Os Carregadores Podem Ser 600 kW Sem Pedir à Rede por 600 kW
O armazenamento de bateria pode reduzir a conexão com a rede necessária por uma estação de carregamento de EV, fornecendo parte dos picos de carregamento de curta duração localmente. A mesma descarga também pode reduzir as tarifas de demanda da concessionária onde as tarifas cobram o máximo de kW do local. A questão chave de dimensionamento não é a potência total do carregador, mas quanto a demanda de carregamento excede o limite do transformador ou da importação da rede, e por quanto tempo.
O Centro de Dados de Combustíveis Alternativos do DOE fornece um exemplo útil: uma estação de carregamento rápido DC de600 kWpode ser projetada para que a demanda da rede não exceda100 kW, com a bateria fornecendo a diferença quando necessário.
Isso não significa que toda estação de 600 kW precise da mesma bateria.
Os veículos decidem quando o pico acontece.
Quatro Carregadores Chegam ao Transformador de Uma Só Vez
Pegue um local de carregamento simplificado:
4 × 150 kW carregadores rápidos DC
Potência total do nome do carregador máximo: 600 kW
Alocação de carregamento da rede/transformador existente: 300 kW
Às 11:40, quatro veículos solicitam um total combinado de:
520 kW
Sem armazenamento, o local quer 520 kW do sistema elétrico a montante.
Com um teto de importação da rede de 300 kW:
Descarga do BESS necessária = 520 − 300 = 220 kW
Se essa condição durar 20 minutos:
Energia AC necessária = 220 × 20/60 ≈ 73,3 kWh
Agora o problema de engenharia está mais claro.
O local não precisa necessariamente de um BESS de 600 kW.
Ele precisa de energia suficientedo PCS para preencher a lacuna instantânea entre a rede e o carregadore suficientekWh utilizáveis para sustentar essa lacuna durante o pico de carregamento.
A NREL observa que locais de carregamento de alta potência podem colocar estresse significativo na infraestrutura da rede local e que o armazenamento de energia no local pode ser incorporado ao design da estação.
Alívio do Transformador é Sobre o Pico, Não Energia Gratuita
O BESS não elimina a energia consumida pelos EVs.
Se os motoristas retirarem 1.000 kWh da estação, essa energia ainda precisa vir da rede, solar ou de outra fonte eventualmente.
Mudanças de armazenamentoquando e quão rapidamentea rede precisa entregá-la.
Imagine que a bateria descarrega 73 kWh durante o período de pico, e depois recarrega mais tarde a 100 kW quando a utilização do carregador cai.
O transformador vê uma carga mais uniforme em vez do pico total de carga.
Isso pode ser valioso onde a alternativa é:
transformador maior
atualização de serviço
conexão de utilidade de maior capacidade
ou uma longa espera por reforço da rede.
O DOE identifica especificamente o carregamento gerenciado de veículos elétricos como uma forma de reduzir os custos de atualização da infraestrutura e manter as cargas de carregamento dentro da capacidade existente do transformador e do painel de serviço.
A bateria adiciona outra fonte controlável quando o agendamento dos carregadores sozinho não consegue manter o local abaixo desse teto.
Cobranças por Demanda Colocam um Preço no Mesmo 220 kW
Agora suponha que a tarifa inclua:
Custo de demanda: $20/kW-mês
Se a estação não gerenciada atingir520 kW, mas o BESS mantém a demanda faturada em300 kW, a demanda teórica evitada é:
520 − 300 = 220 kW
Redução potencial do custo de demanda mensal bruto:
220 × $20 = $4.400
Se essa redução fosse alcançada por 12 meses de faturamento aplicáveis:
$4.400 × 12 = $52.800/ano
Esse é um exemplo prático, não uma economia garantida.
A economia real depende das regras tarifárias, utilização de carregamento, perdas da bateria, custo de recarga, degradação, estratégia de controle e se a estação realmente estabeleceria aquele pico a cada período de faturamento.
A NREL avaliou mais de10.000 combinações de recursos solares e tarifas de utilidadepara carregamento rápido em DC e descobriu que os custos de demanda podem afetar significativamente a economia de carregamento, particularmente em estações de baixa utilização. O armazenamento foi particularmente útil para mitigar a demanda pontual.
É por isso que eu quero a tarifa antes de querer a cotação da bateria.
Às Vezes o Carregamento Inteligente Deve Vir Antes do BESS
Suponha que dez veículos de frota permaneçam estacionados por seis horas.
Eles não precisam de toda a potência de carregamento máxima imediatamente.
A "bateria" mais barata pode ser o agendamento.
