Kakšne so perspektive uporabe sistemov za shranjevanje energije na bazi baterij (BESS) v sistemih za shranjevanje energije?

BESS na ravni omrežja za stabilnost in odložitev infrastrukturnih naložb

Sistemi za shranjevanje energije z baterijami (BESS), nameščeni na ravni omrežja, zagotavljajo ključne storitve stabilnosti ter gospodarsko odložijo večje infrastrukturne naložbe. Z zbiranjem presežne energije v obdobjih nizke povpraševanja in razbremenitvijo v vrhunskih obdobjih ti sistemi uravnavajo nihanja obremenitve, ki obremenjujejo prenosna omrežja.

Upravljanje zastojev in sproščanje vrhov

Ko se prenosne linije ob časih največje obremenitve preobremenijo, pride do zastojev v omrežju, ki ogrožajo izpad električne energije in prisilijo energetske podjetja, da izklopijo nekatere obnovljive vire energije. Sistemi za shranjevanje energije z baterijami rešujejo ta problem tako, da zajamejo dodatno energijo ob nizki povpraševanju in jo nato sprostijo, ko se omrežje zazasede. To pomaga izravnati ostre vrhove povpraševanja za približno 15 do 30 odstotkov, kar kažejo podatki NERC-a iz lanskega leta. Možnost izravnavanja porabe energije pomeni manj obiskov dragih vrhovnih elektrarn, kar posamezni transformatorski postaji vsako leto prihrani približno sedemsto štirideset tisoč dolarjev ter hkrati prepreči izgubo vse te čiste energije. Poleg tega baterije na spremembe frekvence v omrežju reagirajo skoraj takoj, medtem ko tradicionalne termične elektrarne potrebujejo zelo dolgo časa za prilagoditev svoje izhodne moči.

Odlašanje nadgradnje prenosnih omrežij in transformatorskih postaj

Stari električni omrežni sistemi res težko sledijo vsem novim električnim vozilom in sončnim panelom, ki se povsod hitro nameščajo. Poglejmo številke: tradicionalni načini nadgradnje prenosnih linij stanejo med enim in dvema milijonoma dolarjev na miljo, dovoljenja za njihovo izgradnjo pa pridobitev in dejanska gradnja trajata pet do sedem dolgih let. Prav tu prihajajo v poštev baterijski sistemi za shranjevanje energije. Če so strategično postavljeni, ti veliki baterijski sistemi lahko odložijo potrebo po teh dragih nadgradnjah tako, da zmanjšajo preobremenjenost v določenih območjih omrežja. Glede na raziskavo, opravljeno lani, namestitev 50 MW baterije z zmogljivostjo 200 MWh lahko odloži potrebo po nadgradnji transformatorskih postaj za štiri do osem celih let; poleg tega pomagajo tudi pri drugih funkcijah omrežja. Ta pristop je zelo privlačen tudi zato, ker deluje enako učinkovito kot gradnja nove infrastrukture, vendar stane približno za 40 do 60 odstotkov manj. Poleg tega se ti modularni baterijski sistemi lahko zagnete in obratujejo že v 18 mesecih – kar je izjemno hitro v primerjavi s tradicionalnimi metodami.

Ta pristop podaljša življenjsko dobo sredstev in sprosti kapital za pobude za odpornost omrežja, s čimer postane BESS temeljni element prilagodljivega načrtovanja infrastrukture.

Vključitev BESS v proizvodnjo iz obnovljivih virov energije

Zmanjševanje omejevanja proizvodnje iz sončne in vetrne energije

Težava z omejevanjem proizvodnje iz obnovljivih virov energije je še vedno precej velika. Po poročilu Mednarodne agencije za energijo iz lani veternice in sončne elektrarne po vsem svetu vsako leto izgubijo približno 8,3 odstotka električne energije, ki bi jo lahko proizvedle. Sistemi za shranjevanje energije z baterijami pomagajo reševati to težavo tako, da zajamejo presežno električno energijo, kadar se proizvede več, kot omrežje lahko sprejme. Vzemimo za primer sončne elektrarne: ob poldnevu pogosto proizvedejo veliko več električne energije, kot jo kdorkoli potrebuje, zato ima smisel shraniti ta dnevni presežek za kasnejšo uporabo zvečer, ko pride do skoka povpraševanja. Podobno veternice včasih proizvedejo veliko električne energije, a takrat ni dovolj strank, ki bi jo želele kupiti. Če to energijo shranimo do časa, ko se povpraševanje poveča, dejansko zmanjšamo izgubo čiste energije in s tem naredimo obnovljive vire energije finančno ugodnejše za obratovalce.

