използване на ESS всъщност се свежда до съвпадане на неговия капацитет с количеството енергия, от което един обект действително се нуждае през деня. Нека вземем като пример операция в склад. Ако те инсталират система с мощност 500 kW и капацитет 1,000 kWh, те може да видят намаление на разходите за пиков товар между 18% и дори 22%. Това работи добре за складове, които работят сравнително постоянно по време на работното време. Интересно е, че компаниите, които използват изкуствен интелект за прогнозиране на енергийните си нужди, обикновено получават около 12% до 15% по-добри възвръщания от инвестициите си в тези системи за съхранение в сравнение с места, които просто се придържат към старомодни фиксирани графици. Наскорошни проучвания потвърждават това, показвайки, че определено има стойност в по-умни подходи.

Примерен случай: 30% намаление на разходите за енергия в завод в Средния запад, използващ BESS

Завод за металообработка в щата Охайо използва 2,4 MW система за съхранение на енергия в батерии (BESS), за да се справи с такси за търсене на $78 000/месец и чести смущения в електропреносната мрежа. Резултатите бяха трансформиращи:

Чрез автоматично рязане на пикове и участие в услуги за регулиране на честотата, завода генерира годишно 216 000 долара приходи от мрежови услуги, което скъсява периода на възвръщаемост до 3,8 години.

Рязане на пикове и управление на таксата при пиков товар със съхранение на енергия

Как намаляването на пиковото търсене на електроенергия намалява сметките за комунални услуги

Търговските обекти често установяват, че таксите за потребление изразходват около 40% от сметките им за енергия понастоящем. Тези такси се определят посредством анализ на най-интензивния 15-минутен период на използване на електроенергия през целия месец. Системите за съхранение на енергия предлагат умен изход от ситуацията. Когато компаниите използват съхранената енергия точно в моментите на високото търсене, те могат значително да намалят консумацията си от мрежата по време на тези критични моменти с между 30% и 50%, според проучване на Департамента по енергетика от 2023 г. Например, производител на автомобилни части, намиращ се някъде в Средния западен регион, е успял да понижи изискванията си за пиков товар от впечатляващите, но скъпи 2,1 мегавата до само 1,4 мегавата. Това намаление се е отразило директно върху спестяванията им, като около 18 хиляди долара месечно оставали в джобовете им, вместо да изчезват в такси за енергийни услуги.

Внедряване на върхово отрязване и енергийна надеждност за търговски сгради и производство

Успешното върхово отрязване изисква:

• Профилиране на натоварването: Анализ на поне 12-месечни интервални данни, за да се идентифицират модели на потребление
• Задаване на прагове: Започване на разреждане при 80–90% от историческото върхово търсене
• Оптимизация на циклите: Балансиране на дългия живот на батериите с оперативните цели

Съвременните системи за съхранение на енергия (BESS) се интегрират безпроблемно със системите за автоматизация на сградите, което позволява автоматично преместване на натоварването по време на високото потребление, определено от енергийните доставчици, за постоянни и безпроблемни спестявания.

Анализ на противоречия: Когато върховото отрязване не успява поради лошо прогнозиране

Въпреки че системите за съхранение на енергия могат да спестят от 20 до 35 процента, около 45% от тези неуспешни проекти всъщност сблъскват с проблеми, защото използват остарели прогнози за натоварване, съгласно изследване на Лабораторията в Бъркли от 2022 г. Вземете този склад за хладилни помещения в Нова Англия като пример - когато те развили операциите си миналата година, но никога не си направили труда да актуализират контролите на системата за съхранение на енергия в батерии, предположете какво се случило? Пиковото им търсене скочило с почти една четвърт спрямо очакванията. Добрата новина е, че има начини да се намалят тези рискове. Много компании сега комбинират традиционните методи за прогнозиране с някои умни алгоритми за машинното обучение и освен това задават тези ограничения за разреждане по по-предпазлив начин. Този подход помага да се осигури достатъчна гъвкавост, за да се справят с всички видове неочаквани оперативни промени в бъдеще.

Интегриране на възобновяема енергия чрез съхранение на енергия в соларни батерии и микромрежи

Преодоляване на соларната променливост чрез интегриране на съхранение на енергия в соларни батерии

Количеството електричество, което получаваме от слънчевите панели, силно зависи от това, което се случва навън – облачните дни означават по-малко енергия, а ясното небе – повече. Това прави непрекъснатото използване на такива системи понякога доста сложно. Решението? Системи за съхранение на енергия в батерии, които събират излишното електричество, генерирано в слънчеви часове, и го запазват за моментите, когато производството намалее. Според проучване, публикувано миналата година относно тенденциите в областта на възобновяемата енергия, предприятия, които са комбинирали слънчевите си панели с батерии, са намалили зависимостта си от традиционните електроразпределителни мрежи с между четирийсет и шестдесет и пет процента. Същите тези обекти съобщават за липса на прекъсвания в доставките, въпреки променливите метеорологични условия. Всъщност, тази комбинация превръща променливата слънчева светлина в нещо по-близко до надежден източник на енергия, който може да поеме основните натоварвания през целия ден.

