المصنع لا يوفر المال لأن البطارية تتفريغ
يوفر المصنع المال مع نظام تخزين الطاقة المتجددة (BESS) فقط عندما تقلل تفريغ البطارية من قيمة الطلب التي تظهر فعليًا على فاتورة الكهرباء. لذلك، يتمavoided demand charge − charging cost − conversion losses − auxiliary energy − degradation cost − maintenance. عادةً ما تخلق رسوم الطلب العالية والذروات القصيرة والمتكررة حالة عمل أقوى من الهضاب الواسعة التي تستمر لعدة ساعات.
يبدو أن هذا واضح حتى يظهر لي شخص ما اقتراحًا يقول:
“نظام تخزين الطاقة المتجددة (BESS) بقدرة 500 كيلوواط ساعة يوفر 30% على الكهرباء.”
سؤالي الأول ليس عن البطارية.
“ثلاثون بالمئة من أي رسوم؟”
تقوم وزارة الطاقة الأمريكية بتمييز رسوم الطاقة، التي تُحاسب بالكيلوواط ساعة، عن رسوم الطلب، التي تعتمد عادةً على الحد الأقصى من الكيلوواط خلال فترة الفوترة. كما تشير إلى أن بيانات الفترات - غالبًا ما تكون ساعة أو 15 دقيقة - مطلوبة لرؤية الذروات التي تخفيها إجماليات الاستهلاك الشهري.وزارة الطاقة
توصلت NREL إلى استنتاج مشابه من اتجاه مختلف: في تحليلها لاقتصاديات تخزين البطاريات التجارية،كانت رسوم الطلب الذروة هي أقوى مؤشر على ما إذا كان نظام تخزين الطاقة المتجددة (BESS) قابلاً للتطبيق اقتصاديًا، بينما كان شكل ملف الحمل هو أقوى مؤشر على حجم البطارية.. NREL
هنا أبدأ جدول البيانات.
ليس مع سعر البطارية.
المصنع الذي يدفع 18 دولار/كيلووات-شهر يجذب انتباهي
اعتبر مصنعًا افتراضيًا. هذه افتراضات تم العمل عليها، وليست حالة عميل Ruibit/Dawnice.
المصنع لديه:
الطلب الذروي الشهري: 1,020 كيلوواط
الهدف بعد تخفيض الذروة: 800 كيلوواط
رسوم الطلب: 18 دولارًا/كيلوواط-شهري
التخفيض المطلوب: 220 كيلوواط
افترض أن نظام تخزين الطاقة المتجددة (BESS) يحتفظ بهذا التخفيض بنجاح في جميع أشهر الفوترة الـ 12.
إجمالي توفير رسوم الطلب هو:
220 كيلوواط × 18 دولارًا/كيلوواط-شهري × 12 شهرًا = 47,520 دولارًا/سنة
هذا هو الرقم الذي يحب الناس وضعه في العروض التقديمية.
لا أفعل.
ليس بعد.
لأن47,520 دولارًا هو رسوم الطلب المتجنبة، وليس صافي توفير نظام تخزين الطاقة المتجددة (BESS)..
ثم أفتح منحنى الحمل وعادة ما يتغير الرقم الجيد
افترض أن التخفيض البالغ 220 كيلوواط مطلوب فقط لمدة 45 دقيقة في يوم ذروة نموذجي.
الطاقة الموصلة خلال الحدث هي:
220 كيلو واط × 0.75 ساعة = 165 كيلو واط ساعة
إذا استمرت الذروة بدلاً من ذلك لمدة ثلاث ساعات:
220 كيلو واط × 3 ساعات = 660 كيلو واط ساعة
نفس تخفيض الطلب.
نفس التوفير النظري في رسوم الطلب السنوية البالغ 47,520 دولار.
بطارية مختلفة تمامًا.
لهذا السبب فإن مدة الذروة لها تأثير قوي على الاقتصاديات. تشير NREL إلى أن أنظمة تقليل الذروة ذات المدة الأطول عادة ما تكلف أكثر لأن طاقة بطارية إضافية مطلوبة.NREL
قد تكون مصنعًا لديه ذروة إنتاج حادة تتراوح بين 30 إلى 45 دقيقة مرشحًا أكثر إثارة للاهتمام لنظام تخزين الطاقة من مصنع آخر لديه نفس الطلب الأقصى البالغ 1,020 كيلو واط موزعًا على هضبة مدتها أربع ساعات.
تظهر فاتورة الكهرباء نفس الذروة.
ترى البطارية العرض.
فقدان ذروة واحدة يمكن أن يكلف أكثر من فقدان دورة واحدة
الآن نصل إلى الجزء الذي أقلق بشأنه كمدير طاقة.
