Jaké jsou perspektivy využití BESS v systémech akumulace energie?

BESS na úrovni sítě pro stabilitu a odložení investic do infrastruktury

Systémy akumulace energie na bázi baterií (BESS), nasazené na úrovni sítě, poskytují klíčové služby pro stabilitu sítě a zároveň ekonomicky odkládají rozsáhlé investice do infrastruktury. Tím, že absorbují přebytečnou energii v obdobích nízké poptávky a uvolňují ji v špičkových obdobích, tyto systémy vyrovnávají kolísání zátěže, jež zatěžují přenosové sítě.

Řízení přetížení sítě a vyrovnávání špiček

Když se přenosové linky během těchto špičkových období zatížení přetíží, vzniká na síti přetížení, které hrozí výpadky elektrické energie a nutí energetické společnosti vypnout některé obnovitelné zdroje. Systémy akumulace elektrické energie v bateriích tento problém řeší tím, že si přebytečnou energii zachytí v době nízké poptávky a poté ji uvolní, když se síť zablokuje. To pomáhá vyrovnat tyto ostré špičky poptávky přibližně o 15 až 30 procent podle údajů NERC z loňského roku. Schopnost vyrovnat spotřebu energie znamená méně jízd do drahých špičkových elektráren, čímž lze u jednotlivých transformačních stanic ušetřit přibližně sedm set čtyřicet tisíc dolarů ročně a zároveň zabránit plýtvání veškerou touto čistou energií. Navíc baterie reagují na změny kmitočtu v síti téměř okamžitě, na rozdíl od tradičních tepelných elektráren, kterým trvá velmi dlouho, než upraví svůj výkon.

Odložení modernizace přenosové sítě a transformačních stanic

Staré elektrické sítě mají skutečně velké potíže s tím, jak udržet krok se všemi novými elektrickými vozidly a solárními panely, které jsou všude nasazovány. Podívejme se na chvíli na čísla – tradiční způsoby modernizace přenosových vedení stojí mezi jedním a dvěma miliony dolarů za míli a získání povolení i samotná výstavba trvají pět až sedm dlouhých let. Právě zde se ukazují výhody bateriových úložišť energie. Pokud jsou umístěny strategicky, mohou tyto velké bateriové systémy odložit tyto nákladné modernizace tím, že ulehčí „dopravní zácpy“ v konkrétních oblastech sítě. Podle některých výzkumů provedených loni může instalace baterie o výkonu 50 MW s kapacitou 200 MWh odložit potřebu rekonstrukce rozvodny o čtyři až osm celých let; navíc pomáhají také při řešení dalších funkcí sítě. Tento přístup je tak atraktivní právě proto, že funguje stejně dobře jako výstavba nové infrastruktury, avšak stojí přibližně o 40 až 60 procent méně. Kromě toho lze tyto modulární bateriové systémy uvést do provozu během 18 měsíců, což je v porovnání s tradičními metodami neuvěřitelně rychlé.

Tento přístup prodlužuje životnost aktiv a uvolňuje kapitál pro iniciativy zvyšující odolnost sítě, čímž se systémy BESS stávají základním prvkem přizpůsobivého plánování infrastruktury.

Integrace BESS s výrobou z obnovitelných zdrojů

Zamezení omezení výroby ze slunečních a větrných elektráren

Problém omezení výroby z obnovitelných zdrojů je stále poměrně velký. Podle zprávy Mezinárodní agentury pro energii z minulého roku světové větrné a sluneční elektrárny každý rok zbytečně zahazují přibližně 8,3 % elektřiny, kterou by mohly vyrobit. Systémy akumulace elektrické energie pomocí baterií pomáhají tento problém řešit tím, že zachycují nadbytečnou energii vždy, když je její výroba vyšší, než kolik může síť zpracovat. Vezměme si například sluneční elektrárny: v poledne často vyrábějí mnohem více elektřiny, než je v danou chvíli potřeba, a proto má smysl tento polední přebytek ukládat pro pozdější využití večer, kdy se poptávka prudce zvyšuje. Podobně větrné elektrárny někdy vyrábějí hojně energie, ale v daný okamžik není dostatek zákazníků, kteří by ji chtěli spotřebovat. Uchováním této energie do doby, kdy se poptávka zvýší, efektivně snižujeme ztráty čisté energie a děláme obnovitelné zdroje skutečně finančně životaschopnými pro provozovatele.