Хибридни системи за съхранение на енергия (HESS) и BESS за изглаждане на възобновяемата енергия

Хибридните системи за съхранение на енергия, или накратко HESS, обединяват традиционни батерийни системи с по-бързо реагиращи технологии като маховици и суперкондензатори. Тези системи се справят с всичко – от резки скокове на енергията до продължителни енергийни нужди във времето. Според проучване, публикувано от IntechOpen, обектите, използващи тази комбинация, обикновено постигат използване на възобновяеми източници между 92 и дори 97 процента. Производствените операции наистина печелят от тези конфигурации, тъй като имат нужда от постоянни нива на напрежение през целия процес. Резко падане на енергоснабдването може всъщност да спре цели производствени линии при работа с деликатни машини, което прави надеждните резервни решения абсолютно критични за ръководителите на производствени съоръжения, които искат да осигурят непрекъснатост и да избягват скъпи прекъсвания.

Пример за изследване: Слънчева мрежа със съхранение на енергия в складов център в Калифорния

Разпределителният център от 150 000 кв. фута в Калифорния постигна 84% използване на възобновяема енергия чрез комбиниране на 1,2 MW слънчев масив с 900 kWh литиево-йонна BESS. Използвайки прогнози, задвижвани от машинното обучение, системата оптимизира циклите на зареждане и изтощване въз основа на часовите тарифи и оперативните графици. Резултатите включват:

• 30% намаление в годишни разходи за енергия (спестени 217 000 долара)
• 79% намаление в таксите за такса при търсене
• 4,7-годишен Възвръщаемост на инвестициите, ускорена от държавни стимули и федерални данъчни кредити

Микроразпределението осигурява и 72 часа резервно захранване при прекъсвания, което демонстрира как слънчевата енергия и съхранението могат да преминат от допълнителни към основни източници на енергия.

Използване на интелигентно съхранение и интегриране в умната мрежа за намаляване на разходите за енергия

Количествено определяне на икономиите от разходи за енергия за предприятия с реални данни

Съхранението на енергия помага да се намалят разходите, когато потреблението съвпада с променящите се цени на комуналните услуги. Основните подходи? Анализ на моделите на електрозахранване в миналото, за да се открие къде се губи пари, преместване на някои операции в часове с по-ниски цени и след това използване на съхранената енергия, когато цените скочат. Големите вериги от супермаркети с повече от петдесет магазина в цялата страна са намалили годишните си сметки с между 18 и 22 процента след прилагането на тази комбинирана стратегия заедно с интелигентни системи за съхранение, които автоматично управляват кога да черпят от запасите. Тези спестявания не са просто числа в електронна таблица – те представляват реална оперативна гъвкавост за бизнесите, които се сблъскват с непредсказуеми пазари на енергия.

Арбитраж по време на употребата, задвижван от машинното обучение в управлението на енергията

Арбитражът при използване на времето получава сериозен тласък от алгоритми за машинно обучение, които могат да забелязват промени в цените на енергията в отделните региони и да предвиждат кога съоръженията най-много ще се нуждаят от електроенергия. Вземете като пример проектът, извършен през 2024 г. в Средния запад, където фабрики използваха технологии с невронни мрежи и постигнаха намаление на разходите за пиков спрос с около 34 процента в сравнение с традиционните системи, базирани на календар. Механизмът, по който работят тези предиктивни модели, всъщност е доста впечатляващ – те обработват прогнози за времето, разглеждат предстоящи производствени графици и анализират цени на енергията на едро през целия ден. Въз основа на тази информация те генерират гъвкави стратегии за зареждане и изтощаване, които помагат на компаниите да спестяват средства, като при това изпълняват енергийните си нужди точно когато е необходимо.

Как умната мрежа и системите за управление на енергията повишават оперативността

Интелигентните мрежи на бъдещето позволяват на системите за съхранение на енергия да комуникират в реално време с енергийните компании, което прави възможно моменталното регулиране на параметрите, когато мрежата е под натиск. Една болнична система отбеляза около 35-40% подобрение в управлението на енергийните си нужди, след като свързала съоръженията си за съхранение с тези напреднали инструменти за управление на мрежата, които автоматично изключват незадължителното оборудване. Цялата система означава, че вече не се налага толкова голям разчитане на онези остарели и замърсяващи пикови електроцентрали, които се включват при високото търсене. Доста важно за места като центрове за данни, където непрекъснатата работа е от съществено значение, както и за фабрики, които не могат да си позволят прекъсвания в производството.