Omogočanje razpoložljive obnovljive energije prek nadzora stopnje polnjenja (SOC)

Upravljanje stopnje polnjenja (SOC) pretvori te nepredvidljive vire energije v nekaj zanesljivega za operaterje omrežja. Ko sledijo ravni SOC v realnem času, lahko v pravih trenutkih izkoriščajo shranjeno energijo. Na primer ohranjanje baterij na približno 80 % polnjenja skozi noč pomaga zadovoljiti jutranje vrhove električne povpraševanja. Ta pristop izravnava vse nihanje pri proizvodnji obnovljive energije, tako da sončna in vetrna energija začneta delovati bolj kot tradicionalne elektrarne. Glede na teste, ki jih je lani izvedel Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo (NREL), so sistemi za shranjevanje energije s krmilnimi algoritmi SOC povečali dejansko uporabo obnovljive energije v omrežju za približno 37 odstotkov.

BESS za gospodarske in industrijske namene za izven merilnega sistema

Zmanjševanje napotnih stroškov na tržiščih z različnimi tarifami glede na čas uporabe

Podjetja v komercialnih in industrijskih sektorjih so močno prizadeta z izjemno visokimi napotnimi stroški, ko delujejo na trgu električne energije s časovno odvisnimi tarifami (TOU). Način izračuna teh stroškov je preprost, a drag: temelji na najslabšem 15-minutnem obdobju porabe električne energije vsakega meseca in lahko predstavlja več kot tretjino skupnih stroškov energije. To je točka, kjer prihajajo v poštev sistemi za shranjevanje energije z baterijami za uporabo v poslovnih objektih (behind-the-meter). Ti sistemi delujejo kot amortizerji električnega obremenitvenega vrha. Namesto da bi med vrhovi porabe neposredno črpali elektriko iz omrežja, sproščajo shranjeno elektriko, kar pomaga izravnati nenadne skoke porabe in preprečiti dodatne tarifne kazni za podjetja. Dejanski rezultati govorijo sami zase. Tovarnam in tehnološkim centrom je po namestitvi teh rešitev za shranjevanje energije uspelo znižati napotne stroške za 20 do 40 odstotkov. Večina podjetij ugotovi, da se naložba izplača že v nekaj letih, včasih celo v manj kot petih letih.

Optimizacija stroškov energije z napovedno premikanjem obremenitve

Sistemi BESS postanejo učinkoviti varčevalci denarja, kadar so združeni z napovednimi algoritmi, ki napovedujejo energetske stroške in vzorce porabe. Ti pametni sistemi analizirajo pretekle podatke, preverijo napovedi vremena ter spremljajo spremembe na trgu, da določijo najbolj ugodne čase za polnjenje baterij med poceni izven vrhunskih ur in razpraznjevanje, ko se cene povečajo. Glavni cilj je izkoriščanje razlik v cenah med posameznimi deli dneva ter dodatna varčevanja zaradi tarif, odvisnih od časa uporabe. Številna podjetja še dodatno povečajo dobiček tako, da povežejo svoje baterijske shrambe z programi odziva na povpraševanje. Za zmanjšanje porabe električne energije v obdobjih največje obremenitve omrežja prejmejo gotovinske spodbude. Vzemimo za primer obrate za predelavo hrane: ko vse te strategije izvedejo skupaj, običajno uspejo zmanjšati letne račune za energijo za približno 18 do 25 odstotkov, pri tem pa ne motijo normalnega obratovanja ali proizvodnih urnikov.

