Mik a BESS alkalmazási kilátásai az energiatároló rendszerekben?

Nagykapacitású BESS a stabilitás és az infrastruktúra-fejlesztések elhalasztása érdekében

A nagykapacitású akkumulátoros energiatároló rendszerek (BESS) kritikus stabilitási szolgáltatásokat nyújtanak, miközben gazdaságilag elhalasztják a jelentős infrastrukturális beruházásokat. Azok a rendszerek, amelyek alacsony igényidőszakokban felvehetik a felesleges energiát, és csúcsidőszakokban leadhatják, kiegyenlítik a terhelésingadozásokat, amelyek terhelést jelentenek a távhőellátó hálózatokra.

Torlódáskezelés és csúcsfogyasztás-csökkentés

Amikor a távvezetékek túlterhelődnek a csúcsfogyasztási időszakokban, az erőműhálózat torlódásához vezet ez, amely kihullások kockázatát hordozza, és kényszeríti az áramellátó vállalatokat, hogy leállítsanak néhány megújuló energiatermelő forrást. A telepített akkumulátoros energiatároló rendszerek (BESS) ezt a problémát úgy oldják meg, hogy alacsony kereslet idején elraktározzák a felesleges energiát, majd felszabadítják, amikor a hálózat túlterhelt. Ez segít kiegyenlíteni a kereslet éles csúcsait – az Energiarendszer-működtetési Tanács (NERC) múlt évi adatai szerint körülbelül 15–30 százalékkal. Az energiafogyasztás kiegyenlítésének képessége kevesebb utazást jelent drága csúcsüzemelő erőművekhez, amely évenként mintegy 740 000 dollárt takarít meg egy-egy alállomáson, miközben megakadályozza a tiszta energiák pazarlását. Emellett az akkumulátorok majdnem azonnal reagálnak a hálózati frekvencia változásaira, ellentétben a hagyományos hőerőművekkel, amelyeknek hosszú időre van szükségük a teljesítményük beállításához.

Átviteli és alállomási fejlesztések elhalasztása

A régi villamos hálózatok igencsak megküzdöttek az új elektromos járművek és napelemek mindenütt történő bevezetésével. Nézzük meg röviden a számokat: a hagyományos módszerekkel a távvezetékek bővítése egy mérföldenként 1–2 millió dollárba kerül, és az engedélyezési eljárások lebonyolítása, valamint a tényleges építkezés 5–7 évig is eltarthat. Itt jönnek képbe az akkumulátoros tárolórendszerek. Ha stratégiai helyeken telepítik őket, ezek a nagy kapacitású akkumulátorrendszerek késleltethetik ezeket a költséges fejlesztéseket, enyhítve a forgalmi dugókat a hálózat meghatározott területein. Egy tavaly végzett kutatás szerint egy 50 MW-os, 200 MWh kapacitású akkumulátorrendszer bevezetése 4–8 évvel halasztja el a transzformátorállomásokon végzendő munkálatok szükségességét, emellett más hálózati funkciók ellátásában is segítséget nyújt. Ennek a megközelítésnek az a legfőbb előnye, hogy ugyanolyan hatékony, mint az új infrastruktúra építése, de kb. 40–60 százalékkal olcsóbb. Ráadásul ezek a moduláris akkumulátorrendszerek legfeljebb 18 hónap alatt üzemképesek lesznek – ami villámgyors a hagyományos módszerekhez képest.

Ez a megközelítés meghosszabbítja a berendezések élettartamát, és felszabadít tőkét a hálózati rugalmasságot javító kezdeményezésekhez, így a BESS-t az adaptív infrastruktúra-tervezés sarokkövévé teszi.

BESS integráció megújuló energiaforrásokkal

Napenergia- és szélerőművek lekapcsolásának csökkentése

A megújuló energiák leállításának problémája napjainkban továbbra is jelentős. Az Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) múlt évi jelentése szerint a világ szél- és naperőművei évente körülbelül az előállítható energia 8,3 százalékát vesztegetik. Az akkumulátoros energiatároló rendszerek (BESS) segítenek ebben a kérdésben, mivel azok elraktározzák a felesleges energiát abban az esetben, ha a termelés meghaladja a hálózat kezelési képességét. Vegyük példaként a naperőműveket: gyakran sokkal több elektromos energiát termelnek délben, mint amennyire bárki is szüksége van, így értelmes dolog ezt a napi csúcstermelést tárolni az esti fogyasztáscsúcsra, amikor a kereslet jelentősen emelkedik. Hasonlóképpen a szélerőművek néha jelentős mennyiségű energiát termelnek, de nem áll rendelkezésre elég vevő, aki éppen akkor venné azt igénybe. Ha ezt az energiát addig megőrizzük, amíg a kereslet növekszik, akkor lényegében csökkentjük a hulladékként keletkező tiszta energiát, és a megújuló energiatermelést gazdaságilag is életképessé tesszük az üzemeltetők számára.

