Які перспективи застосування систем акумулювання електроенергії (BESS) у системах зберігання енергії?

Масштабні для електромережі BESS для забезпечення стабільності та відкладення модернізації інфраструктури

Системи акумулювання електроенергії на основі акумуляторів (BESS), розгорнуті в масштабі електромережі, надають критично важливі послуги зі стабілізації, одночасно економічно відкладаючи значні інвестиції в інфраструктуру. Поглинаючи надлишкову потужність у періоди низького попиту та віддаючи її під час пікових навантажень, ці системи вирівнюють коливання навантаження, що створюють навантаження на системи передачі електроенергії.

Управління заторами та згладжування пікового навантаження

Коли лінії електропередачі перевантажуються під час пікового споживання, це призводить до заторів у мережі, що загрожує відключенням електроенергії та змушує енергокомпанії вимикати деякі джерела відновлюваної енергії. Системи акумуляції електричної енергії на основі акумуляторів вирішують цю проблему, збираючи надлишкову енергію під час низького попиту, а потім віддаючи її, коли виникає затор у мережі. Це допомагає згладити різкі стрибки попиту приблизно на 15–30 %, згідно з даними NERC за минулий рік. Здатність вирівнювати споживання енергії означає, що менше доводиться звертатися до дорогих «пікових» електростанцій, що може зекономити близько 740 000 доларів США щорічно на окремих підстанціях, одночасно запобігаючи втратам усієї цієї чистої енергії. Крім того, акумулятори реагують практично миттєво на зміни частоти в електромережі, на відміну від традиційних теплових електростанцій, яким потрібно дуже багато часу для регулювання виробництва енергії.

Відкладення модернізації ліній електропередачі та підстанцій

Старі електричні мережі справжнім чином стикаються з труднощами, намагаючись встигати за всіма новими електромобілями та сонячними панелями, які встановлюють всюди. Давайте на хвилину звернемося до цифр: традиційні методи модернізації ліній електропередач коштують від одного до двох мільйонів доларів за милю, а отримання дозволів та безпосереднє будівництво займають п’ять–сім тривалих років. Саме тут на допомогу приходять системи акумуляторного зберігання енергії. Розташовані стратегічно, такі великі акумуляторні системи можуть відкласти необхідність дорогостоячих модернізацій, полегшуючи «пробки» в окремих частинах електромережі. Згідно з дослідженням, проведеним минулого року, встановлення акумулятора потужністю 50 МВт і ємністю 200 МВт·год може відтермінувати потребу в модернізації підстанцій на чотири–вісім років, крім того, вони також сприяють виконанню й інших функцій електромережі. Те, що робить цей підхід особливо привабливим, — це його ефективність, яка практично не поступається будівництву нової інфраструктури, проте вартість такого рішення на 40–60 % нижча. Крім того, модульні акумуляторні установки можна запустити в експлуатацію протягом 18 місяців — це надзвичайно швидко порівняно з традиційними методами.

Цей підхід продовжує термін експлуатації активів і звільняє капітал для ініціатив щодо підвищення стійкості електромережі, закріплюючи системи зберігання електроенергії (BESS) як ключовий елемент адаптивного планування інфраструктури.

Інтеграція систем зберігання електроенергії (BESS) з виробництвом електроенергії з відновлюваних джерел

Зменшення обмеження виробництва електроенергії сонячними та вітровими електростанціями

Проблема обмеження виробництва енергії з відновлюваних джерел досі залишається досить серйозною. Згідно зі звітом Міжнародного енергетичного агентства за минулий рік, вітрові та сонячні електростанції по всьому світу щороку втрачають приблизно 8,3 % потенційно виробленої електроенергії. Системи акумуляції електроенергії на основі акумуляторів допомагають вирішити цю проблему, зберігаючи надлишкову електроенергію у той час, коли її виробляється більше, ніж може прийняти енергомережа. Наприклад, сонячні електростанції часто виробляють значно більше електроенергії опівдні, ніж потрібно споживачам у цей час, тому зберігання цього полуденного надлишку для подальшого використання у вечірні години, коли попит різко зростає, є логічним рішенням. Аналогічно, вітрові електростанції іноді виробляють багато електроенергії, але в цей момент немає достатньо споживачів, які б її купували. Зберігаючи цю енергію до моменту зростання попиту, ми фактично скорочуємо втрати чистої енергії та робимо відновлювані джерела енергії фінансово вигідними для операторів.