Мащабируемост, устойчивост и бъдещето на индустриалното съхранение на енергия

Оценка на мащабируемостта на решенията за съхранение на енергия за индустриални приложения

Модулните системи за съхранение на енергия позволяват на предприятията да започнат с малки инсталации от около 100 kWh за прости задачи като намаляване на разходите по време на пикове в електрозахранването, а след това да разширяват до големи инсталации с няколко мегавата, докато техните изисквания се променят с течение на времето. Ключово при разширяването на тези системи е дали те съвместимо с вече наличната инфраструктура, колко лесно могат да се добавят допълнителни батерии по необходимост и дали оборудването за преобразуване на енергия може да се справи с големите колебания между 30% и 100% от изискванията за натоварване. Предимството на този стъпаловиден подход е, че компаниите не трябва да правят пълни инвестиции от самото начало, което намалява финансовото натоварване в стартовата фаза. Освен това, това създава основа за надеждно управление на енергията в бъдеще, без да се налага еднократно значително разходване.

Ролята на индустриалното съхранение в подкрепата на целите на ESG и устойчивото развитие

Индустриалните системи за съхранение на енергия помагат да се намали зависимостта от тези остарели пикови електроцентрали, използващи изкопаеми горива, което означава по-малко емисии от категория 2 при закупуване на електричество от мрежата. Наскорошно проучване, цитирано в Frontiers in Energy Research, сочи, че ако индустриите приемат решения за съхранение на енергия в батерии, те действително биха могли да намалят въглеродните си емисии с около 42 процента в тежките производствени сектори до края на това десетилетие. Много предприятия сега се обърнат към тези опции за съхранение не само поради екологични цели, но и поради практични причини. Те трябва да изпълнят ангажиментите си по RE100, да се доберат до някои изгодни споразумения по Закона за намаляване на инфлацията и най-вече – да спестят пари. Институтът Понемън е установил миналата година, че компаниите потенциално могат да спестят около 740 000 долара годишно, просто чрез избягване на скъпите глоби за въглеродно ценуване.

Конвергенция на индустриалния интернет на нещата, изкуствения интелект и прогнозирането и оптимизацията на енергията

Съвременните аналитични системи днес комбинират информация в реално време от сензори на енергийни съоръжения с календари на производствата и прогнози за времето. Алгоритми за машинно обучение могат да предвиждат нуждите от електроенергия с точност от около 92%, което означава по-добър контрол върху моментите, в които батериите се зареждат и разреждат. Същите модели помагат да се забелязват потенциални проблеми още преди те да са настъпили, намалявайки разходите за износване на батериите с около 18%, според доклад на Министерството на енергетиката от миналата година. Освен това, системата автоматично участва в инициативи за управление на търсенето по време на върхове в консумацията. Всичко това води до нещо доста значимо за големите производствени операции. Вместо просто да стоят като резервно захранване, тези съоръжения за съхранение стават ценни компоненти на електрическата мрежа. Големите фабрики, които прилагат този подход, обикновено спестяват от една до две милиона долара годишно чрез намалени сметки за енергия и по-ниски разходи за поддръжка на операциите си.

Често задавани въпроси (FAQ)

Какви са основните компоненти на системите за съхранение на енергия за комерсиална и индустриална употреба?

Системите за съхранение на енергия за приложения в комерсиални и индустриални сгради обикновено се състоят от батерийни технологии, преобразуватели на енергия и интелигентни системи за управление.

Как системите за съхранение на енергия помагат за намаляване на разходите за енергия?

Системите за съхранение на енергия съхраняват електричество, когато цените са ниски, и го освобождават по време на периоди с висок търсене, което намалява общите разходи за енергия.

Каква е ролята на литиево-йонните батерии в системите за съхранение на енергия?

Литиево-йонните батерии се предпочитат поради намалените разходи и по-дългия живот между зарядите, което ги прави идеални за големи системи за съхранение на енергия.

Как бизнесите могат да оптимизират системите за съхранение на енергия за постигане на максимална ефективност?

Оптимизацията включва съпоставянето на капацитета за съхранение на енергия с нуждите на обекта от електрозахранване и използването на изкуствен интелект за прогнозиране на енергийните нужди.

Какви са предимствата от интегрирането на батерийни системи за съхранение на слънчева енергия с възобновяеми източници на енергия?

Интегрирането на съхранение на слънчева енергия помага да се преодолее непостоянството на слънчевата енергия и гарантира надеждно електрозахранване дори в облачни дни.