I caricabatterie possono essere 600 kW senza chiedere alla rete 600 kW
L'accumulo di batterie può ridurre la connessione alla rete richiesta da una stazione di ricarica per veicoli elettrici fornendo parte dei picchi di ricarica a breve durata localmente. La stessa scarica può anche abbassare le spese per la domanda dell'utility dove le tariffe fatturano il massimo kW del sito. La domanda chiave di dimensionamento non è la potenza totale nominale del caricabatterie, ma quanto la domanda di ricarica supera il limite del trasformatore o dell'importazione dalla rete, e per quanto tempo.
Il Data Center sui carburanti alternativi del DOE fornisce un esempio utile: una stazione di ricarica veloce DC da600 kWpuò essere progettata in modo che la domanda dalla rete non superi100 kW, con la batteria che fornisce la differenza quando necessario.
Ciò non significa che ogni stazione da 600 kW abbia bisogno della stessa batteria.
I veicoli decidono quando si verifica il picco.
Quattro caricatori arrivano al trasformatore contemporaneamente
Prendi un sito di ricarica semplificato:
4 × 150 kW caricabatterie rapidi DC
Potenza totale nominale massima del caricabatterie: 600 kW
Allocazione di ricarica esistente rete/trasformatore: 300 kW
Alle 11:40, quattro veicoli richiedono un totale combinato di:
520 kW
Senza accumulo, il sito richiede 520 kW dal sistema elettrico a monte.
Con un limite di importazione dalla rete di 300 kW:
Scarica BESS richiesta = 520 − 300 = 220 kW
Se quella condizione dura 20 minuti:
Energia AC richiesta = 220 × 20/60 ≈ 73,3 kWh
Ora il problema ingegneristico è più chiaro.
Il sito non ha necessariamente bisogno di un BESS da 600 kW.
Ha bisogno di abbastanzapotenza PCS per colmare il divario istantaneo dalla rete al caricabatteriee abbastanzakWh utilizzabili per sostenere quel divario attraverso il picco di ricarica.
NREL osserva che i siti di ricarica ad alta potenza possono esercitare una pressione significativa sulle infrastrutture della rete locale e che l'accumulo di energia in loco può essere incorporato nel design della stazione.
Il sollievo del trasformatore riguarda il picco, non l'energia gratuita
BESS non elimina l'energia consumata dai veicoli elettrici.
Se i conducenti prelevano 1.000 kWh dalla stazione, quell'energia deve comunque provenire dalla rete, dal solare o da un'altra fonte.
Le modifiche allo stoccaggioquando e con quale rapiditàla rete deve fornirla.
Immagina che la batteria si scarichi di 73 kWh durante il periodo di punta, per poi ricaricarsi più tardi a 100 kW quando l'utilizzo del caricatore diminuisce.
Il trasformatore vede un carico più uniforme invece del picco di carica completo.
Questo può essere prezioso dove l'alternativa è:
trasformatore più grande
aggiornamento del servizio
connessione di utilità a maggiore capacità
o una lunga attesa per il potenziamento della rete.
Il DOE identifica specificamente la ricarica gestita dei veicoli elettrici come un modo per ridurre i costi di aggiornamento delle infrastrutture e mantenere i carichi di ricarica all'interno della capacità esistente del trasformatore e del pannello di servizio.
La batteria aggiunge un'altra fonte controllabile quando la programmazione dei caricatori da sola non può mantenere il sito al di sotto di quel limite.
Le spese per la domanda mettono un prezzo sui 220 kW
Ora supponi che la tariffa includa:
Costo di domanda: $20/kW-mese
Se la stazione non gestita raggiunge520 kW, ma BESS mantiene in modo affidabile la domanda fatturata a300 kW, la domanda teorica evitata è:
520 − 300 = 220 kW
Riduzione potenziale del costo di domanda mensile lordo:
220 × $20 = $4.400
Se quella riduzione fosse raggiunta per 12 mesi di fatturazione applicabili:
$4.400 × 12 = $52.800/anno
Questo è un esempio pratico, non un risparmio garantito.
L'economia reale dipende dalle regole tariffarie, dall'utilizzo della ricarica, dalle perdite della batteria, dal costo di ricarica, dalla degradazione, dalla strategia di controllo e dal fatto che la stazione stabilirebbe davvero quel picco in ogni periodo di fatturazione.
NREL ha valutato più di10.000 combinazioni di risorse solari e tariffe di utilitàper la ricarica rapida DC e ho scoperto che i costi di domanda possono influenzare significativamente l'economia della ricarica, in particolare nelle stazioni a bassa utilizzazione. L'accumulo è stato particolarmente utile per mitigare la domanda picco.
Ecco perché voglio la tariffa prima di voler il preventivo per la batteria.
A volte la ricarica intelligente dovrebbe precedere il BESS
Supponiamo che dieci veicoli di flotta rimangano parcheggiati per sei ore.
Non hanno tutti bisogno della massima potenza di ricarica immediatamente.
La "batteria" più economica potrebbe essere la programmazione.