O DOE descreve a gestão inteligente de carregamento como a coordenação do carregamento de veículos elétricos com as cargas do edifício, tarifas de eletricidade, horários dos veículos e limites de infraestrutura. Pode impor tetos de potência e reduzir picos coincidentes sem necessariamente adicionar armazenamento estacionário.
Portanto, eu separo duas situações.
Carregamento flexível:reduzir ou deslocar a potência do carregador primeiro.
Carregamento de alta potência e baixa flexibilidade:O BESS se torna mais interessante porque os motoristas precisam de energia rapidamente e não podem esperar pela rede.
O carregamento rápido público em DC frequentemente se aproxima do segundo caso.
O carregamento em depósito pode frequentemente explorar mais do primeiro.
Uma boa proposta da Ruibit/Dawnice deve, portanto, receberdados da sessão de carregador ou um perfil de carregamento esperado, não meramente "8 carregadores × 150 kW."
A Bateria Deve Recarregar Antes da Próxima Demanda
É aqui que um design aparentemente bom pode falhar.
Suponha:
Energia utilizável do BESS: 200 kWh
O pico de carregamento da manhã consome:
150 kWh
Outro período de carregamento intenso começa 90 minutos depois.
Se o transformador tiver apenas 50 kW de capacidade sobrando disponível para carregamento de bateria:
Recarga de 90 minutos = 50 × 1,5 = 75 kWh antes das perdas
A bateria pode não recuperar energia suficiente antes do segundo pico.
Adicionar mais kWh pode ajudar.
Mudar o cronograma de recarga também pode ajudar.
Ou aumentar o limite da rede.
Ou coordenar a potência do carregador.
É por isso que o dimensionamento do BESS para carregamento de VE precisada cronologia da sessão de carregamento, não apenas um evento de máxima potência.
A Dawnice descreve seu BESS em contêiner como aplicável à infraestrutura de carregadores para otimização de carregamento rápido, suporte à rede e deslocamento de energia no tempo.BESS da Dawnice
A configuração relevante ainda precisa ser dimensionada com base na carga real do local.
Três Curvas Decidem se Eu Compraria o BESS
Para um projeto de carregamento de VE, eu colocaria esses na mesma linha do tempo:
demanda de carregamento de VE
carga máxima permitida da rede/transformador
SoC do BESS
Então adicione a tarifa.
Se a demanda do carregador repetidamente ultrapassar o teto da rede enquanto a bateria tiver energia suficiente para preencher a lacuna, o armazenamento tem uma função elétrica clara.
Se esses picos também gerarem uma demanda faturada cara, pode haver uma função financeira.
Se as sessões de carregamento puderem ser simplesmente deslocadas sem afetar os motoristas, eu investigaria essa opção mais barata primeiro.
O BESS não torna um transformador maior. Ele faz com que a estação de carregamento se comporte, do ponto de vista da rede, como se o transformador tivesse menos picos a atender.
Perguntas Frequentes
1. Como o BESS pode reduzir a carga do transformador em uma estação de carregamento de veículos elétricos?
O BESS descarrega quando a demanda de carregamento de VE excede o limite da rede ou do transformador do local. Por exemplo, se os carregadores requerem520 kWmas a importação da rede está limitada a300 kW, a bateria pode fornecer os restantes220 kW.
2. Como dimensionar um BESS para carregamento rápido de veículos elétricos?
Dimensionara potência do PCS a partir da máxima lacuna entre a demanda do carregador e a potência permitida da rede, então dimensionar a energia utilizável da bateria com base em quanto tempo essa lacuna dura. O tempo de recarga entre os picos de carregamento também deve ser verificado.
3. O armazenamento em bateria pode reduzir as cobranças por demanda em estações de carregamento de veículos elétricos?
Sim, onde as tarifas cobram pela demanda de pico. Ao evitar que picos de carregamento curtos estabeleçam uma demanda de kW faturada mais alta, o BESS pode reduzir as taxas de demanda. As economias reais dependem da estrutura tarifária e dos padrões de carregamento.
4. Estações de carregamento de veículos elétricos devem usar carregamento inteligente antes de adicionar BESS?
Frequentemente sim. Se os horários de carregamento dos veículos forem flexíveis, a gestão de carga pode reduzir picos sem capacidade adicional da bateria. O BESS se torna mais valioso quando a demanda de carregamento é alta, rápida e difícil de deslocar.
5. Por que a potência nominal do carregador é insuficiente para dimensionamento do BESS?
Os carregadores raramente operam na potência máxima simultaneamente durante todo o dia. O dimensionamento do BESS deve usarperfis de sessão de carregamento reais ou modelados, limites do transformador, duração dos picos, oportunidades de recarga e dados tarifáriosem vez de simplesmente adicionar as classificações dos carregadores.