Rendelkezésre álló megújuló energiatermelés biztosítása az SOC vezérlés révén

A töltöttségi állapot (SOC) kezelése azokat a megjósolhatatlan teljesítményforrásokat megbízhatóvá teszi a hálózati üzemeltetők számára. Amikor valós idejű SOC-szinteket követnek nyomon, pontosan a megfelelő pillanatban tudnak hozzáférni a tárolt energiához. Például, ha az akkumulátorokat éjjel körülbelül 80%-os töltöttségnél tartják, az segít kielégíteni a reggeli elektromos fogyasztási csúcsokat. Ez a megközelítés kiegyenlíti a megújuló energiaforrásokból származó termelés ingadozásait, így a napenergia és a szélenergia egyre inkább úgy viselkedik, mint a hagyományos erőművek. A Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium tavalyi tesztjei szerint az SOC-algoritmusok által vezérelt akkumulátoros tárolórendszerek körülbelül 37 százalékkal növelték a hálózaton ténylegesen felhasznált megújuló energiamennyiséget.

Mérőóra mögötti BESS kereskedelmi és ipari megtakarítások céljára

Keresleti díjak csökkentése időszakonként változó díjszabású piacokon

A kereskedelmi és ipari szektorok vállalkozásait súlyosan érintik azok a rendkívül magas igényelési díjak, amelyeket a fogyasztási időszakhoz kötött (TOU) villamosenergia-piacokon kell megfizetniük. Az ilyen díjak kiszámítása elég egyszerű, de költséges: havi szinten a legrosszabb 15 perces fogyasztási időszak alapján határozzák meg őket, és ez több mint egyharmada lehet az összes energiafelhasználási költségnek. Itt jönnek képbe a mérőóra mögötti akkumulátoros energiatároló rendszerek. Ezek a rendszerek lényegében a villamosenergia-igény ingadozásainak „sokkcsillapítói”. Ahelyett, hogy közvetlenül a hálózatból vonnának le áramot a csúcsidőszakokban, a tárolt elektromos energiát bocsátják ki, így kiegyenlítik a fogyasztás hirtelen csúcsait, és megakadályozzák, hogy a vállalkozások további díjakat fizessenek. A gyakorlati eredmények beszédesebbek, mint bármilyen elméleti magyarázat. Gyárak és technológiai központok igényelési díjai 20–40 százalékkal csökkentek az ilyen tárolórendszerek telepítése után. A legtöbb vállalat azt tapasztalja, hogy a beruházás néhány év alatt megtérül – néha még öt évnél is rövidebb időn belül.

Az energia költségek optimalizálása előrejelző terhelésáttelepítéssel

A BESS rendszerek akkor válnak hatékony pénzmegtakarítókká, ha olyan előrejelző algoritmusokkal párosítják őket, amelyek előre tekintenek az energiaárakra és a fogyasztási mintákra. Ezek az intelligens rendszerek átböngészik a korábbi adatokat, figyelemmel kísérik az időjárási előrejelzéseket, valamint a piaci változásokat, hogy eldöntsék, mikor töltsék fel az akkumulátorokat az olcsó csúcsidőn kívüli órákban, és mikor adják le a tárolt energiát, amikor az árak megemelkednek. A cél az, hogy kihasználják a napszakok közötti árkülönbségeket, valamint további megtakarítást érjenek el az időszakonként változó díjszabásból. Számos vállalat további profitot szerez, ha akkumulátoros tárolórendszerét összeköti a kereslet-válasz programokkal. Pénzbeli jutalmat kapnak minden alkalommal, amikor csökkentik az áramfelhasználásukat a hálózati túlterhelés csúcsidőszakaiban. Vegyük példaként az élelmiszer-feldolgozó létesítményeket: ha mindezeket a stratégiákat együttesen alkalmazzák, általában 18–25 százalékkal csökkentik éves energia-számláikat anélkül, hogy megszakítanák a normál működést vagy a termelési ütemtervet.