تحتوي بعض التعريفات على آليات لتحديد الطلب أو أحكام للنظر إلى الوراء. تشير DOE إلى أن هذه يمكن أن تحسب رسوم الطلب الحالية جزئيًا من الذروات السابقة، مما يعني أن ارتفاعًا عابرًا قد يؤثر على الفواتير بعد الشهر الذي حدث فيه.وزارة الطاقة
لذا تخيل أن نظام تخزين الطاقة يعمل بشكل مثالي لمدة 11 شهرًا.
في أغسطس، تكون حالة الشحن منخفضة جدًا عندما تصل الإنتاج إلى الذروة السنوية.
يصل المصنع إلى1,015 كيلو واطبدلاً من البقاء بالقرب من 800 كيلو واط.
اعتمادًا على التعريفة، فإن ذلك ليس ببساطة "إرسال سيء واحد".
قد يعيد تعيين جزء من القاعدة الاقتصادية.
لهذا السبب لا أقيّم نظام تقليل الذروة من:
سعة البطارية + رسوم الطلب
فقط.
أريد أيضًا:
منطق إدارة الطاقة
توقع الحمل
الحد الأدنى من احتياطي حالة الشحن
فترة العداد
استراتيجية إعادة الشحن
طاقة PCS
وتعريف التعرفة الدقيقة لطلب الفواتير.
يمكن أن تكون البطارية صحية من الناحية الفنية وغير مفيدة ماليًا لمدة خمسة عشر دقيقة باهظة الثمن.
تعود فاتورة الشحن من باب آخر
افترض أن المصنع يحتاج إلى165 كيلووات ساعة من التفريغ على جانب التيار المترددخلال كل حدث حلاقة.
لإجراء حساب توضيحي، افترضكفاءة دورة بنسبة 90%.
أن الطاقة التي يجب شراؤها لاستعادة البطارية تقدر بحوالي:
165 ÷ 0.90 = 183.3 كيلووات ساعة
إذا كانت تكلفة شحن الكهرباء$0.09/كيلووات ساعة:
183.3 × $0.09 = $16.50 لكل حدث
عند 250 حدث حلاقة ذروة في السنة:
$16.50 × 250 = $4,125/سنة
الآن تبدو اقتصادياتنا البسيطة أكثر مثل هذا:
| البند السنوي | مثال عملي |
|---|---|
| تكلفة الطلب الإجمالية المتجنبة | $47,520 |
| طاقة الشحن | −٤,١٢٥$ |
| المتبقي قبل التكاليف الأخرى | ٤٣,٣٩٥$ |
| استهلاك HVAC / استهلاك إضافي | لم يتم تضمينه بعد |
| الصيانة | لم يتم تضمينه بعد |
| تدهور البطارية | لم يتم تحقيقه بعد |
| التمويل / الضرائب | لم يتم تضمينه بعد |
هذا$43,395 لا يزال ليس ربح المشروع.
إنه مجرد رقم أنظف من $47,520.
وهذا بالضبط هو السبب في أنني أشك في مقترحات BESS التي تقفز مباشرة من توفير رسوم الطلب إلى فترة الاسترداد.
التدهور هو مصروف حتى عندما لا يرسل أحد فاتورة
دورة البطارية لا تأتي مع إيصال مرفق.
لا يزال لها تكلفة.
افترض أن مصنعًا يوفر 8,000 دولار إضافية في السنة من خلال الدورة بشكل أكثر عدوانية لمراجحة الطاقة، لكن هذا التوزيع يزيد من الإنتاجية بما يكفي لتسريع فقدان السعة أو الوصول إلى حدود الإنتاجية الضمانية في وقت مبكر.
هل كانت الإيرادات الإضافية تستحق ذلك؟
ربما.
لكن يجب على EMS ألا تطارد كل فارق سعر لمجرد أن التفريغ ممكن من الناحية الفنية.
تظهر نمذجة التخزين في NREL أن استراتيجية التوزيع يمكن أن تغير بشكل كبير NPV المشروع، خاصة حيث تختلف التعريفات حسب الوقت. حلاقة الذروة وتوزيع إشارات الأسعار هما هدفان تحكميان مختلفان ويمكن أن ينتجا سلوكًا تشغيليًا مختلفًا.NREL
لذلك، لمشروع مصنع، سأقوم بنمذجة على الأقل:
الكهرباء المفرغة سنويًا بالميغاوات ساعة
الكفاءة المتوقعة للدورة
تلاشي السعة
الإنتاجية الضمانية
افتراضات التعزيز/الاستبدال
ليس مجرد عدد الدورات.
