ピークシェービングの経済学：工場はBESSでどれだけ節約できるか？

工場はバッテリーが放電するからお金を節約するわけではありません。

工場は、バッテリー放電が実際に電気料金に現れる需要価値を減少させる場合にのみ、ピークシェービングBESSでお金を節約します。したがって、初回の年間節約はavoided demand charge − charging cost − conversion losses − auxiliary energy − degradation cost − maintenance高い需要料金と短く繰り返し可能なピークは、通常、広範で数時間の負荷プラトーよりも強いビジネスケースを生み出します。

それは明白に聞こえますが、誰かが次のような提案を示すまでです：

「500 kWh BESSは電気代を30%節約します。」

私の最初の質問はバッテリーについてではありません。

「どの充電の30%ですか？」

米国エネルギー省は、kWhで請求されるエネルギー料金を、請求期間中の最大kWに基づく需要料金と区別します。また、月次消費合計が隠すピークを見るためには、通常は時間単位または15分単位の間隔データが必要であることも指摘しています。DOE

NRELは異なる方向から同様の結論に達しました：商業用バッテリー貯蔵経済学の分析において、ピーク需要料金はBESSが経済的に実行可能かどうかの最も強力な予測因子であり、負荷プロファイルの形状はバッテリーサイズの最も強力な予測因子でした。. NREL

ここからスプレッドシートを始めます。

バッテリー価格からではありません。

$18/kW・月を支払っている工場が私の注意を引きます。

仮想の工場を考えてみましょう。これは実際の例の仮定であり、Ruibit/Dawniceの顧客ケースではありません。

工場には：

月間ピーク需要：1,020 kW

ピークシェービング後の目標：800 kW

需要料金：$18/kW-月

必要なピーク削減：220 kW

BESSがすべての12ヶ月の請求月でその削減を維持できると仮定します。

総需要料金の節約は：

220 kW × $18/kW-月 × 12ヶ月 = $47,520/年

これは人々がプレゼンテーションに入れたがる数字です。

私はそうしません。

まだです。

なぜなら$47,520は回避された需要料金であり、ネットBESSの節約ではありません。.

その後、負荷曲線を開くと、通常は良い数字が変わります。

220 kWのピーク削減が典型的なピーク日の45分間だけ必要だと仮定します。

イベント中に供給されるエネルギーは：

220 kW × 0.75 h = 165 kWh

もしピークが3時間続く場合:

220 kW × 3 h = 660 kWh

同じ需要削減。

同じ理論的な$47,520の年間需要料金節約。

非常に異なるバッテリー。

これがピークの持続時間が経済に強い影響を与える理由です。NRELは、長時間のピークシェービングシステムは一般的に追加のバッテリーエネルギーが必要なため、コストが高くなると指摘しています。NREL

30〜45分の急激な生産ピークを持つ工場は、4時間のプラトーに広がる同じ1,020 kWの最大需要を持つ別の工場よりも、はるかに興味深いBESS候補かもしれません。

電気料金は同じピークを示しています。

バッテリーは幅を見ています。

1つのピークを逃すことは、1サイクルを失うよりも高くつくことがあります。

ここからがエネルギーマネージャーとして私が心配する部分です。

一部の料金プランには需要ラチェットや遡及条項が含まれています。DOEは、これにより現在の需要料金が過去のピークの一部から計算される可能性があるため、時折の高いスパイクが発生した月を超えて請求書に影響を与える可能性があると指摘しています。DOE

したがって、BESSが11ヶ月間完璧に機能したと想像してください。

8月には、生産が年間ピークに達したとき、SoCが低すぎます。

工場は1,015 kWに達し、800 kW近くに留まることはありません。

料金プランによっては、それは単に「一度の悪いdispatch」ではありません。

経済的基準の一部をリセットする可能性があります。

これが私がピークシェービングシステムを次のように評価しない理由です:

バッテリー容量 + 需要料金

だけでは。

私はまた、

EMSロジック

負荷予測

最小予備SoC

メーター間隔

再充電戦略

SoC

および請求需要の正確な料金定義を求めています。

バッテリーは技術的には健康でも、15分間非常に高価で無駄になる可能性があります。

充電料金は別のドアを通って戻ってきます。

工場が必要とするのは165 kWhのAC側放電です各シェービングイベント中。

例として計算すると、90%の往復効率.