BESS a virtuális erőművekben és a kiegészítő szolgáltatásokban

A virtuális erőművek, rövidítve VPP-k, különböző helyekről származó akkumulátoros energiatároló rendszereket – például vállalkozásokból, gyárakból és nagyipari villamosenergia-ellátó helyszínekből – egyesítenek egy olyan egységgé, amely működésében hasonlít egy hagyományos erőműre, de földrajzilag szétszórva helyezkedik el több helyen. Ezek a virtuális rendszerek valójában részt vehetnek speciális villamosenergia-piaci szolgáltatásokban, például a hálózat stabilitásának fenntartásában hirtelen változások esetén a villamosenergia-igényben. Amikor a hálózat ilyen kis frekvenciaváltozásokat észlel, az összekapcsolt akkumulátorok azonnal reagálnak, néha még gyorsabban, mint a hagyományos erőművek a zavartalan üzem fenntartása érdekében. Ennek a megközelítésnek az érdekessége abban rejlik, hogy hogyan egyesíti ezeket a különálló tárolóegységeket úgy, hogy együttesen hatékonyabban működjenek. Ahelyett, hogy új távvezetékeket és alállomásokat építenének, amelyek milliókat költenek, a cégek megtakaríthatnak, ha egyszerűen csatlakoztatják a meglévő akkumulátorokat. Emellett az akkumulátorok tulajdonosai további pénzbeli juttatást kapnak, ha tárolt energiájuk segít kiegyensúlyozni a hálózatot csúcsidőszakokban vagy vészhelyzetekben történő felhasználás esetén. Végül tehát azt látjuk, hogy ezzel a módszerrel szerteágazó, kisebb tárolóegységeket egyetlen nagy, hasznos erőforrássá alakítunk az egész villamosenergia-hálózat számára, így megbízhatóbbá tesszük az áramellátást a problémák elleni ellenállás szempontjából, ugyanakkor az akkumulátorok tulajdonosainak újabb bevételi forrást is biztosítunk.

GYIK

Mi az a hálózati szintű akkumulátoros energiatároló rendszer (BESS)?

Egy hálózati szintű akkumulátoros energiatároló rendszer (BESS) egy nagy kapacitású energiatároló rendszer, amelyet kritikus hálózati stabilitási szolgáltatások nyújtására használnak. Túltermelési időszakokban tárolja a felesleges energiát, és csúcsfogyasztási időszakokban bocsátja azt ki, így segít kiegyensúlyozni a terhelés ingadozásait, valamint elhalasztani a költséges infrastrukturális beruházásokat.

Hogyan segítenek a BESS-ek a torlódáskezelésben?

A BESS-ek a torlódáskezelésben úgy segítenek, hogy alacsony kereslet esetén tárolják a felesleges energiát, és csúcsfogyasztási időszakokban bocsátják ki azt. Ez csökkenti a villamosenergia-kiesés kockázatát, stabilizálja a hálózatot, és csökkenti a drága csúcsüzemeltetési erőművekre (peaker plants) gyakorolt függőséget.

Tényleg elhalaszthatják a BESS-ek az infrastrukturális fejlesztéseket?

Igen, stratégiai helyen elhelyezett BESS-ek elhalaszthatják a költséges távvezeték- és alállomás-fejlesztéseket a helyi hálózati torlódás enyhítésével, így megtakarítva a hagyományos infrastrukturális fejlesztésekkel járó költségeket és időt.

Hogyan integrálódnak a BESS-ek a megújuló energiaforrásokkal?

A BESS rendszer tárolhatja a megújuló energiaforrásokból – például napenergiából és szélenergiából – csúcstermelési időszakokban keletkező felesleges energiát. Ezt a tárolt energiát később, magas kereslet idején lehet felhasználni, így csökken a megújuló energiák lekapcsolása (curtailment), és nő az üzemeltetők gazdasági életképessége.

Milyen előnyöket nyújt a mérőóra mögötti BESS rendszer a vállalkozások számára?

A mérőóra mögötti BESS rendszerek segítségével a vállalkozások csökkenthetik az időszakos díjszabású piacokon alkalmazott igényalapú díjakat, mivel az energia tárolásával és leadásával kiegyenlítik az áramfelhasználás csúcsait. Ezek a rendszerek jelentősen csökkenthetik az energia költségeket, gyakran néhány év alatt megtérülnek.

Milyen szerepet játszanak a BESS rendszerek a virtuális erőművekben?

A BESS rendszerek elengedhetetlen elemei a virtuális erőműveknek, mivel különböző helyszínekről származó tárolási kapacitásokat egyesítenek, hogy hálózati szolgáltatásokat nyújtsanak. Hozzájárulnak a villamosenergia-hálózat stabilitásának biztosításához, csökkentik az új infrastruktúra építésének szükségességét, és további bevételi forrást teremtenek a telepített akkumulátorok tulajdonosai számára.