Забезпечення регульованої відновлюваної енергії за допомогою керування ступенем заряду (SOC)

Керування рівнем заряду (SOC) перетворює ці непередбачувані джерела енергії на щось надійне для операторів електромережі. Коли вони відстежують рівні SOC у реальному часі, вони можуть використовувати накопичену енергію саме в той момент, коли це потрібно. Наприклад, підтримка рівня заряду акумуляторів близько 80 % протягом ночі допомагає задовольнити ранкові піки електричного навантаження. Цей підхід згладжує всі коливання виробництва енергії з відновлюваних джерел, завдяки чому сонячна та вітрова енергія починає поводитися більш-менш так само, як традиційні електростанції. Згідно з тестами, проведеними Національною лабораторією відновлювальної енергії минулого року, системи акумуляторних накопичувачів енергії, керовані алгоритмами SOC, збільшили обсяг використаної в електромережі відновлювальної енергії приблизно на 37 %.

Системи акумуляторних накопичувачів енергії «за лічильником» для комерційних і промислових споживачів

Зниження плати за максимальне навантаження на ринках з тарифами, що залежать від часу споживання

Підприємства в комерційному та промисловому секторах серйозно страждають від надвисоких плат за пікове навантаження у ринках електроенергії з диференційованими тарифами за часом споживання (TOU). Принцип розрахунку цих платежів досить простий, але дуже витратний: вони обчислюються на основі найбільшого споживання електроенергії протягом будь-якого 15-хвилинного інтервалу кожного місяця, і це може становити більше третини загальних витрат на енергію. Саме тут на допомогу приходять системи автономних акумуляторних енергоносіїв («за лічильником»). Ці системи, по суті, виступають як амортизатори для електричного навантаження. Замість того щоб брати електроенергію безпосередньо з мережі в періоди пікового споживання, вони віддають раніше накопичену електроенергію, що дозволяє згладити раптові стрибки споживання й уникнути додаткових штрафних нарахувань за перевищення пікового навантаження. Реальні результати говорять самі за себе. Після встановлення таких систем накопичення енергії заводи та технічні хаби скоротили свої платежі за пікове навантаження на 20–40 %. Більшість компаній виявляє, що інвестиції окуповуються всього за кілька років, а іноді — навіть менше ніж за п’ять.

Оптимізація витрат на енергію за допомогою прогнозного зсуву навантаження

Системи накопичення електроенергії (BESS) стають потужними економічними рішеннями, коли їх поєднують із прогнозними алгоритмами, які аналізують майбутні вартість електроенергії та патерни її споживання. Ці розумні системи аналізують історичні дані, враховують прогноз погоди та стежать за змінами на ринку, щоб визначити оптимальний час для заряджання акумуляторів у періоди низьких тарифів (поза піковими годинами) та розряджання — у періоди різкого зростання цін. Основна мета — скористатися різницею у цінах протягом доби, а також отримати додаткову економію завдяки тарифам, що залежать від часу споживання. Багато підприємств ще більше збільшують свій прибуток, інтегруючи свої акумуляторні системи з програмами реагування на попит: їм виплачуються грошові стимули кожного разу, коли вони зменшують споживання електроенергії під час періодів максимального навантаження на енергомережу. Наприклад, підприємства з переробки харчових продуктів, які одночасно застосовують усі ці стратегії, зазвичай знижують свої щорічні рахунки за електроенергію приблизно на 18–25 %, не порушуючи при цьому нормального функціонування чи графіків виробництва.

