Ποιες είναι οι προοπτικές εφαρμογής των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) στα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας;

BESS κλίμακας δικτύου για σταθερότητα και αναβολή υποδομικών επενδύσεων

Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) που εγκαθίστανται σε κλίμακα δικτύου παρέχουν κρίσιμες υπηρεσίες σταθερότητας, ενώ οικονομικά αναβάλλουν σημαντικές υποδομικές επενδύσεις. Απορροφώντας πλεονάζουσα ενέργεια κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής ζήτησης και απελευθερώνοντάς την κατά τις περιόδους αιχμής, αυτά τα συστήματα εξισορροπούν τις διακυμάνσεις φορτίου που ταλανίζουν τα δίκτυα μεταφοράς.

Διαχείριση συμφόρησης και επίπεδωση κορυφών

Όταν οι γραμμές μεταφοράς υπερφορτωθούν κατά τις ώρες αιχμής κατανάλωσης, προκύπτει συμφόρηση του δικτύου, η οποία ενέχει κινδύνους διακοπής ρεύματος και αναγκάζει τις εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας να απενεργοποιήσουν ορισμένες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τα Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας με Μπαταρίες (BESS) αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα απορροφώντας περιττή ενέργεια όταν η ζήτηση είναι χαμηλή και απελευθερώνοντάς την όταν το δίκτυο εμποδίζεται. Αυτό βοηθά στην εξομάλυνση των αιφνίδιων αιχμών ζήτησης κατά περίπου 15 έως 30 τοις εκατό, σύμφωνα με δεδομένα της NERC από το περασμένο έτος. Η δυνατότητα εξομάλυνσης της κατανάλωσης ενέργειας σημαίνει λιγότερες επισκέψεις σε ακριβά εργοστάσια αιχμής, με ετήσιο οικονομικό όφελος περίπου 740.000 δολαρίων ΗΠΑ ανά υποσταθμό, ενώ ταυτόχρονα διασώζεται όλη η καθαρή ενέργεια από την απώλεια. Επιπλέον, οι μπαταρίες αντιδρούν σχεδόν αμέσως σε μεταβολές της συχνότητας του δικτύου, σε αντίθεση με τις παραδοσιακές θερμικές μονάδες, οι οποίες χρειάζονται πολύ χρόνο για να προσαρμόσουν την παραγωγή τους.

Αναβολή Βελτιώσεων των Γραμμών Μεταφοράς και των Υποσταθμών

Τα παλιά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας αντιμετωπίζουν πραγματικά σοβαρές δυσκολίες στο να καλύψουν την αυξανόμενη ζήτηση από όλα τα νέα ηλεκτρικά οχήματα (EV) και τις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις που εγκαθίστανται παντού. Ας δούμε για λίγο τα νούμερα: οι παραδοσιακές μέθοδοι αναβάθμισης των γραμμών μεταφοράς κοστίζουν από ένα έως δύο εκατομμύρια δολάρια ανά μίλι, ενώ η απόκτηση των απαιτούμενων αδειών και η πραγματική κατασκευή τους διαρκούν πέντε έως επτά χρόνια. Εδώ ακριβώς εντάσσεται η αποθήκευση ενέργειας με μπαταρίες. Όταν τοποθετούνται στρατηγικά, αυτά τα μεγάλα συστήματα μπαταριών μπορούν να αναβάλλουν αυτές τις ακριβές αναβαθμίσεις, ανακουφίζοντας τις «κυκλοφοριακές συμφορήσεις» σε συγκεκριμένες περιοχές του δικτύου. Σύμφωνα με μια έρευνα που δημοσιεύθηκε πέρυσι, η εγκατάσταση μιας μπαταρίας ισχύος 50 MW με χωρητικότητα 200 MWh μπορεί να αναβάλλει την ανάγκη για εργασίες σε υποσταθμούς κατά τέσσερα έως οκτώ ολόκληρα χρόνια, ενώ παράλληλα συμβάλλουν και σε άλλες λειτουργίες του δικτύου. Αυτή η προσέγγιση είναι ιδιαίτερα ελκυστική, διότι επιτυγχάνει τα ίδια αποτελέσματα με την κατασκευή νέων υποδομών, αλλά με κόστος κατά 40 έως 60 τοις εκατό χαμηλότερο. Επιπλέον, αυτές οι μοντουλαρισμένες εγκαταστάσεις μπαταριών μπορούν να τεθούν σε λειτουργία εντός 18 μηνών, κάτι που είναι εκπληκτικά γρήγορο σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους.