لا ينبغي اعتبار حدث تخفيض الذروة السطحي الذي يستمر 20 دقيقة ودورة التحكيم اليومية العميقة متطابقتين اقتصاديًا لمجرد أنهما يظهران كـ "دورة واحدة" في عرض المبيعات.
يمكن أن تنتج أرخص بطارية أسوأ فترة استرداد
دعنا نستخدم مقارنة افتراضية أخرى.
يقتبس موردان أنظمة قادرة على نفس تخفيض الذروة البالغ 220 كيلووات:
| اقتراح | التكلفة المثبتة | الطاقة القابلة للاستخدام | الفائدة الصافية السنوية قبل التمويل | استرداد بسيط |
|---|---|---|---|---|
| النظام أ | $210,000 | 250 كيلوواط ساعة | $40,000 | 5.25 سنوات |
| النظام ب | $285,000 | 500 كيلوواط ساعة | $43,000 | 6.63 سنوات |
النظام ب يخزن ضعف كمية الطاقة.
كما أنه يكسب فقط 3000 دولار إضافية في هذا المثال.
إذا استمرت ذروة المصنع الحقيقية أقل من ساعة واحدة، فقد تقضي الـ 250 كيلووات ساعة الإضافية معظم حياتها دون أن تكون مفيدة ماليًا.
لهذا السببحجم الاقتصاد ليس هو نفسه الحجم الأقصى.
عندما تتلقى Ruibit/Dawnice استفسارًا عن تخفيض الذروة، أفضل إرسال بيانات فترات المصنع والتعرفة بدلاً من طلب "500 كيلووات ساعة لأن هذا هو ميزانيتنا."
تقدم Dawnice حاليًا تكوينات تجارية تشمل100 كيلووات/200 كيلووات ساعةو125 كيلووات/265 كيلووات ساعةأنظمة، إلى جانب منصات تخزين تجارية أكبر ومعبأة.Dawnice
تلك هي تكوينات المعدات.
تحدد ذروة المصنع ما إذا كانت أي منها ذات معنى اقتصادي.
يمكن للطاقة الشمسية تحسين الحساب، ولكن فقط إذا كانت التوقيتات مناسبة
تعتقد المصانع التي تحتوي على أنظمة الطاقة الشمسية على السطح أحيانًا أن الطاقة الشمسية تجعل تخفيض الذروة أكثر ربحية تلقائيًا.
ليس بالضرورة.
تخيل أن ذروة المصنع تحدث في17:30، بعد أن انخفض إنتاج الطاقة الشمسية بشكل حاد.
قد لا تزال الطاقة الشمسية تشحن البطارية في وقت سابق، مما يمكن أن يقلل من تكلفة طاقة الشحن أو يزيد من استهلاك الطاقة الشمسية الذاتي.
مفيد.
لكن ذلك لا يلغي الحاجة إلى طاقة PCS كافية وطاقة محفوظة في الساعة 17:30.
وعلى العكس، إذا كانت الطاقة الشمسية قد خفضت بالفعل الذروة في منتصف النهار تحت عتبة الطلب، فقد يكون لدى نظام تخزين الطاقة المتقدمة القليل جدًا من العمل المتبقي لتخفيض الذروة.
تشير NREL إلى أن الطاقة الشمسية يمكن أن تقصر مدة الذروة الصافية في بعض الأنظمة، مما يمكن أن يحسن اقتصاديات التخزين لتخفيض الذروة.NREL
الكلمة المهمة هييمكن.
سأقوم بتراكب توليد الطاقة الشمسية وطلب المصنع بنفس دقة الفاصل الزمني قبل تخصيص القيمة للبطارية.
لا أحسب فترة الاسترداد حتى تتوقف هذه الأرقام السبعة عن الحركة
بالنسبة لحالة عمل أولية لتقليل ذروة المصنع، أريد:
| مدخل | لماذا هذا مهم |
|---|---|
| الطلب الذروي | يحدد إمكانية تقليل الكيلوواط |
| مدة الذروة | يحدد الكيلوواط ساعة المطلوبة |
| رسوم الطلب | يحدد أسعار كل كيلوواط تم تجنبه |
| فترة القياس | يحدد كيفية قياس الذروة |
| تعرفة الشحن | أسعار إعادة شحن البطارية |
| كفاءة نظام تخزين الطاقة | يحدد خسائر الطاقة |
| تكلفة نظام تخزين الطاقة المثبت | يؤسس أساس الاستثمار |
ثم أضيف التدهور، والصيانة، والاستهلاك المساعد، والتمويل، والضرائب، والحوافز، وحدود الضمان، والقيمة المتبقية مع تقدم المشروع.
