Los Cargadores Pueden Ser de 600 kW Sin Pedir a la Red 600 kW
El almacenamiento de batería puede reducir la conexión a la red requerida por una estación de carga de EV al suministrar parte de los picos de carga de corta duración localmente. La misma descarga también puede reducir los cargos por demanda de la utilidad donde las tarifas facturan el máximo kW del sitio. La pregunta clave de dimensionamiento no es la potencia total de la placa del cargador, sino cuánto excede la demanda de carga el límite del transformador o de importación de la red, y por cuánto tiempo.
El Centro de Datos de Combustibles Alternativos del DOE ofrece un ejemplo útil: una estación de carga rápidade 600 kW de CCpuede ser diseñada para que la demanda de la red no exceda100 kW, con la batería suministrando la diferencia cuando sea necesario.
Eso no significa que cada estación de 600 kW necesite la misma batería.
Los vehículos deciden cuándo ocurre el pico.
Cuatro Cargadores Llegan al Transformador a la Vez
Tomemos un sitio de carga simplificado:
4 × 150 kW cargadores rápidos de CC
Potencia total máxima de la placa del cargador: 600 kW
Asignación de carga de red/transformador existente: 300 kW
A las 11:40, cuatro vehículos solicitan un total combinado de:
520 kW
Sin almacenamiento, el sitio quiere 520 kW del sistema eléctrico de arriba.
Con un límite de importación de red de 300 kW:
Descarga de BESS requerida = 520 − 300 = 220 kW
Si esa condición dura 20 minutos:
Energía AC requerida = 220 × 20/60 ≈ 73.3 kWh
Ahora el problema de ingeniería es más claro.
El sitio no necesita necesariamente un BESS de 600 kW.
Necesita suficientepotencia de PCS para llenar el vacío instantáneo de la red al cargadory suficientekWh utilizables para mantener ese vacío durante el pico de carga.
NREL señala que los sitios de carga de alta potencia pueden ejercer una presión significativa sobre la infraestructura de la red local y que el almacenamiento de energía en el sitio puede ser incorporado en el diseño de la estación.
El alivio del transformador se trata del pico, no de la energía gratuita
BESS no elimina la energía consumida por los EVs.
Si los conductores toman 1,000 kWh de la estación, esa energía aún tiene que provenir de la red, solar u otra fuente eventualmente.
Cambios en el almacenamientocuándo y qué tan rápidola red tiene que entregarlo.
Imagina que la batería descarga 73 kWh durante el período de mayor actividad, luego se recarga más tarde a 100 kW cuando la utilización del cargador disminuye.
El transformador ve una carga más plana en lugar del pico completo de carga.
Eso puede ser valioso donde la alternativa es:
transformador más grande
actualización de servicio
conexión de utilidad de mayor capacidad
o una larga espera por el refuerzo de la red.
El DOE identifica específicamente la carga de vehículos eléctricos gestionada como una forma de reducir los costos de actualización de infraestructura y mantener las cargas de carga dentro de la capacidad existente del transformador y del panel de servicio.
La batería añade otra fuente controlable cuando programar cargadores por sí solo no puede mantener el sitio por debajo de ese límite.
Los cargos por demanda ponen un precio sobre los mismos 220 kW
Ahora supongamos que la tarifa incluye:
Cargo por demanda: $20/kW-mes
Si la estación no gestionada alcanza520 kW, pero BESS mantiene de manera confiable la demanda facturada en300 kW, la demanda teórica evitada es:
520 − 300 = 220 kW
Reducción potencial del cargo por demanda mensual bruto:
220 × $20 = $4,400
Si esa reducción se lograra durante 12 meses de facturación aplicables:
$4,400 × 12 = $52,800/año
Ese es un ejemplo trabajado, no un ahorro garantizado.
La economía real depende de las reglas de la tarifa, la utilización de carga, las pérdidas de batería, el costo de recarga, la degradación, la estrategia de control y si la estación realmente establecería ese pico en cada período de facturación.
NREL evaluó más de10,000 combinaciones de recursos solares y tarifas de servicios públicospara carga rápida de CC y encontró que los cargos por demanda pueden afectar significativamente la economía de carga, particularmente en estaciones de baja utilización. El almacenamiento fue particularmente útil para mitigar la demanda picos.
Por eso quiero la tarifa antes que la cotización de la batería.
A veces, la carga inteligente debe venir antes que el BESS
Supongamos que diez vehículos de flota permanecen estacionados durante seis horas.
No todos necesitan la máxima potencia de carga de inmediato.
La "batería" más barata puede ser la programación.