Αυτή η προσέγγιση επεκτείνει τα χρόνια ζωής των περιουσιακών στοιχείων, ενώ απελευθερώνει κεφάλαια για πρωτοβουλίες ενίσχυσης της ανθεκτικότητας του δικτύου, καθιστώντας το BESS γωνιακό λίθο του προσαρμοστικού σχεδιασμού υποδομών.

Ενσωμάτωση BESS με Ανανεώσιμη Παραγωγή

Μείωση της Περικοπής Ηλιακής και Αιολικής Ενέργειας

Το πρόβλημα της περικοπής ανανεώσιμης ενέργειας παραμένει ακόμα σημαντικό αυτές τις μέρες. Σύμφωνα με την έκθεση του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας από πέρυσι, οι αιολικοί και οι ηλιακοί σταθμοί παγκοσμίως χάνουν περίπου το 8,3 % της ενέργειας που θα μπορούσαν να παράγουν κάθε χρόνο. Τα Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας με Μπαταρίες (BESS) βοηθούν στην αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος απορροφώντας την περιττή ενέργεια κάθε φορά που η παραγωγή υπερβαίνει την ικανότητα απορρόφησης του δικτύου. Για παράδειγμα, οι ηλιακοί σταθμοί παράγουν συχνά πολύ περισσότερο ηλεκτρικό ρεύμα το μεσημέρι από όσο χρειάζεται οποιοσδήποτε, οπότε η αποθήκευση αυτού του πλεονάσματος της μεσημεριανής ώρας για μεταγενέστερη χρήση το βράδυ, όταν η ζήτηση αυξάνεται, είναι λογική λύση. Παρομοίως, οι αιολικοί σταθμοί μερικές φορές παράγουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας, αλλά δεν υπάρχουν επαρκείς καταναλωτές που να τη ζητούν ακριβώς εκείνη τη στιγμή. Με τη διατήρηση αυτής της ενέργειας μέχρι την αύξηση της ζήτησης, μειώνουμε ουσιαστικά την απώλεια καθαρής ενέργειας και καθιστούμε τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας οικονομικά βιώσιμες για τους φορείς λειτουργίας.

Ενίσχυση Διαθέσιμης Ανανεώσιμης Ενέργειας μέσω Ελέγχου του SOC

Η διαχείριση του βαθμού φόρτισης (SOC) μετατρέπει αυτές τις απρόβλεπτες πηγές ενέργειας σε κάτι αξιόπιστο για τους φορείς λειτουργίας του δικτύου. Όταν παρακολουθούν τα επίπεδα SOC σε πραγματικό χρόνο, μπορούν να αντλούν αποθηκευμένη ενέργεια ακριβώς στις κατάλληλες στιγμές. Για παράδειγμα, η διατήρηση των μπαταριών σε επίπεδο περίπου 80% φόρτισης κατά τη διάρκεια της νύχτας βοηθά στην κάλυψη των πρωινών αιχμών ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η προσέγγιση εξομαλύνει τις διακυμάνσεις στην παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, ώστε ο ηλιακός και ο αιολικός σταθμός να λειτουργούν πιο ομοιόμορφα, όπως οι παραδοσιακοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας. Σύμφωνα με δοκιμές που πραγματοποίησε το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμης Ενέργειας (NREL) το περασμένο έτος, τα συστήματα αποθήκευσης μπαταριών που ελέγχονται μέσω αλγορίθμων SOC αύξησαν κατά περίπου 37% την πραγματική χρήση ανανεώσιμης ενέργειας στο δίκτυο.

Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας Πίσω από το Μετρητή (BESS) για Εμπορικές και Βιομηχανικές Εξοικονομήσεις

Μείωση Τελών Ζήτησης σε Αγορές Χρονοεξαρτώμενης Τιμολόγησης (TOU)

