Tööstuslike ja ärihoone energiasalvestussüsteemid: võimsuse kasutamise optimeerimine

Energiasalvestussüsteemide mõistmine äri- ja tööstuslikmes

Energiasalvestussüsteemi alused C&I seadmetele

Tänapäeval toimivad energiasalvestussüsteemid kui kriitilised komponendid ettevõtete ja tehaste jaoks. Need ühendavad aku-, võimsuskonverteri ja nutikad haldustööriistad ühes pakendis. Põhimõte on lihtne: salvestatakse elektrit, kui hinnad langevad madalama nõudluse perioodidel, mis võivad olla kuni 40 kuni 60 protsenti odavamad kui tavapärased ajad, seejärel lastakse see vabaks, kui kõigil on kõige rohkem vaja elektrit. See vähendab ettevõtete kuuliste arvete maksumust. Enamik uusi paigaldusi tugineb siiski tugevalt liitiumioonakkudele. Miks? Kulud on viimase kümnendi jooksul märgatavalt vähenenud, nagu näitab BloombergNEF andmeid, mis näitavad peaaegu 90-protsendilist vähenemist alates aastast 2010. Lisaks kestavad nüüd aku pikemat aega laadimise vahel. Ei ole ime, et need on saanud nii populaarseks suuremate toimingute jaoks, mis on suunatud pikaajaliste lahenduste poole.

Energiasalvestuse sobitamine ettevõtte koormusprofiilidega maksimaalse efektiivsuse tagamiseks

Elektrisalvestussüsteemi (ESS) võimaluste maksimaalne ära kasutamine seisneb selle võimsuse sobitamisel sellega, kui palju energiat tehases päevasel ajal tegelikult vajatakse. Võtame näiteks laduoperatsiooni. Kui nad paigaldavad näiteks 500 kW / 1000 kWh süsteemi, võib nende tippvajaduse kulud langeda 18% kuni isegi 22%. See sobib hästi ladudele, mis töötavad ettevõtluslikel tundidel üsna stabiilselt. On huvitav, et ettevõtted, mis kasutavad kunstlikku intelligentsi oma energiavajaduste ennustamiseks, saavad neist salvestussüsteemidest investeeringutest tagasi umbes 12–15% parema tasuvuse kui asutused, mis jäävad vanamoodseks fikseeritud ajakavaks. Hiljutised uuringud seda kinnitavad, näidates selgelt, et nutikamatel lähenemisel on kindel väärtus.

Juhtumiuuring: 30% energiakulu vähenemine kesk-Vahemere piirkonna tootmisettevõttes BESS-i kasutades

Ohio osariigis asuv metallkonstruktsioonide valmistamise tehase paigaldas nõudlustasude (78 000 dollarit kuus) ja sageli ebaühtlase võrgu katsetamiseks 2,4 MW suuruse akuenergiakogumissüsteemi (BESS). Tulemused olid pöörduvad:

Tippude lõhkimise automaatimise ja sageduse reguleerimise teenuste kaudu teenis tehaste elektrivõrgu teenuste eest aastas 216 000 USD, mis lühendas tagasimakseperioodi 3,8 aastani.

Tippude Lõhkimine ja Nõudehindade Juhtimine Energiasalvestusseadmega

Kuidas elektri tippkulu vähendamine alandab kasutegurite arveid

Ärihooneomanikud märkavad sageli, et nende energiakuludest kulub tänapäeval umbes 40% nõudekäibedele. Need käibed määratakse kindlaks, vaadates ühe intensiivseima 15-minutilise perioodi elekterikasutusest kogu kuu jooksul. Energia salvestamise süsteemid pakuvad siin siiski tarka lahendust. Kui ettevõtted kasutavad salvestatud energiat just nõudluse tipul, võivad nad vähendada oma võrgust tarbitud energiat nende kriitiliste hetkedel 30%st kuni 50%ni, viidates hiljutisele energiakirjast tehtud uuringule aastal 2023. Näiteks võib tuua autodetailide tootja, kes tegutseb Kesk-Läänes asuvates piirkondades. Nad vähendasid oma tipptarbimise vajadusi kalliks kujunenud 2,1 megavatist lihtsaks 1,4 megavatiks. Selline vähenemine tõi kaasa ka reaalse säästu ettevõtte eelarves, umbes 18 000 dollarit igas kuus jääb nüüd ettevõtte kasutusse, mitte kulutatakse ära energia ettevõtetele.