Il DOE descrive la gestione intelligente della ricarica come il coordinamento della ricarica dei veicoli elettrici con i carichi degli edifici, le tariffe elettriche, i programmi dei veicoli e i limiti delle infrastrutture. Può imporre limiti di potenza e ridurre i picchi coincidenti senza necessariamente aggiungere accumulo stazionario.
Quindi separo due situazioni.
Ricarica flessibile:ridurre o spostare prima la potenza del caricatore.
Ricarica ad alta potenza e bassa flessibilità:Il BESS diventa più interessante perché i conducenti hanno bisogno di energia rapidamente e non possono aspettare la rete.
La ricarica rapida DC pubblica si sposta spesso verso il secondo caso.
La ricarica in deposito può spesso sfruttare di più il primo.
Una buona proposta Ruibit/Dawnice dovrebbe quindi riceveredati sulla sessione di ricarica o un profilo di ricarica previsto, non semplicemente "8 caricabatterie × 150 kW."
La batteria deve ricaricarsi prima della prossima ondata
È qui che un design apparentemente buono può fallire.
Supponiamo:
Energia utilizzabile del BESS: 200 kWh
Il picco di ricarica del mattino consuma:
150 kWh
Un altro periodo di ricarica intensa inizia 90 minuti dopo.
Se il trasformatore ha solo 50 kW di capacità disponibile per la ricarica della batteria:
Ricarica di 90 minuti = 50 × 1.5 = 75 kWh prima delle perdite
La batteria potrebbe non recuperare abbastanza energia prima del secondo picco.
Aggiungere più kWh potrebbe aiutare.
Anche cambiare il programma di ricarica potrebbe aiutare.
O aumentare il limite della rete.
O coordinare la potenza del caricatore.
Ecco perché la dimensione del BESS per la ricarica dei veicoli elettrici ha bisognocronologia delle sessioni di ricarica, non solo un evento di potenza massima.
Dawnice descrive il suo BESS containerizzato come applicabile all'infrastruttura delle colonnine di ricarica per l'ottimizzazione della ricarica rapida, il supporto alla rete e lo spostamento temporale dell'energia.Dawnice BESS
La configurazione pertinente deve ancora essere dimensionata in base all'effettivo utilizzo del sito.
Tre curve decidono se acquisterei il BESS
Per un progetto di ricarica di veicoli elettrici, metterei questi sulla stessa linea temporale:
domanda di ricarica di veicoli elettrici
carico massimo consentito dalla rete/trasformatore
SoC del BESS
Poi aggiungi la tariffa.
Se la domanda di ricarica supera ripetutamente il limite della rete mentre la batteria ha abbastanza potenza ed energia per colmare il divario, lo stoccaggio ha un chiaro compito elettrico.
Se quei picchi creano anche una domanda fatturata costosa, potrebbe avere un compito finanziario.
Se le sessioni di ricarica possono semplicemente essere spostate senza influenzare i conducenti, indagherei prima su quell'opzione più economica.
Il BESS non rende un trasformatore più grande. Fa sì che la stazione di ricarica si comporti, dal punto di vista della rete, come se il trasformatore avesse meno picchi da servire.
Domande Frequenti
1. Come può il BESS ridurre il carico del trasformatore in una stazione di ricarica per veicoli elettrici?
Il BESS si scarica quando la domanda di ricarica di veicoli elettrici supera il limite della rete o del trasformatore del sito. Ad esempio, se i caricabatterie richiedono520 kWma l'importazione dalla rete è limitata a300 kW, la batteria può fornire i rimanenti220 kW.
2. Come si dimensiona un BESS per la ricarica rapida dei veicoli elettrici?
Dimensionepotenza PCS dal massimo divario tra la domanda del caricabatterie e la potenza consentita dalla rete, quindi dimensiona l'energia utilizzabile della batteria in base a quanto dura quel divario. Deve essere controllato anche il tempo di ricarica tra i picchi di ricarica.
3. Può l'accumulo di batterie ridurre le spese per la domanda della stazione di ricarica per veicoli elettrici?
Sì, dove le tariffe addebitano per la domanda di picco. Impedendo ai brevi picchi di ricarica di impostare una domanda di kW fatturata più alta, il BESS può ridurre i costi di domanda. I risparmi effettivi dipendono dalla struttura tariffaria e dai modelli di ricarica.
4. Dovrebbero le stazioni di ricarica per veicoli elettrici utilizzare la ricarica intelligente prima di aggiungere il BESS?
Spesso sì. Se i tempi di ricarica dei veicoli sono flessibili, la gestione del carico può ridurre i picchi senza capacità aggiuntiva della batteria. Il BESS diventa più prezioso quando la domanda di ricarica è alta, rapida e difficile da spostare.
5. Perché la potenza nominale del caricatore non è sufficiente per il dimensionamento del BESS?
I caricabatterie raramente operano alla potenza massima simultaneamente per tutto il giorno. Il dimensionamento del BESS dovrebbe utilizzareprofili di sessione di ricarica reali o modellati, limiti del trasformatore, durata dei picchi, opportunità di ricarica e dati tariffarianziché semplicemente aggiungere le valutazioni dei caricabatterie.