El DOE describe la gestión de carga inteligente como la coordinación de la carga de vehículos eléctricos con las cargas del edificio, las tarifas eléctricas, los horarios de los vehículos y los límites de infraestructura. Puede imponer techos de potencia y reducir picos coincidentes sin necesariamente agregar almacenamiento estacionario.
Así que separo dos situaciones.
Carga flexible:reducir o cambiar la potencia del cargador primero.
Carga de alta potencia y baja flexibilidad:El BESS se vuelve más interesante porque los conductores necesitan energía rápidamente y no pueden esperar a la red.
La carga rápida pública de CC a menudo se dirige hacia el segundo caso.
La carga en el depósito a menudo puede aprovechar más del primero.
Por lo tanto, una buena propuesta de Ruibit/Dawnice debería recibirdatos de sesión del cargador o un perfil de carga esperado, no meramente "8 cargadores × 150 kW."
La batería debe recargarse antes de la próxima demanda
Aquí es donde un diseño aparentemente bueno puede fallar.
Supongamos:
Energía utilizable del BESS: 200 kWh
El pico de carga de la mañana consume:
150 kWh
Otro período de carga intensa comienza 90 minutos después.
Si el transformador solo tiene 50 kW de capacidad disponible para la carga de la batería:
Recarga de 90 minutos = 50 × 1.5 = 75 kWh antes de pérdidas
La batería puede no recuperar suficiente energía antes del segundo pico.
Agregar más kWh podría ayudar.
También podría ayudar cambiar el horario de recarga.
O aumentar el límite de la red.
O coordinar la potencia del cargador.
Por eso el dimensionamiento del BESS para carga de vehículos eléctricos necesitacronología de la sesión de carga, no solo un evento de máxima potencia.
Dawnice describe su BESS en contenedores como aplicable a la infraestructura de estaciones de carga para la optimización de carga rápida, soporte de red y desplazamiento de energía en el tiempo.BESS de Dawnice
La configuración relevante aún debe dimensionarse según el deber real del sitio.
Tres curvas deciden si compraría el BESS
Para un proyecto de carga de vehículos eléctricos, pondría estos en la misma línea de tiempo:
demanda de carga de vehículos eléctricos
carga máxima permitida de la red/transformador
SoC del BESS
Luego agrega la tarifa.
Si la demanda de carga supera repetidamente el límite de la red mientras la batería tiene suficiente potencia y energía para cubrir la brecha, el almacenamiento tiene un trabajo eléctrico claro.
Si esos picos también generan una demanda facturada costosa, puede tener un trabajo financiero.
Si las sesiones de carga se pueden simplemente desplazar sin afectar a los conductores, investigaría esa opción más económica primero.
El BESS no hace que un transformador sea más grande. Hace que la estación de carga se comporte, desde el punto de vista de la red, como si el transformador tuviera menos picos que atender.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Cómo puede el BESS reducir la carga del transformador en una estación de carga de vehículos eléctricos?
El BESS se descarga cuando la demanda de carga de vehículos eléctricos excede el límite de la red o transformador del sitio. Por ejemplo, si los cargadores requieren520 kWpero la importación de la red está limitada a300 kW, la batería puede proporcionar los restantes220 kW.
2. ¿Cómo se dimensiona un BESS para la carga rápida de vehículos eléctricos?
Dimensionarla potencia del PCS a partir de la máxima brecha entre la demanda de los cargadores y la potencia permitida de la red, luego dimensionar la energía utilizable de la batería según cuánto tiempo dure esa brecha. También se debe verificar el tiempo de recarga entre picos de carga.
3. ¿Puede el almacenamiento de baterías reducir los cargos por demanda en estaciones de carga de vehículos eléctricos?
Sí, donde las tarifas cobran por la demanda máxima. Al prevenir que picos cortos de carga establezcan una mayor demanda facturada en kW, el BESS puede reducir los cargos por demanda. Los ahorros reales dependen de la estructura tarifaria y los patrones de carga.
4. ¿Deben las estaciones de carga de vehículos eléctricos utilizar carga inteligente antes de añadir BESS?
A menudo sí. Si los tiempos de carga de los vehículos son flexibles, la gestión de carga puede reducir los picos sin capacidad adicional de batería. El BESS se vuelve más valioso cuando la demanda de carga es alta, rápida y difícil de desplazar.
5. ¿Por qué la potencia nominal del cargador es insuficiente para dimensionar el BESS?
Los cargadores rara vez operan a máxima potencia simultáneamente todo el día. El dimensionamiento del BESS debe utilizarperfiles de sesiones de carga reales o modelados, límites de transformador, duración de picos, oportunidades de recarga y datos tarifariosen lugar de simplemente sumar las calificaciones de los cargadores.