Tippude sirgendamine ja elektrivarvaus ettevõtete ja tootmisruumide jaoks

Edukaks tippude sirgendamiseks on vajalik:

• Koormusprofiil: Analüüsida vähemalt 12 kuu pikkust intervallandmeid, et tuvastada tarbimise mustreid
• Piirväärtuse seadmine: Laengu vähendamise käivitamine 80–90% ulatuses ajaloolisest maksimaalsest tarbimisest
• Tsüklite optimeerimine: Võrdlustegevus: akude eluea ja operatiivsete eesmärkide vahel

Kaasaegsed akupõhised salvestusjuhtimissüsteemid (BESS) integreeruvad sujuvalt hooneautomaatikasüsteemidega, võimaldades automaatset koormuse siirdamist elektrivõrgu poolt määratud tippude ajal, tagades stabiilse ja käsitsi reguleerimise vaba säästu.

Vastuoluline analüüs: Miks tippude sirgendamine ebaõnnestub vale prognoosi tõttu

Kuigi energiasalvestussüsteemid võiksid säästa kusagil 20 kuni 35 protsenti, jõuavad umbes 45% nendest ebaõnnestunud projektidest ikkagi raskusteni, kuna nad kasutavad Lawrence Berkeley Labi 2022. aasta uuringute kohaselt aegunud koormuse ennustusi. Võtke näiteks see külmaladu New Englandis – kui nad suurendasid eelmisel aastal oma tootmist, kuid ei püüdnud kunagi värskendada nende akuenergiasalvestuse süsteemi kontrolli, arvake ära, mis juhtus? Nende tippkoormus tõusis ootustest peaaegu veerandi võrra. Head uudised on, et neid riske on võimalik vähendada. Paljud ettevõtted kasutavad nüüd traditsiooniliste ennustamismeetodite kõrval nutikaid masinõppimise algoritme ning seavad laadimise piirid ettevaatlikumalt. See lähenemine aitab säilitada piisavalt paindlikkust, et kohaneda igasuguste ootamatu tootmisel muutustega edaspidi.

Taastuvenergia integreerimine päikesepaneelide ja mikrovõrkude kaudu

Päikesepaigaldiste vahepealsete katkestuste ületamine päikese aku salvestus süsteemi integreerimise abil

Elektriahela kogus, mida me saame päikesepaneelidest, sõltub suurel määral sellest, mis toimub väljas – pilvine päevad tähendavad vähem energiat ja selged taevad rohkemat. Seetõttu on mõnel juhul üsna keeruline asju pidevalt käivitada. Lahendus? Akupank, mis kogub üleliigset elektrit päikseliste tundide jooksul ja hoiab seda varuks, kui tootus laskub. Eelmisel aastal avaldatud uuringu andmetel taastuvenergia suundumuste kohta näitasid ettevõtted, kes ühendavad oma päikesepargid akudega, et traditsioonilise võrgustiku sõltuvus vähenes 40–65%. Samad seadmed teatasid, et teenusekatkestusi ei esinenud, hoolimata muutuvast ilmastikutingimustest. Lühidalt öeldes muudab see kombinatsioon vahepealset päikselisust midagi usaldusväärseks energiaks, mis suudab päeva jooksul toime tulla oluliste koormustega.

Hübriidse Energiasalvestuse Süsteemid (HESS) ja BESS taastuvenergia võrdlemiseks

Hübriidse energiasalvestuse süsteemid, lühendatult HESS, ühendavad traditsioonilise aku salvestust kiiremini reageeriva tehnoloogiaga, näiteks pöörduvate ja suurkaptenitega. Need süsteemid toimivad nii kiirete võimsustippude kui ka pikemaajaliste energianõuete korral. IntechOpen'i poolt avaldatud uuringu andmetel kasutavad hooned, mis kasutavad seda kombinatsiooni, tavaliselt umbes 92 kuni isegi 97 protsenti taastuvenergiaallikatest. Tootmisoperatsioonid saavad neist seadmetest suurt kasu, kuna nendel on vaja säilitada protsesside jooksul pidevaid pinge tasemeid. Äkiline võimsuse langus võib tõesti seiskada kogu tootmisliinide töö, kui tegemist on õrnate masinatega, mistõttu on usaldusväärsed varuvõimalused kriitilise tähtsusega töökoha juhtide jaoks, kes soovivad säilitada tööaega ja vältida kallid katkestusi.

