Les chargeurs peuvent être de 600 kW sans demander au réseau 600 kW
Le stockage de batterie peut réduire la connexion au réseau requise par une station de charge de VE en fournissant une partie des pics de charge de courte durée localement. La même décharge peut également réduire les frais de demande de l'utilitaire là où les tarifs facturent la puissance maximale en kW du site. La question clé de dimensionnement n'est pas la puissance totale nominale du chargeur, mais combien de demande de charge dépasse la limite du transformateur ou d'importation du réseau, et pendant combien de temps.
Le Centre de données sur les carburants alternatifs du DOE donne un exemple utile : une station de charge rapide à courant continu de600 kWpeut être conçue de sorte que la demande du réseau ne dépasse pas100 kW, la batterie fournissant la différence si nécessaire.
Cela ne signifie pas que chaque station de 600 kW a besoin de la même batterie.
Les véhicules décident quand le pic se produit.
Quatre chargeurs arrivent au transformateur en même temps
Prenons un site de charge simplifié :
4 × 150 kW chargeurs rapides à courant continu
Puissance totale nominale maximale du chargeur : 600 kW
Allocation de charge existante du réseau/transformateur : 300 kW
À 11 h 40, quatre véhicules demandent un total combiné :
520 kW
Sans stockage, le site veut 520 kW du système électrique en amont.
Avec un plafond d'importation du réseau de 300 kW :
Décharge BESS requise = 520 − 300 = 220 kW
Si cette condition dure 20 minutes :
Énergie AC requise = 220 × 20/60 ≈ 73,3 kWh
Maintenant, le problème d'ingénierie est plus clair.
Le site n'a pas nécessairement besoin d'un BESS de 600 kW.
Il a besoin de suffisammentde puissance PCS pour combler l'écart instantané entre le réseau et le chargeuret suffisammentde kWh utilisables pour maintenir cet écart pendant le pic de charge.
NREL note que les sites de charge haute puissance peuvent exercer une pression significative sur l'infrastructure électrique locale et que le stockage d'énergie sur site peut être intégré dans la conception de la station.
Le soulagement du transformateur concerne le pic, pas l'énergie gratuite
Le BESS n'élimine pas l'énergie consommée par les VE.
Si les conducteurs prennent 1 000 kWh de la station, cette énergie doit finalement provenir du réseau, du solaire ou d'une autre source.
Changements de stockagequand et à quelle vitessele réseau doit la fournir.
Imaginez que la batterie se décharge de 73 kWh pendant la période de pointe, puis se recharge plus tard à 100 kW lorsque l'utilisation du chargeur diminue.
Le transformateur voit une charge plus plate au lieu du pic de charge complet.
Cela peut être précieux là où l'alternative est :
transformateur plus grand
mise à niveau du service
connexion utilitaire de plus grande capacité
ou une longue attente pour le renforcement du réseau.
Le DOE identifie spécifiquement la charge de VE gérée comme un moyen de réduire les coûts de mise à niveau des infrastructures et de maintenir les charges de charge dans la capacité existante du transformateur et du panneau de service.
La batterie ajoute une autre source contrôlable lorsque la planification des chargeurs seule ne peut pas maintenir le site en dessous de ce plafond.
Les frais de demande mettent un prix sur les mêmes 220 kW
Supposons maintenant que le tarif inclut :
Frais de demande : 20 $/kW-mois
Si la station non gérée atteint520 kW, mais que le BESS maintient de manière fiable la demande facturée à300 kW, la demande théorique évitée est :
520 − 300 = 220 kW
Réduction potentielle des frais de demande mensuels bruts :
220 × 20 $ = 4 400 $
Si cette réduction était réalisée pendant 12 mois de facturation applicables :
4 400 $ × 12 = 52 800 $/an
C'est un exemple travaillé, pas une économie garantie.
L'économie réelle dépend des règles tarifaires, de l'utilisation de la charge, des pertes de batterie, du coût de recharge, de la dégradation, de la stratégie de contrôle et de savoir si la station établirait vraiment ce pic chaque période de facturation.
Le NREL a évalué plus de10 000 combinaisons de ressources solaires et de tarifs utilitairespour la recharge rapide en courant continu et a constaté que les frais de demande peuvent affecter de manière significative l'économie de la charge, en particulier dans les stations à faible utilisation. Le stockage était particulièrement utile pour atténuer la demande de pointe.
C'est pourquoi je veux le tarif avant de vouloir le devis de la batterie.
Parfois, la charge intelligente devrait venir avant le BESS
Supposons que dix véhicules de flotte restent garés pendant six heures.
Ils n'ont pas tous besoin de la puissance de charge maximale immédiatement.
La "batterie" la moins chère peut être la planification.
