Esempio pratico. Un parco industriale con sei contatori per inquilini, un trasformatore da 1.600 kVA e un impianto fotovoltaico da 600 kWp che è in servizio da quattro anni. Il retrofit qui sotto è un esempio pratico costruito per mostrare come l'architettura e la strategia di controllo vengono decise, non un resoconto di un progetto consegnato.
Prima del retrofit: cosa pagava il parco
Il parco acquista elettricità in un punto di connessione e ricarica i suoi inquilini a una tariffa mista per chilowattora. Questo accordo significa che il proprietario raccoglie il costo dell'energia e assorbe tutto il resto, e tutto il resto include un costo di domanda di 14,50 EUR per chilowatt al mese contro un picco fatturato di 1.230 kW. Questo equivale a 17.835 EUR al mese, o 214.020 EUR all'anno, e veniva pagato che il parco producesse qualcosa o meno.
L'impianto fotovoltaico sul tetto era già presente e funzionante. Ha generato 690 MWh all'anno e il 78% di questo è stato consumato in loco. I restanti 152 MWh sono stati esportati attraverso il contatore a un valore di esportazione vicino a 0,04 EUR per chilowattora, contro un prezzo di importazione vicino a 0,16 EUR.
Quindi il parco aveva due perdite separate. Una era un costo di domanda guidato da un picco mattutino coincidente, e l'altra era l'energia solare regalata a un quarto del costo per sostituirla.
L'inquilino che ha innescato la decisione
Niente riguardo al retrofit è diventato urgente fino a quando un operatore di stoccaggio a freddo ha firmato un contratto di locazione. Lo stoccaggio a freddo aggiunge un carico che funziona di notte, in estate e in inverno, e non segue il profilo esistente del parco. Entro un periodo di fatturazione, il picco del parco è passato da circa 1.050 kW a 1.230 kW, e il carico del trasformatore ha superato il 75% nello stesso momento.
Quella combinazione, un nuovo picco e un trasformatore che non era più a suo agio, è il punto in cui un proprietario smette di trattare il costo di domanda come un costo di fare affari. La tariffa di ricarica mista era stata impostata quando il picco del parco era di 1.050 kW, e non copriva più ciò che la compagnia elettrica stava addebitando.
Tre scelte architettoniche che smettono di essere reversibili
La prima decisione non è la dimensione della batteria. È dove si trova la batteria rispetto ai contatori degli inquilini, perché quella scelta decide chi può mantenere il risparmio.
Posizionare la batteria a monte è ciò che fa sì che il risparmio di domanda sia di proprietà del proprietario. Posizionarla a valle di un contatore per inquilini influisce sulla bolletta di quell'inquilino e lascia il picco del parco esattamente dov'era. Spostare la batteria dopo il fatto non è un lavoro da poco, perché il punto di connessione è fissato dall'apparecchiatura di ingresso e l'arrangiamento di misurazione è fissato dagli accordi di locazione in vigore.
La seconda scelta è il collegamento. L'impianto ha quattro anni ed è accoppiato in AC, con i propri inverter a stringa che funzionano. Se l'impianto è già accoppiato in AC con inverter a stringa riparabili, accoppiare in DC la nuova batteria significa rottamare attrezzature che hanno ancora un decennio di servizio, e il costo ricade sul lato sbagliato del registro del retrofit. La batteria quindi richiede il proprio sistema di conversione dell'energia e i due sistemi si incontrano sul bus AC.
La terza scelta è la finestra di carica. Una batteria che si carica durante la notte aggiunge carico nelle ore in cui il parco è tranquillo, il che è solitamente gradito, ma cambia il profilo di carico del trasformatore e quindi lo studio di protezione. Quello studio deve essere ripetuto prima che la batteria venga messa in servizio, non dopo, perché le impostazioni che produce sono quelle con cui il relè è configurato.
La strategia EMS, in ordine di priorità
Il loop di controllo deve leggere il contatore della compagnia elettrica al punto di connessione. Un loop che legge i trasformatori di corrente della batteria sta regolando un numero che nessuno fattura, e la differenza tra quel numero e la cifra fatturata è esattamente dove si perdono i costi di domanda.
Inoltre, il sito ha bisogno di un ordine di priorità piuttosto che di una lista dei desideri, perché due dei quattro compiti in un parco solare con accumulo competono per la stessa energia immagazzinata.
- Controllo della domanda prima: mantenere il parco sotto 900 kW con una banda morta di 30 kW, valutata come una media mobile di 15 minuti per corrispondere alla finestra di domanda dell'utility. Se il meccanismo di reset della domanda si azzera annualmente, un picco non controllato a gennaio stabilisce la domanda fatturata per i restanti undici mesi.
- Autoconsumo solare secondo: assorbire il surplus di mezzogiorno invece di esportarlo a 0,04 EUR per kilowattora.
- Arbitraggio del tempo di utilizzo terzo: caricare nella finestra economica e scaricare in quella costosa, entro qualsiasi margine lasciato dal controllo della domanda.
- Riserva di backup ultima, e solo se dichiarata prima della dimensione.
Il conflitto è strutturale. Il controllo del picco vuole che la batteria sia piena alle 08:00, pronta per il picco mattutino coincidente. L'autoconsumo solare vuole che la batteria sia vuota alle 11:00 affinché l'impianto abbia un posto dove mettere la sua produzione. Se entrambi gli obiettivi sono attesi a 1.000 kWh senza una priorità dichiarata, il sito otterrà il comportamento che il firmware era sintonizzato per, e il deficit apparirà in una delle due colonne piuttosto che nell'altra.