Juhtumiuuring: päikesepaneelide ja salvestustehnoloogiaga varustatud mikrovõrgkond Kalifornias jaekaubanduskeskuses

150 000 ruutjalga suurune jaotuskeskus Californias saavutas 84% taastuvenergia kasutamise, ühendades 1,2 MW suure päikesepargi 900 kWh liitiumioon BESS-iga. Masinõppega juhitud ennustusi kasutades optimeeritakse süsteem laadimis- ja laadimisetsükleid sõltuvalt ajavööndite hinnast ja operatiivkavast. Tulemuseks olid:

• 30% vähenemine aastasäästetud energiakuludes (säästetud 217 000 USD)
• 79% vähenemine tippude hulgas
• 4,7 aastat ROI, mida kiirendasid osariigi stiimulid ja föderaalne maksukrediit

Mikrovõrgustik tagab võrguavaste korral ka 72 tundi varuvoolu, näidates, kuidas päikesepaneelide ja ladustamisseadmete ühendamine võib liikuda lisavoolust peavooluks.

Tarkvarapõhiste laadimisseadmete ja nutika võrgu integreerimise kaudu energiakulude säästmine

Ettevõtete energiakulude säästu kvantifitseerimine reaalsema andmete põhjal

Energia hoiustamine aitab vähendada kulusid, kui tarbimine langeb kokku nende kõikuvate elektrihindadega. Peamised lähenemised? Vaatame mineviku elektritarbimise mustreid, et tuvastada, kus raha raisatakse, viime mõned toimingud ajahetkele, mil hinnad on madalamad, ja kasutame seejärel hoiustatud energiat, kui hinnad tõusevad. Suured kaubanduskettid, millel on üle 50 poodi riigis, on näinud, et nende aastakulud on langenud 18–22% pärast selle kombinatsioonistrateegia ja nutikate hoiustussüsteemide rakendamist, mis hallavad automaatselt varudest võtmise ajalugu. Need säästud ei ole lihtsad numbrid tabelis – need kujutavad endast reaalseid operatiivkulusid ettevõtetele, kes silmitsavad ees ennustamatuid energiaturgusid.

Masinõppes põhinev tarbimisajast sõltuva hinna arbitraazh energiahalduses

Taruajavõimaluste arbiitrahing saab tõelise tõuke masinõppimise algoritmidelt, mis oskavad tuvastada piirkondlikke hindade muutusi ja ennustada, millal tehased kõige rohkem voolu vajavad. Võtke näiteks hiljutine pilootprojekt Ameerika keskosas 2024. aastal, kus kohalikud tehased rakendasid närvivõrgutehnoloogiat ja saavutasid tippkulu languse 34 protsenti võrreldes traditsiooniliste kalendripõhiste süsteemidega. Nende ennustavate mudelite tööpõhimõte on tegelikult üsna muljetavaldav – need töötavad läbi ilmateadete, vaatavad eesolevaid tootmisplaanisid ning analüüsivad kogukmüügi turutingimusi kogu päeva vältel. Sellise info põhjal genereeritakse paindlikud laadimis- ja lahtilaskestrategiad, mis aitavad ettevõteteil säästa raha, samas kui nad täidavad oma energiavajadused täpselt õigeks ajaks.

Kuidas nutikad võrgud ja energiahalduse süsteemid võimendavad reageerimisvõimet

Tuleviku nutikad võrgustikud võimaldavad energiasalvestussüsteemidel suhelda tagasi ja edasi kasutusettevõtmetega, mis võimaldab võrgu pingutustel asju reaalajas reguleerida. Üks haiglasüsteem saavutas oma energiavajaduste haldamisel 35–40% suurema tõhususe, kui ühendaski oma salvestusseadmed nendega nutikate võrguhaldusvahenditega, mis lülitavad automaatselt välja mitteolulise elektritarbimise. Kogu süsteem tähendab seda, et me ei pea nii palju looma mustade vanade tipptarbija taimsed, mis lähevad tööle tippude ajal. Üsna oluline asi andmekeskustele, kus tööaeg on kõige olulisem, ja tehastele, kus ei saa lubada tootmisest katkestusi.

Skaleeritavus, jätkusuutlikkus ja tööstusenergia salvestamise tulevik

Tööstuslikuks kasutuseks mõeldud energiasalvestuslahenduste skaleeritavuse hindamine

Moodulmoodi energiasalvestussüsteemid võimaldavad ettevõtetele alustada väikeste seadmetega, näiteks ligikaudu 100 kWh suuruse paigaldusega lihtsate ülesannete jaoks, näiteks elektrihindade tipptundide vähendamiseks, ja seejärel laiendada süsteemi aja jooksul suurteliste mitu megavatti suurte paigalduste poole vastavalt vajadustele. Skaleerimisel on oluline, kas süsteemid koosnevad hästi juba olemasolevate süsteemidega, kui lihtne on vajadusel lisada bateriasse ja kas võimsuskonversiooni seadmed suudavad toime tulla suurte kõikumisteni koormuse nõudes 30% ja 100% vahel. Selle järk-järgulise lähenemise ilu on selles, et ettevõtted ei pea kogu investeeringut tegema kohe alguses, mis vähendab rahalisi kulusid alguses. Lisaks loob see aluse usaldusväärse energiahaldusele tulevasel ajal ilma sellega, et kogu summa tuleks kohe kulutada.