バッテリーを復元するために購入しなければならないエネルギーはおおよそ：

165 ÷ 0.90 = 183.3 kWh

充電電力のコストが$0.09/kWh:

183.3 × $0.09 = $16.50/イベント

年間250回のピークシェービングイベントの場合：

$16.50 × 250 = $4,125/年

今、私たちの単純な経済は次のようになります：

それ$43,395はまだプロジェクトの利益ではありません.

これは単に$47,520よりもクリーンな数字です。

これが、需要料金の節約から直接回収期間に飛ぶBESS提案に疑念を抱く理由です。

劣化は請求書が送られなくても費用です。

バッテリーサイクルにはレシートが付いてきません。

それにはコストがあります。

ある工場がエネルギーのアービトラージのためにより積極的にサイクルを回すことで年間$8,000を節約したとしましょうが、そのディスパッチがスループットを増加させ、容量の損失を加速させたり、保証されたスループットの限界に早く達することになります。

その追加収入は価値がありましたか？

かもしれません。

しかし、EMSは放電が技術的に可能であるからといって、すべての価格差を追いかけるべきではありません。

NRELのストレージモデリングは、ディスパッチ戦略がプロジェクトのNPVを実質的に変えることができることを示しており、特に料金が時間によって異なる場合においてです。ピークシェービングと価格信号ディスパッチは異なる制御目標であり、異なる運用行動を生む可能性があります。NREL

したがって、工場プロジェクトでは少なくとも次のことをモデル化します：

年間放電MWh

予想される往復効率

容量の減少

保証されたスループット

増強/交換の仮定

単なるサイクル数ではありません。

浅い20分のピークシェービングイベントと深い日次アービトラージサイクルは、両方が営業プレゼンテーションで「1サイクル」として表示されるからといって、経済的に同一視されるべきではありません。

最も安いバッテリーが最悪の回収を生むことがあります。

別の仮定の比較を使いましょう。

同じ220 kWのピーク削減が可能な2つの供給者のシステムを引用します：

システムBは2倍のエネルギーを蓄えます。

この例では、わずか3,000ドルの追加収入しか得られません。

工場の実際のピークが1時間未満である場合、追加の250 kWhは経済的に有用な活動をほとんど行わずに過ごす可能性があります。

これが理由です経済的なサイズ設定は最大サイズ設定とは異なります。.

Ruibit/Dawniceがピークシェービングの問い合わせを受けたとき、私は「500 kWhが私たちの予算だから」と要求するよりも、工場のインターバルデータと料金を送信したいです。

Dawniceは現在、以下を含む商業用構成を提供しています：100 kW/200 kWhおよび125 kW/265 kWhシステム、さらに大規模な商業用およびコンテナ化されたストレージプラットフォーム。Dawnice

それらは設備の構成です。

工場のピークがそれらの経済的な意味を決定します。

太陽光発電は計算を改善できますが、タイミングが合う場合のみです。

屋上PVを持つ工場は、太陽光が自動的にピークシェービングをより収益性の高いものにすると仮定することがあります。

必ずしもそうではありません。

工場のピークが17:30に発生し、PVの生産が急激に減少したと想像してください。

太陽光はまだバッテリーを早めに充電するかもしれず、それが充電エネルギーコストを削減したり、太陽光の自己消費を増加させたりすることができます。

有用です。

しかし、17:30に十分なPCS電力と予備エネルギーが必要であることを排除するわけではありません。

逆に、PVがすでに昼間のピークを需要の閾値以下に減少させている場合、BESSは残りのピークシェービング作業が非常に少なくなる可能性があります。

NRELは、PVが一部のシステムでネットピークの持続時間を短縮できることを指摘しており、これがピークシェービングのためのストレージ経済を改善する可能性があります。NREL

重要な言葉はできる.