Οι επιχειρήσεις σε όλους τους εμπορικούς και βιομηχανικούς τομείς πλήττονται σοβαρά από τις εξαιρετικά υψηλές χρεώσεις ζήτησης όταν λειτουργούν σε αγορές ηλεκτρικής ενέργειας με χρέωση ανά ώρα (Time-of-Use, TOU). Ο τρόπος με τον οποίο υπολογίζονται αυτές οι χρεώσεις είναι αρκετά απλός, αλλά δαπανηρός: βασίζονται στο χειρότερο 15λεπτο διάστημα κατανάλωσης ενέργειας κάθε μήνα, και μπορούν να απορροφήσουν περισσότερο από το ένα τρίτο των συνολικών δαπανών ενέργειας. Εδώ ακριβώς εντάσσονται τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες «πίσω από τον μετρητή» (behind-the-meter). Αυτά τα συστήματα λειτουργούν ουσιαστικά ως αποσβεστήρες για την ηλεκτρική ζήτηση. Αντί να αντλούν ρεύμα απευθείας από το δίκτυο κατά τις ώρες αιχμής, απελευθερώνουν την αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια, με αποτέλεσμα να εξομαλύνουν αυτές τις αιφνίδιες κορυφώσεις κατανάλωσης και να προστατεύουν τις επιχειρήσεις από τις επιπλέον χρεώσεις που επιβάλλονται λόγω υψηλής ζήτησης. Τα πραγματικά αποτελέσματα μιλούν από μόνα τους. Βιομηχανικές εγκαταστάσεις και τεχνολογικά κέντρα έχουν καταγράψει μείωση των χρεώσεων ζήτησης κατά 20 έως 40 τοις εκατό μετά την εγκατάσταση αυτών των λύσεων αποθήκευσης. Οι περισσότερες εταιρείες διαπιστώνουν ότι η επένδυση αποδίδει εντός λίγων ετών, και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και σε λιγότερο από πέντε χρόνια.

Βελτιστοποίηση του κόστους ενέργειας με προβλεπτική μετατόπιση φορτίου

Τα συστήματα BESS αποδεικνύονται ισχυρά εξοικονομητικά όταν συνδυάζονται με προβλεπτικούς αλγόριθμους που προβλέπουν το μέλλον όσον αφορά το κόστος ενέργειας και τα πρότυπα κατανάλωσης. Αυτά τα έξυπνα συστήματα αναλύουν δεδομένα από το παρελθόν, λαμβάνουν υπόψη τις προγνώσεις καιρού και παρακολουθούν τις αλλαγές στην αγορά, προκειμένου να αποφασίσουν πότε θα φορτίσουν τις μπαταρίες κατά τις φθηνότερες ώρες αιχμής και πότε θα τις εκφορτώσουν όταν οι τιμές ανεβαίνουν. Ο βασικός στόχος είναι η αξιοποίηση των διαφορών τιμών ανάλογα με την ώρα της ημέρας, καθώς και η επιπλέον εξοικονόμηση που προκύπτει από τις τιμές ενέργειας που εξαρτώνται από την ώρα χρήσης. Πολλές επιχειρήσεις αυξάνουν ακόμη περισσότερο τα κέρδη τους συνδέοντας τις μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας με προγράμματα ανταπόκρισης στη ζήτηση. Λαμβάνουν χρηματικά κίνητρα κάθε φορά που μειώνουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις περιόδους μέγιστης πίεσης στο δίκτυο. Για παράδειγμα, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας τροφίμων, όταν εφαρμόζουν όλες αυτές τις στρατηγικές ενιαία, καταφέρνουν συνήθως να μειώσουν τους ετήσιους λογαριασμούς ενέργειας κατά περίπου 18 έως 25 τοις εκατό, χωρίς να διαταράσσεται η κανονική λειτουργία ή το πρόγραμμα παραγωγής.

Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας Μπαταριών (BESS) σε Εικονικά Εργοστάσια Ηλεκτρικής Ενέργειας και Βοηθητικές Υπηρεσίες

Οι εικονικά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, ή συντομογραφικά VPP, συγκεντρώνουν συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες από διάφορες τοποθεσίες, όπως επιχειρήσεις, εργοστάσια και μεγάλες υπηρεσιακές εγκαταστάσεις, προκειμένου να δημιουργήσουν μια ενιαία δομή που λειτουργεί ως συμβατικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, αλλά διασκορπισμένη σε πολλές τοποθεσίες. Αυτές οι εικονικές διατάξεις μπορούν πραγματικά να συμμετέχουν σε ειδικές υπηρεσίες της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, όπως η διατήρηση της σταθερότητας του ηλεκτρικού δικτύου κατά την εμφάνιση αιφνίδιων μεταβολών της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Όταν το δίκτυο αντιμετωπίζει τέτοιες μικρές μεταβολές συχνότητας, οι συνδυασμένες μπαταρίες αντιδρούν σχεδόν αμέσως, μερικές φορές ακόμη ταχύτερα από τα παραδοσιακά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, για να διατηρήσουν την ομαλή λειτουργία του συνόλου. Το ενδιαφέρον αυτής της προσέγγισης οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο ενώνει όλες αυτές τις αυτόνομες μονάδες αποθήκευσης, ώστε να λειτουργούν αποτελεσματικότερα ως ενιαίο σύνολο. Αντί να κατασκευάζονται νέες γραμμές μεταφοράς και υποσταθμοί — με κόστος εκατομμυρίων — οι εταιρείες μπορούν να εξοικονομήσουν χρήματα απλώς συνδέοντας υφιστάμενες μπαταρίες. Επιπλέον, οι ιδιοκτήτες λαμβάνουν επιπλέον αμοιβή όταν η αποθηκευμένη ενέργειά τους συμβάλλει στην εξισορρόπηση του δικτύου κατά τις ώρες αιχμής ή χρησιμοποιείται σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Στο τέλος, αυτό που παρατηρούμε είναι ένας τρόπος μετατροπής πολλών μικρών, διασκορπισμένων μονάδων αποθήκευσης σε μια μεγάλη, χρήσιμη πόρο για ολόκληρο το ηλεκτρικό δίκτυο, καθιστώντας την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας πιο ανθεκτική σε δυσλειτουργίες, ενώ παρέχει ταυτόχρονα στους ιδιοκτήτες αυτών των μπαταριών μια επιπλέον πηγή εισοδήματος.