Zapojit řiditelnou výrobu z obnovitelných zdrojů prostřednictvím řízení SOC

Správa stavu nabití (SOC) přeměňuje tyto nepředvídatelné zdroje energie na něco spolehlivého pro provozovatele sítě. Když sledují úrovně SOC v reálném čase, mohou využít uloženou energii v přesně správný okamžik. Například udržování baterií na úrovni přibližně 80 % nabití během noci pomáhá uspokojit ranní špičky elektrické poptávky. Tento přístup vyrovnává všechny tyto výkyvy v obnovitelné výrobě, čímž se sluneční a větrná energie začínají chovat více jako tradiční elektrárny. Podle testů provedených Národním laboratoří obnovitelných zdrojů energie (NREL) loni systémy akumulace energie řízené algoritmy SOC zvýšily podíl obnovitelné energie skutečně využívané v síti přibližně o 37 procent.

Bateriové systémy akumulace energie za měřičem (BTM BESS) pro komerční a průmyslové úspory

Snížení poplatků za výkon v trzích s časově rozlišenými tarify (TOU)

Podniky v komerčních a průmyslových odvětvích jsou při provozu na trzích s elektřinou s tarify podle doby odebrání (Time-of-Use, TOU) značně zatíženy vysokými poplatky za maximální výkon. Princip těchto poplatků je poměrně jednoduchý, avšak nákladově náročný: vypočítají se na základě jediného nejhoršího 15minutového období spotřeby elektrické energie v rámci každého měsíce a mohou činit více než třetinu celkových energetických nákladů. Právě zde přicházejí do hry systémy akumulace elektrické energie instalované za měřicím zařízením (behind-the-meter). Tyto systémy fungují v podstatě jako tlumiče elektrického výkonu. Namísto toho, aby byla energie v špičkových dobách odebírána přímo ze sítě, uvolňují tyto systémy uloženou elektrickou energii, čímž vyrovnávají náhlé skoky ve spotřebě a brání podnikům v tom, aby byly potrestány dodatečnými sazbami. Skutečné výsledky mluví samy za sebe. Továrny i technologická centra po instalaci těchto systémů akumulace zaznamenaly snížení poplatků za maximální výkon v rozmezí 20 až 40 procent. Většina firem zjistí, že se investice vrátí během pouhých několika let – někdy dokonce dříve než za pět let.

Optimalizace nákladů na energii pomocí prediktivního posunu zátěže

Systémy BESS se stávají výkonnými úspornými nástroji, pokud jsou propojeny s prediktivními algoritmy, které předvídají budoucí ceny energie a vzory jejího využití. Tyto inteligentní systémy analyzují minulá data, sledují předpovědi počasí a sledují změny na trhu, aby rozhodly, kdy nabít baterie v levných nočních (mimošpičkových) hodinách a kdy je vybít v době, kdy ceny prudce stoupnou. Cílem je využít rozdíly v cenách energie v různých denních dobách a zároveň dosáhnout dalších úspor díky tarifům s časově odlišnými sazbami. Mnoho podniků ještě více zvyšuje své zisky propojením své bateriové úložné kapacity s programy reakce na poptávku. Za snížení spotřeby elektrické energie v obdobích maximální zátěže sítě získávají finanční odměny. Jako příklad lze uvést potravinářské závody: pokud tyto strategie všechny současně uplatní, obvykle se jim daří snížit roční náklady na energii přibližně o 18 až 25 procent, aniž by to narušilo běžný provoz nebo výrobní plány.

