Kako izbrati sistem za shranjevanje energije z baterijami (BESS), ki je primeren za komercialno in industrijsko uporabo?

Določitev namena – kaj naj sistem BESS opravlja

Komercialni sistem za shranjevanje energije z baterijami se lahko konfigurira za bistveno različne naloge. Ista omarica z litij-železo-fosfatnimi celicami, ki zmanjša vrhovno moč tovarne za 200 kW, lahko hkrati shranjuje presežno sončno energijo za večerniško uporabo ali zagotavlja delovanje hladilnih naprav tudi ob izpadu omrežja. bESS izbor BESS ni povezan z kilovaturnimi urami ali kemijo celic – temveč z nalogami, za katere je sistem kupljen, saj vsaka naloga zahteva drugačno dimenzioniranje, logiko nadzora in ekonomsko utemeljitev.

Sproščanje vrhov obremenitve, premikanje obremenitve in rezervno napajanje

Spreminjanje vrhov je najpogostejša komercialna uporaba. Mnogi tarifni načrti za poslovne in industrijske odjemalce vključujejo dajatve za moč, ki temeljijo na najvišji povprečni porabi moči v 15-minutnem ali 30-minutnem obdobju med obračunskim obdobjem. bESS program, nastavljen za spreminjanje vrhov, izvaja razbijanje energije v teh obdobjih, s čimer zmanjša kilovatno porabo, izmerjeno z električnim merilnikom komunalnega podjetja. Gospodarska vrednost predstavlja izognjene dajatve za moč – običajno 30 % do 70 % skupnega računa za električno energijo obrata. Premikanje obremenitve shranjuje energijo, ko je električna energija poceni, in jo izda, ko so cene na omrežju visoke, kar ustvarja vrednost iz razlike med cenami v obdobjih nizke in visoke obremenitve. Zasilna napajalna naprava zagotavlja sposobnost delovanja v izoliranih omrežjih med izpadom napajanja in tako ohranja delovanje kritičnih obremenitev za določen čas – običajno 2 do 4 ure za večino poslovnih in industrijskih obratov.

Primer iz prakse — Proizvodni obrat zmanjšuje dajatve za moč

Obrat za vstrelno litje plastike na Srednjem zahodu ZDA je obratoval z 18 stiskalnicami s skupno najvišjo porabo 850 kW. Dajatev za moč komunalnega podjetja je bila 14,50 USD na kW/mesec. Mesečne dajatve za moč so v povprečju znašale 12.325. Na obratu je bila nameščena naprava 300 kW / 600 kWh bESS z nadzorom za zniževanje vrhov, ki se je razbila, ko je bil zahtevan tok obrata približno 550 kW, s čimer je bila omejena najvišja izmerjena poraba. Po namestitvi so se mesečne pristojbine za porabo znižale na 7.975 – za 35 52.000 je povzročilo preprosto vračilo naložbe malo več kot v 4 letih, pred upoštevanjem razpoložljivih spodbud v obliki davčnega kredita za naložbe.

Določitev velikosti sistema – zmogljivost, moč in trajanje

Analiza profila obremenitve in prilagajanje velikosti sistema

Določitev velikosti bESS se začne z podatki merilnika z intervali – z ločljivostjo vsakih 15 ali 30 minut za obdobje vsaj 12 mesecev obratovanja. Ti podatki razkrijejo velikost, trajanje in časovno razporeditev dogodkov najvišje obremenitve. Obrat, katerega vrh traja 90 minut, potrebuje sistem za shranjevanje energije (BESS) z najmanj 90-minutnim trajanjem razbija pri ciljni moči. Energijina zmogljivost je enaka ciljni moči, pomnoženi z zahtevanim trajanjem, prilagojenim globini razbija – običajno 80 % do 90 % pri litij-ionskih akumulatorjih, da se ohrani življenjska doba ciklov. Prevelika dimenzioniranost pomeni izgubo kapitala; premajhna dimenzioniranost pa ne omogoča izkoriščanja razpoložljivih varčevalnih učinkov.

Izbira kemije baterije za komercialne in industrijske (C&I) aplikacije

Litij-železo-fosfat (LFP) prevladuje na trgu za komercialne in industrijske (C&I) aplikacije bESS to omogoča višjo termično stabilnost kot NMC – meja za termični propad je približno 270 °C v primerjavi z 210 °C – ter daljšo življenjsko dobo, običajno 4.000 do 6.000 ciklov do ohranitve 80 % kapacitete. Nadomestek je nižja energijska gostota, kar v nepremičnih aplikacijah ni tako pomembno. Sistemi LFP tudi izogibajo težavam s skrbno verigo oskrbe s kobaltom, ki vplivajo na cene NMC.