Συχνές ερωτήσεις

Τι είναι ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) κλίμακας δικτύου;

Ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) κλίμακας δικτύου είναι ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας που χρησιμοποιείται για την παροχή κρίσιμων υπηρεσιών σταθερότητας του δικτύου. Αποθηκεύει πλεονάζουσα ενέργεια κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής ζήτησης και την απελευθερώνει κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής, βοηθώντας έτσι στην εξισορρόπηση των διακυμάνσεων φορτίου και στην αναβολή ακριβών επενδύσεων σε υποδομές.

Πώς συμβάλλουν τα BESS στη διαχείριση της συμφόρησης του δικτύου;

Τα BESS συμβάλλουν στη διαχείριση της συμφόρησης του δικτύου αποθηκεύοντας επιπλέον ενέργεια όταν η ζήτηση είναι χαμηλή και απελευθερώνοντάς την κατά τις ώρες αιχμής. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο διακοπών ρεύματος, σταθεροποιεί το δίκτυο και μειώνει την εξάρτηση από ακριβά εργοστάσια κορυφής.

Μπορούν πραγματικά τα BESS να αναβάλλουν αναβαθμίσεις υποδομών;

Ναι, τα BESS που τοποθετούνται στρατηγικά μπορούν να αναβάλλουν ακριβές αναβαθμίσεις μεταφοράς και υποσταθμών, ελαφρύνοντας την τοπική συμφόρηση του δικτύου και επομένως εξοικονομώντας κόστος και χρόνο που συνδέονται με τις παραδοσιακές αναβαθμίσεις υποδομών.

Πώς ενσωματώνονται τα BESS με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας;

Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών (BESS) μπορούν να αποθηκεύσουν την περίσσευσα ενέργεια που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, κατά τις περιόδους μέγιστης παραγωγής. Η αποθηκευμένη αυτή ενέργεια μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί κατά τις περιόδους υψηλής ζήτησης, μειώνοντας την απόρριψη ανανεώσιμης ενέργειας (curtailment) και αυξάνοντας τη χρηματοοικονομική βιωσιμότητα για τους λειτουργούς.

Ποια είναι τα οφέλη των BESS «πίσω από τον μετρητή» για τις επιχειρήσεις;

Τα BESS «πίσω από τον μετρητή» βοηθούν τις επιχειρήσεις να μειώσουν τα τέλη ζήτησης σε αγορές με χρονοεξαρτώμενες τιμές (Time-of-Use), αποθηκεύοντας και απελευθερώνοντας ενέργεια για την εξομάλυνση των κορυφών κατανάλωσης. Αυτά τα συστήματα μπορούν να μειώσουν σημαντικά τα έξοδα ενέργειας, συχνά αποδίδοντας το κόστος τους εντός λίγων ετών.

Ποιο ρόλο διαδραματίζουν τα BESS στα Εικονικά Κέντρα Παραγωγής Ενέργειας (Virtual Power Plants);

Τα BESS είναι αναπόσπαστο στοιχείο των εικονικών κέντρων παραγωγής ενέργειας, καθώς συγκεντρώνουν πόρους αποθήκευσης από διάφορες τοποθεσίες για την παροχή υπηρεσιών δικτύου. Συμβάλλουν στη σταθεροποίηση του δικτύου, μειώνουν την ανάγκη για νέα υποδομή και δημιουργούν επιπλέον ροές εσόδων για τους κατόχους μπαταριών.