Аккумуляторное хранение для холодильных складов: проектирование пикового сглаживания и резервного питания

Быстрый ответ:Холодильные склады являются одним из лучших коммерческих приложений для хранения энергии в батареях. Нагрузки на холодильное оборудование работают круглосуточно, плата за спрос высока, а отключение электроэнергии может испортить весь инвентарь — иногда на сумму сотни тысяч евро. Система C&I BESS, предназначенная для холодильного хранения, выполняет три задачи: снижает пиковый спрос во время работы компрессоров, арбитражирует тарифы на электроэнергию и обеспечивает критическое резервное питание для компрессоров и освещения. Типичный срок окупаемости составляет 5–7 лет на рынках с высокими платами за спрос.

Почему холодильные склады идеально подходят для BESS

Три характеристики делают холодильные склады особенно хорошими кандидатами:

• Круглосуточная базовая нагрузка.В отличие от офисов или фабрик, которые простаивают ночью, компрессоры холодного хранения работают круглосуточно. Батарея заряжается и разряжается каждый день, максимизируя использование циклов.
• Высокие тарифы на спрос.Холодный склад площадью 10,000 м² может потреблять 400–800 кВт. Тарифы на спрос для этих клиентов могут достигать €25–€60 за кВт в месяц. Срезка 100 кВт пикового спроса экономит €30,000–€70,000 в год.
• Высокая стоимость отключений.Двухчасовое отключение электроэнергии в морозильной камере при -20°C повышает температуру в комнате на 2–3°C. Длительные отключения ставят под угрозу порчу продукции, несоответствие требованиям безопасности пищевых продуктов и страховые иски.

Профиль нагрузки и размер

Нагрузки на холодильное оборудование не являются постоянными. Компрессоры холодильников включаются и выключаются, создавая короткие всплески нагрузки в 1.5–2 раза выше базовой нагрузки. Средняя нагрузка в 500 кВт может всплеснуть до 800 кВт на 5–10 минут каждый час.

Для типичного холодильного склада:

Практический начальный размер для средней нагрузки в 500 кВт:

• Батарея:500–1,000 кВтч (1–2 часа автономности на уровне снижения пиковых нагрузок)
• ПСУ:250–500 кВт
• Критическая резервная нагрузка:компрессоры + вентиляторы испарителей + аварийное освещение, примерно 60% от общей нагрузки

Проектирование пикового сглаживания

EMS настроена на разряд, когда объект потребляет выше установленной точки. Установленная точка выбирается так, чтобы захватить верхние 5–10% всплесков нагрузки, не разряжая батарею слишком агрессивно.

Для холодильного склада в Южной Европе с платой за спрос €40/кВт/месяц:

• Измеренный пик: 720 кВт
• Целевой пик: 550 кВт
• Сниженная пиковая нагрузка: 170 кВт
• Экономия на плате за мощность в год: 170 × 40 × 12 =€81,600 в год
• С учетом арбитража по времени использования, добавляющего еще €20,000–€40,000 в год, общая годовая стоимость достигает €100,000–€120,000

Система мощностью 1 МВт·ч, установленная за €200,000–€250,000, окупается менее чем за 3 года по этим тарифам — быстрее, чем большинство коммерческих приложений.

Проектирование резервного питания: что должно оставаться включенным

Не весь склад нуждается в резервном питании. Приоритизируйте:

1. Компрессоры холодильного оборудования— Нагрузка, которая непосредственно защищает продукт
2. Вентиляторы испарителей— Поддерживают циркуляцию холодного воздуха
3. Управление дверями холодильной камеры и сигнализация— Предотвращают колебания температуры
4. Аварийное освещение и контрольная комната

Не резервируйте:

• Офисное HVAC
• Обогреватели грузового дока
• Некритические зарядные устройства для аккумуляторов (зарядные устройства для погрузчиков могут подождать)

Типичная критическая нагрузка для холодильного склада площадью 5,000–10,000 м² составляет 200–400 кВт. Двухчасовое резервное питание при 300 кВт требует 600 кВт·ч полезной батареи — что соответствует стандартному шкафу на 700 кВт·ч или 1 МВт·ч.