СЕС у віртуальних електростанціях та допоміжних послугах

Віртуальні електростанції, або ВЕС (скорочено), об’єднують системи акумуляторного накопичення енергії з різних місць — таких як підприємства, заводи та великі енергетичні об’єкти — для створення єдиного комплексу, що функціонує подібно до звичайної електростанції, але розташований на багатьох різних локаціях. Такі віртуальні системи можуть брати участь у спеціалізованих послугах ринку електроенергії, наприклад, у підтримці стабільності електромережі під час раптових змін у споживанні електроенергії. Коли в мережі виникають невеликі коливання частоти, об’єднані акумулятори реагують практично миттєво — іноді навіть швидше, ніж традиційні електростанції, забезпечуючи безперебійну роботу системи. Цей підхід є особливо цікавим завдяки тому, що він об’єднує окремі системи зберігання енергії так, щоб вони працювали ефективніше як єдине ціле. Замість будівництва нових ліній електропередачі та підстанцій, що коштує мільйони, компанії можуть заощадити кошти, просто підключивши існуючі акумуляторні системи. Крім того, власники отримують додаткову оплату, коли їх накопичена енергія допомагає збалансувати мережу під час пікового навантаження або використовується в аварійних ситуаціях. У кінцевому підсумку ми спостерігаємо спосіб перетворити велику кількість розосереджених маленьких акумуляторних блоків у єдиний потужний ресурс для всієї електричної мережі, що робить наші енергопостачання стійкішими до збоїв і водночас надає власникам акумуляторів ще один джерело доходу.

ЧаП

Що таке масштабна акумуляторна енергетична система (BESS) для електромережі?

Масштабна акумуляторна енергетична система (BESS) для електромережі — це великомасштабна система зберігання енергії, призначена для забезпечення критично важливих послуг щодо стабільності електромережі. Вона накопичує надлишкову електроенергію в періоди низького попиту та віддає її під час пікового навантаження, сприяючи вирівнюванню коливань навантаження й відкладаючи дорогі інвестиції в інфраструктуру.

Як BESS допомагають у керуванні заторами в електромережі?

BESS допомагають керувати заторами в електромережі, накопичуючи зайву енергію в періоди низького попиту та віддаючи її під час пікового навантаження. Це зменшує ризик відключень електроенергії, забезпечує стабільність електромережі та знижує залежність від дорогих пікових електростанцій.

Чи можуть BESS справді відкласти модернізацію інфраструктури?

Так, стратегічно розміщені BESS можуть відкласти дорогі модернізації ліній передачі та підстанцій шляхом усунення локальних заторів у електромережі, що дозволяє заощадити кошти й час, пов’язані з традиційними модернізаціями інфраструктури.

Як BESS інтегруються з відновлюваними джерелами енергії?

Системи накопичення електроенергії (BESS) можуть зберігати надлишкову електроенергію, вироблену від відновлюваних джерел, таких як сонячна та вітрова енергія, у періоди пікового виробництва. Цю збережену енергію потім можна використовувати в періоди пікового попиту, що зменшує обмеження виробництва енергії з відновлюваних джерел і підвищує фінансову ефективність для операторів.

Які переваги систем накопичення електроенергії (BESS) «за лічильником» для бізнесу?

Системи накопичення електроенергії (BESS) «за лічильником» допомагають бізнесу знизити плату за пікове навантаження на ринках з тарифами, що залежать від часу споживання, шляхом зберігання та відпуску електроенергії для згладжування стрибків у споживанні. Такі системи можуть значно скоротити витрати на електроенергію, часто окуповуючи себе протягом кількох років.

Яку роль відіграють системи накопичення електроенергії (BESS) у віртуальних електростанціях?

Системи накопичення електроенергії (BESS) є невід’ємною частиною віртуальних електростанцій, оскільки вони агрегують ресурси зберігання енергії з різних об’єктів для надання послуг електричній мережі. Вони сприяють стабілізації мережі, зменшують потребу в новій інфраструктурі та створюють додаткові джерела доходу для власників акумуляторів.