Tööstusliku salvestamise roll ESG ja jätkusuutlikkuse eesmärkide toetamisel

Tööstuslike energiasalvestussüsteemide abil saab vähendada sõltuvust vanadest kütusepõletusega tippjõuammetest, mis tähendab vähemate teise astme emissioonide teket elektri ostmisel võrgust. Artiklis, millest mainiti ajakirjas Frontiers in Energy Research, öeldi, et kui tööstusvaldkonnad rakendavad aku salvestustehnoloogiaid, võib nende süsinikujalajälgede vähenemine rasketööstussektoris jõuda järgneva kümnendi lõpuks kuni 42 protsendini. Paljud ettevõtted pöörduvad nüüd salvestustehnoloogiate poole mitte ainult keskkonnakavatsuste tõttu, vaid ka praktilistel põhjustel. Neile on vaja täita RE100 kohustusi, saada kvalifitseerituks Inflation Reduction Acti (Ameerika hinnatõusuurendusakti) kampaaniate all ja kõige olulisem on säästa raha. Eelmisel aastal leidis Ponemoni instituut, et ettevõtted võivad potentsiaalselt säästa aastas kuni 740 000 dollarit lihtsalt kallite süsinikhindamise trahvide vältimise teel.

Tööstusliku IoT, AI ja Energiaennustuse ning Optimeerimise Koondumine

Tänapäeval ühendavad kaasaegsed analüütikasüsteemid energiasalvestuslahendustelt pärit elusat andmeid tehasekalendrite ja ilmateadetega. Masinõppimise algoritmid suudavad ennustada energiavajadusi ligikaudu 92% täpsusega, mis tähendab paremat kontrolli üle laadimis- ja tühjendusperioodide. Samad mudelid aitavad tuvastada võimalikke probleeme enne nende tekkimist, vähendades energiasalvestite hoolduskulusid umbes 18%, nagu viitab eelmise aasta USA energiateenistuse raport. Lisaks ühendab süsteem automaatselt nõudevastuse algatustega tippude ajal. Kõik see tähendab midagi üsna olulist suurtootmisoperatsioonide jaoks. Selliste salvestusseadmete kasutamine pole enam vaid varuvooluallikas, vaid need muutuvad väärtuslikuks osaks elektrivõrgust. Suured tehased, kes seda lähenemist kasutavad, säästavad tavaliselt vähemalt miljoni ja kaks miljonit dollarit aastas energiakulude ja hoolduskulude vähendamise kaudu.

Sageli küsitud küsimused

Mis on kaubandus- ja tööstusotstarbeliste energiasalvestussüsteemide peamised komponendid?

Energiasalvestussüsteemid C&I rakendustes koosnevad tavaliselt aku-tehnoloogiast, võimsuskonverteritest ja nutikatest juhtimisvahenditest.

Kuidas aitavad energiasalvestussüsteemid vähendada energiakulusid?

Energiasalvestussüsteemid salvestavad elektrit, kui hinnad on madalamad, ja vabastavad seda tippkoormuse perioodidel, vähendades seeläbi koguenergiakulusid.

Millist rolli mängivad liitiumioonakud energiasalvestussüsteemides?

Liitiumioonakud on eelistatud madalama hinda ja pikema laadimisvahelise eluea tõttu, mistõttu on need ideaalsed suurtmahuliste energiasalvestuslahenduste jaoks.

Kuidas saavad ettevõtted energiasalvestussüsteeme maksimaalse tõhususe tagamiseks optimeerida?

Optimeerimine hõlmab energiasalvestusvõimsuse sobitamist ettevõtte energiavajadustega ning kunstintellekti kasutamist energiavajaduste ennustamiseks.

Mis on päikesepaneelidega ühendatud taastuvenergiaallikatega seotud energiasalvestuse eelised?

Päikesepatareide salvestamise integreerimine aitab päikesekiirendust ületada ja tagab ka reliable elektrivarustuse isegi pilvesel päeval.