فقط بعد ذلك أحسب:
فترة الاسترداد البسيطة = تكلفة المشروع المثبتة ÷ المدخرات الصافية السنوية
على سبيل المثال، إذا كانت تكلفة المشروع المثبت بالكامل$220,000وكانت المدخرات الصافية السنوية بعد تكاليف التشغيل هي$40,000:
فترة الاسترداد البسيطة = $220,000 ÷ $40,000 = 5.5 سنوات
رقم مفيد.
ليس كافياً لاتخاذ قرار استثماري.
يجب على المشروع الجاد أيضاً فحص NPV، وIRR، والتدهور، وحساسية التعرفة، وماذا يحدث إذا تغيرت الذروة بعد توسيع الإنتاج.
أحيانًا تكون توصياتي هي عدم شراء البطارية
هذه هي الجزء الذي نادراً ما يظهر في الاقتباس.
افترض أنني أفتح بيانات الـ 15 دقيقة وأكتشف أن ذروة المصنع تأتي من بدء ضاغط واحد بشكل غير ضروري بينما تتداخل خطان إنتاج.
إعادة جدولة هذا الجهاز تكلف تقريباً لا شيء.
أو ربما تكون رسوم الطلب فقط$4/kW-month.
أو أن "الذروة" تستمر خمس ساعات كل يوم عمل، مما يجبر على استخدام الكثير من طاقة البطارية مما يؤدي إلى انهيار الاقتصاد.
أفضل أن أكتشف ذلك قبل أن يطلب أحدهم خزائن.
تقليل الذروة جذاب عندما تتقابل رسوم الطلب المرتفعة مع ملف تحميل يمكن للبطارية التعامل معه بكفاءة. تحليل NREL يدعم بالضبط تلك العلاقة: التعرفة وشكل الحمل هما المحركات الاقتصادية المركزية، وليس تفاصيل خلفية.NREL
لذا عندما يسأل المصنع:
"كم يمكن أن توفر لنا BESS؟"
لن أجيب بنسبة مئوية.
أعطني التعريفة.
أعطني بيانات الفاصل الزمني.
أعطني تكلفة المشروع المثبت.
ثم يمكننا تحديد سعر الذروة.
لا تخلق BESS قيمة تقليل الذروة من خلال كونها كبيرة. إنها تخلق قيمة من خلال إزالة الكيلوات الصحيحة من الفاصل الزمني الصحيح بتكلفة عمرية أقل من تلك الكيلوات التي كانت ستكلف المصنع.
أسئلة شائعة
1. كم يمكن أن يوفر مصنع مع تقليل الذروة باستخدام نظام تخزين الطاقة؟
تعتمد المدخرات بشكل أساسي علىالطلب الذروي المتجنب، ومعدل رسوم الطلب، ومدة الذروة، وقواعد التعرفة، وكفاءة BESS، وتكاليف التشغيل. لا توجد نسبة موثوقة عالمية للادخار.
2. كيف تحسب مدخرات تقليل الذروة؟
صيغة بسيطة للبدء هي:
الادخار الإجمالي السنوي = تقليل الذروة (كيلووات) × رسوم الطلب (دولار/كيلووات-شهر) × الأشهر المعمول بها
ثم اطرح طاقة الشحن، والخسائر، والاستهلاك الإضافي، وتكاليف الصيانة، وتكاليف التدهور.
3. لماذا تؤثر مدة الذروة على اقتصاديات نظام تخزين الطاقة؟
ارتفاع الذروة يحدد قدرة الطاقة المطلوبة من نظام تخزين الطاقة، بينما تحدد مدة الذروة سعة طاقة البطارية. قد يتطلب ارتفاع قصير قدره 200 كيلووات طاقة أقل بكثير من 200 كيلووات يتم تقليلها لفترة عدة ساعات.
4. هل ينتج نظام تخزين الطاقة الأكبر دائمًا مدخرات أكبر من تقليل الذروة؟
لا. بمجرد أن تتمكن البطارية من تغطية الذروة ذات القيمة الاقتصادية، قد توفر القدرة الإضافية القليل من التخفيض في رسوم الطلب. يمكن أن يؤدي الحجم الزائد إلى زيادة تكاليف رأس المال وزيادة فترة الاسترداد.
5. ما البيانات المطلوبة قبل حساب فترة استرداد نظام تخزين الطاقة للمصنع؟
يجب على المشترين تقديمبيانات الحمل الفترية، رسوم الطلب، تعTariffs الطاقة، مدة الذروة، نوافذ الشحن، سعة المحول، كفاءة نظام تخزين الطاقة، التكلفة المثبتة، افتراضات التدهور، وتكاليف الصيانة.