Le DOE décrit la gestion intelligente de la charge comme la coordination de la charge des VE avec les charges du bâtiment, les tarifs d'électricité, les horaires des véhicules et les limites d'infrastructure. Cela peut imposer des plafonds de puissance et réduire les pics simultanés sans nécessairement ajouter de stockage stationnaire.
Donc, je sépare deux situations.
Charge flexible :réduire ou décaler d'abord la puissance du chargeur.
Charge à haute puissance et faible flexibilité :Le BESS devient plus intéressant car les conducteurs ont besoin d'énergie rapidement et ne peuvent pas attendre le réseau.
La charge rapide DC publique tend souvent vers le deuxième cas.
La charge en dépôt peut souvent exploiter davantage le premier.
Une bonne proposition de Ruibit/Dawnice devrait donc recevoirdes données de session de charge ou un profil de charge attendu, pas simplement "8 chargeurs × 150 kW."
La batterie doit se recharger avant la prochaine ruée
C'est là qu'un design apparemment bon peut échouer.
Supposons :
Énergie utilisable du BESS : 200 kWh
Le pic de charge du matin consomme :
150 kWh
Une autre période de charge intensive commence 90 minutes plus tard.
Si le transformateur n'a que 50 kW de capacité supplémentaire disponible pour la charge de la batterie :
Recharge de 90 minutes = 50 × 1,5 = 75 kWh avant pertes
La batterie peut ne pas récupérer suffisamment d'énergie avant le deuxième pic.
Ajouter plus de kWh pourrait aider.
Changer le calendrier de recharge pourrait aussi aider.
Ou augmenter la limite du réseau.
Ou coordonner la puissance du chargeur.
C'est pourquoi le dimensionnement du BESS pour la charge des VE nécessitela chronologie des sessions de charge, pas seulement un événement de puissance maximale.
Dawnice décrit son BESS conteneurisé comme applicable à l'infrastructure de bornes de recharge pour l'optimisation de la recharge rapide, le soutien au réseau et le décalage temporel de l'énergie.BESS de Dawnice
La configuration pertinente doit encore être dimensionnée en fonction des besoins réels du site.
Trois courbes décident si j'achèterais le BESS
Pour un projet de recharge de VE, je mettrais ces éléments sur la même chronologie :
demande de recharge de VE
charge maximale autorisée du réseau/transformateur
SoC du BESS
Ajoutez ensuite le tarif.
Si la demande de chargeur dépasse à plusieurs reprises le plafond du réseau alors que la batterie a suffisamment de puissance et d'énergie pour combler l'écart, le stockage a un rôle électrique clair.
Si ces pics créent également une demande facturée coûteuse, cela peut avoir un rôle financier.
Si les sessions de recharge peuvent simplement être décalées sans affecter les conducteurs, j'explorerais d'abord cette option moins coûteuse.
Le BESS ne rend pas un transformateur plus grand. Il fait en sorte que la station de recharge se comporte, du point de vue du réseau, comme si le transformateur avait moins de pics à servir.
Questions fréquentes
1. Comment le BESS peut-il réduire la charge du transformateur dans une station de charge pour VE ?
Le BESS se décharge lorsque la demande de recharge de VE dépasse la limite du réseau ou du transformateur du site. Par exemple, si les chargeurs nécessitent520 kWmais que l'importation du réseau est limitée à300 kW, la batterie peut fournir les220 kW.
2. Comment dimensionner un BESS pour la charge rapide des VE ?
Dimensionnerla puissance PCS à partir de l'écart maximal entre la demande du chargeur et la puissance autorisée du réseau, puis dimensionner l'énergie utilisable de la batterie en fonction de la durée de cet écart. Le temps de recharge entre les pics de charge doit également être vérifié.
3. Le stockage de batterie peut-il réduire les frais de demande d'une station de charge pour VE ?
Oui, là où les tarifs facturent pour la demande de pointe. En empêchant les courts pics de charge de fixer une demande en kW facturée plus élevée, le BESS peut réduire les frais de demande. Les économies réelles dépendent de la structure tarifaire et des modèles de recharge.
4. Les stations de charge pour VE devraient-elles utiliser la charge intelligente avant d'ajouter un BESS ?
Souvent oui. Si les temps de recharge des véhicules sont flexibles, la gestion de la charge peut réduire les pics sans capacité de batterie supplémentaire. Le BESS devient plus précieux lorsque la demande de recharge est élevée, rapide et difficile à décaler.
5. Pourquoi la puissance nominale du chargeur est-elle insuffisante pour le dimensionnement du BESS ?
Les chargeurs ne fonctionnent que rarement à puissance maximale simultanément toute la journée. Le dimensionnement du BESS devrait utiliserdes profils de sessions de recharge réels ou modélisés, des limites de transformateur, la durée des pics, les opportunités de recharge et les données tarifairesplutôt que d'ajouter simplement les évaluations des chargeurs.