Dopo il retrofit: cosa è realmente cambiato
Due linee producono quasi tutti i benefici. La linea di domanda scende di 57.420 EUR all'anno, e la linea di esportazione recupera i 111 MWh che prima lasciavano il sito, per un valore di 13.320 EUR all'anno a un gap di 12 centesimi tra prezzo di importazione ed esportazione. Insieme, ciò equivale a 70.740 EUR all'anno.
Una condizione si trova sotto quel secondo numero. Se gli inquilini fossero stati fatturati sulla loro massima domanda piuttosto che sui chilowattora, parte del risparmio di domanda sarebbe stata restituita a loro piuttosto che rimanere con il parco, e il rimborso si sarebbe spostato di conseguenza. I dati di intervallo sono ciò che rende questo confronto verificabile, e nessun foglio informativo può sostituirlo, inclusi quelli che Ruibit pubblica per le sue unità container.
Qual è stato il costo del retrofit e cosa ha aggiunto al carico di lavoro
Il costo installato di 500 kW e 1.000 kWh, inclusi il basamento, l'interfaccia a bassa tensione e l'integrazione di controllo, è stato di 420.000 EUR. Contro 70.740 EUR all'anno, ciò equivale a un semplice rimborso di 5,9 anni, e la versione onesta di quella cifra include i quattro elementi che non compaiono mai nella colonna dei benefici.
Controlli termici e di filtro mensili si sono uniti a un programma di manutenzione che in precedenza non aveva nulla di più complicato di uno scarico del tetto da ispezionare, e una decisione di stoccaggio di ricambi è arrivata con essi. Il basamento e l'accesso alla gru ora occupano spazio nel cortile che il parco aveva riservato per il parcheggio. La strategia di controllo deve essere ri-sintonizzata ogni volta che cambia un contratto di locazione, perché un nuovo profilo di carico invalida l'assunzione di picco su cui sono stati costruiti gli obiettivi. E la tariffa di ricarica mista, che è ciò che ha permesso al parco di mantenere il risparmio di domanda in primo luogo, è un accordo commerciale che può essere rinegoziato dal prossimo inquilino.
Quel punto finale è quello che vale la pena dichiarare chiaramente. Il retrofit non ha rimosso un costo; ha spostato il costo da una fattura della compagnia elettrica in un'attività che deve essere gestita. Normalizzare qualsiasi proposta concorrente significa confrontarla sul punto di connessione, sull'arrangiamento di misurazione e sul proprietario del risparmio, perché due schemi dello stesso 1.000 kWh con posizionamenti diversi non sono lo stesso progetto.
Domande da risolvere prima che il design venga congelato
Chiedi quale contatore legge il loop di controllo e se è il contatore su cui la compagnia elettrica fattura. La risposta che il loop utilizza i trasformatori di corrente della batteria descrive un sistema che manterrà costante la potenza terminale della batteria mentre il picco fatturato deriva.
Chiedi su quale finestra di domanda la compagnia elettrica fattura e come la strategia di controllo media su di essa. Un limitatore di picco istantaneo presentato come controllo della domanda mancherà una media di 15 minuti con un margine che si presenta una volta al mese.
Chiedi chi possiede i dati di intervallo e la configurazione di controllo dopo il passaggio. Una risposta che i dati risiedono nel cloud del fornitore significa che il prossimo cambiamento di locazione non può essere sintonizzato senza il fornitore presente.
Domande Frequenti
1. Dove dovrebbe essere posizionata la batteria in un parco industriale?
A monte, al punto di connessione su cui la compagnia elettrica fattura. Il posizionamento decide chi mantiene il risparmio di domanda. Una batteria dietro un contatore per inquilini riduce il picco fatturato di quell'inquilino e lascia il picco del parco invariato.
2. Perché l'EMS ha bisogno di un ordine di priorità?
Perché il controllo del picco e l'autoconsumo solare competono per la stessa energia immagazzinata. Il controllo del picco vuole che la batteria sia piena alle 08:00; l'assorbimento solare la vuole vuota alle 11:00. Senza un ordine dichiarato, il sito ottiene il comportamento che il firmware era sintonizzato per.
3. Quale finestra di domanda dovrebbe utilizzare il loop di controllo?
La stessa finestra su cui si basano le bollette dell'utility, tipicamente una media mobile di 15 minuti, con una banda morta di 20-30 kW. Un limitatore istantaneo presentato come controllo della domanda mancherà una media di 15 minuti.
4. Può il solare con accumulo ridurre il costo della domanda di un parco industriale?
Può, ma solo quando la batteria si trova nel punto di connessione misurato. Nell'esempio lavorato qui, il picco fatturato è sceso da 1.230 kW a 900 kW, riducendo il costo annuale della domanda da 214.020 EUR a 156.600 EUR.
5. Dovrebbe una nuova batteria essere accoppiata in corrente continua a un array esistente?
Di solito no, se l'array è già accoppiato in corrente alternata con inverter funzionanti. L'accoppiamento in corrente continua significa sostituire attrezzature funzionanti, quindi la batteria utilizza il proprio sistema di conversione e i due si incontrano sul bus AC.
6. Quali costi aggiunge il retrofit?
Controlli termici e dei filtri mensili su un programma che non ne prevedeva, una decisione sulla gestione dei ricambi, spazio nel cortile per la base e accesso con la gru, e una strategia di controllo che deve essere ri-tarata ogni volta che cambia l'inquilino.