BESS ve virtuálních elektrárnách a sekundárních službách

Virtuální elektrárny, zkráceně VPP, spojují systémy akumulace energie v bateriích z různých míst – například firem, továren a velkých energetických zařízení – a vytvářejí tak něco, co funguje jako běžná elektrárna, avšak je rozptýleno po mnoha lokalitách. Tyto virtuální uspořádání se mohou skutečně účastnit speciálních služeb na trhu s elektřinou, například udržováním stability elektrické sítě při náhlých změnách poptávky po výkonu. Když síť zažije tyto malé změny kmitočtu, kombinované baterie reagují téměř okamžitě – někdy dokonce rychleji než starší konvenční elektrárny – a tím zajišťují hladký chod celého systému. To, co tento přístup činí zajímavým, je způsob, jakým spojuje všechny tyto samostatné úložné jednotky tak, aby společně fungovaly efektivněji jako celek. Místo toho, aby firmy investovaly miliony do výstavby nových vedení a transformátorových stanic, mohou ušetřit peníze prostým propojením již existujících baterií. Navíc majitelé získávají dodatečné finanční odměny, pokud jejich uložená energie pomáhá vyrovnávat síť v době špičkové zátěže nebo je využita v nouzových situacích. Nakonec se zde ukazuje způsob, jak přeměnit bezpočet malých, po celé zemi rozptýlených úložných jednotek na jednu velkou, užitečnou zdrojovou kapacitu pro celou elektrickou síť – čímž se zvyšuje odolnost dodávky elektrické energie vůči poruchám a zároveň se vlastníkům těchto baterií vytváří další zdroj příjmů.

Často kladené otázky

Co je velkorychlostní systém akumulace energie (BESS)?

Velkorychlostní systém akumulace energie (BESS) je velkorychlostní systém pro ukládání energie, který se používá k poskytování klíčových služeb pro stabilitu elektrické sítě. Ukládá přebytečnou energii v obdobích nízké poptávky a uvolňuje ji v obdobích špičkové poptávky, čímž pomáhá vyrovnávat kolísání zátěže a odložit drahé investice do infrastruktury.

Jak BESS pomáhají při řízení přetížení sítě?

BESS přispívají k řízení přetížení sítě tím, že ukládají nadbytečnou energii v době nízké poptávky a uvolňují ji v době špičkové zátěže. Tím snižují riziko výpadků proudu, stabilizují síť a omezují závislost na nákladných špičkových elektrárnách.

Může BESS skutečně odložit modernizaci infrastruktury?

Ano, strategicky umístěné systémy BESS mohou odložit drahé modernizace přenosové soustavy a rozvodných stanic tím, že zmírní místní přetížení sítě, čímž ušetří náklady a čas spojené s tradičními modernizacemi infrastruktury.

Jak se BESS integrují s obnovitelnými zdroji energie?

BESS může ukládat přebytečnou energii vyrobenou z obnovitelných zdrojů, jako jsou sluneční a větrné elektrárny, v době maximální produkce. Tato uložená energie se pak může využít v obdobích vysoké poptávky, čímž se snižuje odříznutí výroby z obnovitelných zdrojů a zvyšuje se finanční životaschopnost provozovatelů.

Jaké jsou výhody BESS za měřičem pro podniky?

BESS za měřičem pomáhají podnikům snižovat poplatky za špičkový odběr v trzích s časově diferencovanými tarify tím, že ukládají a uvolňují energii za účelem vyrovnání špiček spotřeby. Tyto systémy mohou výrazně snížit náklady na energii, často se však vrátí již během několika let.

Jakou roli hrají BESS ve virtuálních elektrárnách?

BESS jsou nedílnou součástí virtuálních elektráren, neboť agregují kapacity úložiště z různých lokalit za účelem poskytování služeb síti. Pomáhají stabilizovat síť, snižují potřebu nové infrastruktury a vytvářejí dodatečné příjmové proudy pro vlastníky baterií.