Учет проектных особенностей для холодильного хранения

• Температура окружающей среды.Шкаф с аккумуляторами должен быть установлен снаружи, в проветриваемом, затененном месте. Он никогда не должен находиться внутри холодильной камеры — LFP-аккумуляторы плохо работают при температуре ниже 0°C и будут перегревать помещение.
• Отвод тепла.Аккумулятор производит отходящее тепло во время работы. В контексте холодильного хранения это на самом деле управляемо — шкаф отводит тепло за пределы здания.
• Влажность и конденсация.Прибрежные или дождливые климатические условия требуют шкафов с рейтингом IP54 для улицы с внутренней дегидратацией. Проникновение влаги является наиболее распространенным режимом отказа для уличных BESS.
• Пиковые нагрузки при запуске компрессора.Компрессоры холодильного оборудования потребляют 3–5× номинальный ток при запуске. Размер PCS с запасом 1.5× для обработки этих пиков без срабатывания.
• Соответствие сетевому коду.Во многих рынках ЕС PCS должен поддерживать режимы следования за сетью и формирования сети, низковольтный проход и частотный отклик. Подтвердите требования перед выбором инвертора.

Почему экономика холодильного хранения работает

Большинство проектов C&I BESS полагаются на один источник дохода. Проекты холодильного хранения комбинируют три:

1. Снижение платы за мощность (наибольшее)
2. Арбитраж по тарифам TOU
3. Ценность резервного питания (избежание порчи, страховые выплаты, штрафы за безопасность пищевых продуктов)

Ценность резервного питания трудно количественно оценить, но она реальна. Одно 4-часовое отключение, которое портит инвентарь мяса или фармацевтики на сумму €200,000, оправдывает всю систему батарей самостоятельно.

Что спрашивать в запросе на предложение

• Какой рекомендуемый размер PCS для холодного хранения мощностью 500 кВт с колебаниями компрессора?
• Можно ли настроить EMS для установки пикового сглаживания холодного хранения и приоритетов резервного питания?
• Какой класс защиты IP у шкафа и диапазон рабочих температур?
• Включает ли система режимы следования по сети/формирования сети?
• Какова эффективность при круговом цикле на ожидаемой глубине ежедневного цикла?

Ruibit поставляет уличные шкафы Dawnice и контейнерные системы от 112 кВт·ч до 2 МВт·ч, с настройками PCS и EMS, адаптированными к профилям нагрузки холодильного хранения. Мы анализируем 12 месяцев счетов за электроэнергию перед тем, как определять размер батареи, чтобы установить точку снижения пиковых нагрузок, соответствующую фактическому паттерну спроса.

Часто задаваемые вопросы

В: Как долго BESS может поддерживать работу компрессоров холодильного хранения?Обычно 2–4 часа в зависимости от размера батареи. Система мощностью 1 МВт·ч может поддерживать 300 кВт критической нагрузки примерно 3 часа (при 90% полезного DoD).

В: Нужно ли устанавливать батарею внутри холодильной камеры?Нет. Никогда не устанавливайте шкаф с батареей внутри холодильной камеры. Элементы LFP плохо работают при температуре ниже 0°C, а тепло, выделяемое шкафом, повышает температуру в помещении. Устанавливайте на улице в затененном, проветриваемом месте.

В: Сколько стоит BESS для холодильного склада площадью 5,000 м²?Система 500 кВт/1 МВт·чУличный шкафобычно стоит €180,000–€250,000 с доставкой и установкой, в зависимости от условий DDP и работ по подключению к сети.

В: Могут ли солнечные панели покрыть зарядку батареи?Да. Солнечные панели на крыше снижают затраты на зарядку от сети и улучшают собственное потребление. Однако большинство холодильных складов имеют большую нагрузку, чем могут покрыть солнечные панели на крыше, поэтому батарея все равно нуждается в подаче от сети ночью.

В: Окупаемость действительно менее 5 лет?На рынках с высокими платами за спрос (промышленность ЕС, части США) — да. На рынках с плоскими тарифами и низкими платами за спрос срок окупаемости увеличивается до 8–10 лет. Всегда моделируйте фактический местный тариф перед заказом.