私は、バッテリーに価値を割り当てる前に、同じインターバル解像度でPVの発電と工場の需要を重ね合わせます。

これらの7つの数字が動かなくなるまで回収を計算しません。

初期の工場ピークシェービングビジネスケースのために、私は次のものが必要です：

その後、プロジェクトがより真剣になるにつれて、劣化、メンテナンス、補助消費、資金調達、税金、インセンティブ、保証制限、残存価値を追加します。

その後にのみ、私は計算します：

単純回収期間 = 設置プロジェクトコスト ÷ 年間純節約

例えば、完全に設置されたプロジェクトのコストは220,000ドル運営コスト後のモデル化された年間純節約額は40,000ドル:

単純回収期間 = 220,000ドル ÷ 40,000ドル = 5.5年

有用な数字です。

投資判断には不十分です。

深刻なプロジェクトは、NPV、IRR、劣化、料金感度、そして生産拡大後にピークが変わった場合の影響も検討すべきです。

時には私の推奨はバッテリーを購入しないことです。

これは見積もりにはほとんど現れない部分です。

15分データを開いて、工場のピークが二つの生産ラインが重なっている間に不要に一つのコンプレッサーが始動していることを発見したとしましょう。

その設備の再スケジュールはほとんどコストがかかりません。

あるいは、需要料金はわずか4ドル/kW-月.

または「ピーク」が毎営業日5時間続き、バッテリーエネルギーを非常に多く必要とし、経済性が崩壊することもあります。

誰かがキャビネットを注文する前にそれを見つけたいです。

ピークシェービングは、高価な需要料金がバッテリーが効率的に攻撃できる負荷プロファイルと出会うときに魅力的です。NRELの分析はまさにその関係を支持しています：料金と負荷形状は中心的な経済的要因であり、背景の詳細ではありません。NREL

したがって、工場が尋ねるとき：

「BESSはどれだけ節約できますか？」

私はパーセンテージで答えません。

料金を教えてください。

間隔データを教えてください。

設置されたプロジェクトコストを教えてください。

それからピークに価格を付けることができます。

BESSは大きいだけではピークシェービングの価値を生み出しません。適切な請求間隔から適切なキロワットを取り除くことで、工場がそのキロワットにかかるコストよりも低いライフタイムコストで価値を生み出します。

よくある質問

1. 工場はBESSピークシェービングでどれだけ節約できるか？

節約は主に回避されたピーク需要、需要料金率、ピークの持続時間、料金ルール、BESSの効率、運営コストに依存します。信頼できる普遍的な節約率はありません。

2. ピークシェービングの節約はどう計算しますか？

シンプルな出発式は：

年間総節約 = ピーク削減 (kW) × 需要料金 ($/kW-月) × 適用月数

その後、充電エネルギー、損失、補助消費、メンテナンス、劣化関連コストを差し引きます。

3. なぜピーク持続時間がBESSの経済性に影響を与えるのか？

ピーク高さは必要なPCS電力を決定し、ピーク持続時間はバッテリーエネルギー容量を決定します。短い200 kWのスパイクは、数時間持続する200 kWの削減よりもはるかに少ないkWhを必要とする場合があります。

4. 大きなBESSは常により大きなピークシェービングの節約を生むのか？

いいえ。バッテリーが経済的に価値のあるピークをカバーできるようになると、追加の容量はあまり追加の需要料金削減を提供しないかもしれません。オーバーサイズはCAPEXを増加させ、回収期間を延ばす可能性があります。

5. 工場BESSの回収を計算する前に必要なデータは何か？

購入者は提供すべきですインターバル負荷データ、需要料金、エネルギー料金、ピーク持続時間、充電ウィンドウ、変圧器容量、BESS効率、設置コスト、劣化仮定、メンテナンスコスト.