BESS v virtualnih elektrarnah in sekundarnih storitvah

Virtuelne elektrarne, krajše VPP, združujejo sisteme za shranjevanje energije v baterijah iz različnih lokacij, kot so podjetja, tovarne in veliki energetski objekti, ter s tem ustvarjajo nekaj, kar deluje kot običajna elektrarna, a je razpršeno po številnih lokacijah. Te virtualne nastavitve se lahko dejansko udeležijo posebnih storitev na trgu električne energije, na primer ohranjanja stabilnosti omrežja ob nenadnih spremembah povpraševanja po električni energiji. Ko omrežje doživi te majhne nihanja frekvence, združene baterije reagirajo skoraj takoj – včasih celo hitreje kot tradicionalne elektrarne pri ohranjanju gladkega delovanja sistema. To pristop posebej zaznamuje dejstvo, da združuje vse te ločene enote za shranjevanje energije tako, da delujejo skupaj učinkoviteje. Namesto da bi gradili nove električne vode in transformatorske postaje, kar stane milijone, lahko podjetja prihranijo denar le z povezavo obstoječih baterij. Poleg tega lastniki prejemajo dodatno plačilo, kadar njihova shranjena energija pomaga uravnotežiti omrežje ob vrhovnih obremenitvah ali pa se uporabi v izrednih situacijah. Na koncu torej opazujemo način, kako se številne majhne, po omrežju razpršene enote za shranjevanje energije pretvorijo v eno veliko, koristno virovno zmogljivost za celotno električno omrežje – kar naredi našo oskrbo z električno energijo bolj odporno proti motnjam, hkrati pa lastnikom baterij zagotovi še en vir dohodka.

Pogosta vprašanja

Kaj je mrežni sistem za shranjevanje energije v baterijah (BESS)?

Mrežni sistem za shranjevanje energije v baterijah (BESS) je sistemi za shranjevanje energije na veliko merilo, ki se uporabljajo za zagotavljanje ključnih storitev stabilnosti električne mreže. Shranjujejo odvečno električno energijo v obdobjih nizke povpraševanja in jo sprostijo v obdobjih vrhunskih obremenitev, s čimer pomagajo uravnavati nihanja obremenitve ter odložiti draga naložbena vlaganja v infrastrukturo.

Kako BESS pomagajo pri upravljanju zastojev v mreži?

BESS pomagajo pri upravljanju zastojev v mreži tako, da shranjujejo odvečno energijo v obdobjih nizkega povpraševanja in jo izpraznijo v obdobjih vrhunskih obremenitev. S tem zmanjšajo tveganje izpadov napetosti, stabilizirajo električno mrežo in zmanjšajo odvisnost od dragih vrhunskih elektrarn.

Ali lahko BESS resnično odložijo nadgradnje infrastrukture?

Da, strategično nameščeni BESS lahko odložijo draga vlaganja v nadgradnjo prenosne mreže in transformatorskih postaj tako, da zmanjšajo lokalne zastoje v mreži, kar omogoča varčevanje z denarjem in časom, ki bi sicer bil potreben za tradicionalne infrastrukturne nadgradnje.

Kako se BESS integrirajo z obnovljivimi viri energije?

Sistemi za shranjevanje električne energije (BESS) lahko shranijo presežno električno energijo, ki jo obdobjih največje proizvodnje ustvarjajo obnovljivi viri, kot so sončna in vetrna energija. Shranjena energija se nato lahko uporabi v obdobjih visokega povpraševanja, kar zmanjšuje omejevanje proizvodnje iz obnovljivih virov in povečuje finančno ugodnost za obratovalce.

Kakšne so prednosti sistemov za shranjevanje električne energije (BESS) za poslovne uporabnike?

BESS za poslovne uporabnike zmanjšujejo stroške zaradi vrhovnega povpraševanja na tržiščih s časovno razlikovanimi tarifami tako, da shranjujejo in sproščajo električno energijo za izravnavo vrhov porabe. Ti sistemi lahko znatno znižajo stroške energije in se pogosto sami povrnejo že v nekaj letih.

Kakšno vlogo imajo sistemi za shranjevanje električne energije (BESS) v virtualnih elektrarnah?

BESS so bistveni za delovanje virtualnih elektrarn, saj združujejo zmogljivosti za shranjevanje energije z različnih lokacij za zagotavljanje storitev omrežja. S tem pomagajo stabilizirati omrežje, zmanjšajo potrebo po novi infrastrukturi in ustvarjajo dodatne prihodke za lastnike baterij.