Integracija, skladnost in načrtovanje življenjskega cikla

Povezava z omrežjem in varnostni standardi

Komercialna in industrijska (C&I) bESS mora izpolnjevati lokalne zahteve za povezavo z omrežjem — IEEE 1547 v Severni Ameriki, EN 50549 v Evropi. Certifikat UL 9540 zajema celoten sistem; UL 1973 zajema baterijske module; UL 9540A zajema požarne preskuse na velikem merilu. NFPA 855 določa varnost namestitve, vključno z razmiki, prezračevanjem in gasilnimi sistemi. Obveznosti glede zmogljivosti naj določajo tako življenjsko dobo v ciklih kot tudi koledarsko življenjsko dobo, pri čemer naj se zmogljivost izrazi v megavatnih urah namesto nejasnega jezika, ki temelji na času.

Praktični koraki pri nakupu

Pet vprašanj pred izbiro sistema za shranjevanje energije (BESS)

Prvič, kaj je glavni gonilni dejavnik vrednosti – zmanjšanje napotne obremenitve, energijska arbitraža, rezervno napajanje ali kombinacija teh možnosti? Drugič, kaj podatki s števca z intervali razkrivajo o velikosti in trajanju vrhovnega toka? Tretjič, kakšne so omejitve glede prostora in okolja – notranja ali zunanja namestitev, temperaturno območje, prezračevanje? Četrtič, katere zahteve za priključitev veljajo in koliko časa traja odobritveni postopek? Petič, kakšna je zagotovljena pretočna količina v megavatnih urah in kako pogodba določa kapaciteto na koncu življenjske dobe? Pravilno določena bESS se izplača prek znižanih stroškov električne energije – vendar le, če so dimenzioniranje, kemija in nadzorni sistemi prilagojeni dejanskemu profilu obremenitve.

Pogosta vprašanja

Kaj je sistem za shranjevanje energije (BESS) in kako deluje v komercialnih objektih?

A bESS — Sistem za shranjevanje električne energije v akumulatorjih — shrani električno energijo v ponovno polnljivih akumulatorjih in jo izda, ko je potrebna. Za komercialne objekte zmanjša stroške zaradi vrhovnega toka z izdajanjem energije v obdobjih visokega povpraševanja, premakne porabo iz obdobij dragih tarif v obdobja cenejših tarif ter zagotavlja rezervno napajanje med prekinitvami oskrbe iz omrežja.

Kako določiti ustrezno velikost komercialnega BESS?

Za določitev velikosti so potrebni podatki s števca z intervali 15 ali 30 minut, zajeti vsaj v obdobju 12 mesecev. Ti podatki razkrijejo višino in trajanje vrhovnega toka. Ciljna moč v kilovatih, pomnožena z trajanjem v urah, in prilagojena globini razrabe (80 % do 90 %), določita energijsko zmogljivost v kilovatnih urah.

Zakaj se za komercialne aplikacije BESS prednostno uporablja kemija LFP?

Litij-železofosfat (LFP) ponuja višjo termično stabilnost – meja termičnega nestabilnega stanja je približno 270 °C – daljšo življenjsko dobo z 4.000 do 6.000 cikli ter izogiba skrbi glede dobave kobalta. Nižja energijska gostota je pri nepremičnih sistemih manj pomembna. bESS uporabe kot v električnih vozilih.

Kakšne varnostne certifikacije mora imeti komercialni sistem za shranjevanje energije (BESS)?

Trgovska bESS mora imeti sistemski certifikat UL 9540, certifikat UL 1973 za baterijske module in certifikat UL 9540A za požarne teste na velikem merilu. Namestitev mora biti v skladu z NFPA 855 v Severni Ameriki glede razmika, prezračevanja in gasilnih sistemov.

Koliko časa traja, da se investicija v komercialni sistem za shranjevanje energije (BESS) povrne?

Tipična preprosta povračilna doba za izravnavo vrhovnega obremenitvenega toka bESS pri namestitvah na trgih z zahtevnimi pristojbinami nad 10 USD na kW-mesec znaša od 3 do 7 let. Federalni davčni krediti, državne spodbude in programi uporabnikov električne energije za odziv na obremenitev lahko skrajšajo povračilno dobo na 2 do 4 leta. Natančen izračun zahteva specifične podatke o intervalih na lokaciji in analizo tarif.

Ali lahko komercialni sistem za shranjevanje energije (BESS) zagotavlja rezervno napajanje med izpadom omrežja?

Da, sistem za shranjevanje energije (BESS) zagotavlja rezervno napajanje, če je opremljen z možnostjo izolacije (islanding) in avtomatskim preklopnim stikalom. Sistem je treba dimenzionirati za kritično obremenitev – ne za celotno obremenitev objekta – in trajanje rezervnega napajanja določa kapaciteta energije, deljena z močjo kritične obremenitve. Večina komercialnih in industrijskih (C&I) sistemov cilja 2 do 4 ure.