Завод не экономит деньги, потому что батарея разряжается
Фабрика экономит деньги с помощью системы накопления энергии (BESS) только тогда, когда разряд батареи снижает значение спроса, которое фактически отображается в счете за электроэнергию. Первоначальная годовая экономия, таким образом, составляетavoided demand charge − charging cost − conversion losses − auxiliary energy − degradation cost − maintenance. Высокие сборы за спрос и короткие, повторяющиеся пики обычно создают более сильный бизнес-кейс, чем широкие, многочасовые плато нагрузки.
Это звучит очевидно, пока кто-то не покажет мне предложение, в котором говорится:
“500 кВтч BESS экономит 30% на электроэнергии.”
Мой первый вопрос не о батарее.
“Тридцать процентов от какой платы?”
Министерство энергетики США различает сборы за энергию, выставляемые в кВтч, и сборы за спрос, которые обычно основаны на максимальных кВт в течение расчетного периода. Оно также отмечает, что для выявления пиков, скрытых в месячных суммах потребления, необходимы интервальные данные — часто почасовые или 15-минутные.DOE
NREL пришел к аналогичному выводу с другой стороны: в своем анализе экономики коммерческого хранения батарей,сборы за пиковый спрос были самым сильным предсказателем того, была ли BESS экономически целесообразной, в то время как форма профиля нагрузки была самым сильным предсказателем размера батареи.. NREL
С этого я начинаю таблицу.
Не с цены батареи.
Завод, платящий $18/кВт-месяц, привлекает мое внимание
Рассмотрим гипотетическую фабрику. Это предположения из примера, а не случай клиента Ruibit/Dawnice.
На заводе есть:
Ежемесячный пик спроса: 1,020 кВт
Цель после пикового сглаживания: 800 кВт
Плата за спрос: $18/кВт-месяц
Необходимое снижение пика: 220 кВт
Предположим, что BESS успешно удерживает это снижение в течение всех 12 расчетных месяцев.
Общая экономия на плате за спрос составляет:
220 кВт × $18/кВт-месяц × 12 месяцев = $47,520/год
Это число, которое людям нравится указывать в презентациях.
Я не делаю этого.
Еще нет.
Потому что$47,520 — это избегаемая плата за спрос, а не чистая экономия BESS..
Затем я открываю кривую нагрузки, и хорошее число обычно меняется
Предположим, что снижение пика на 220 кВт требуется только на 45 минут в типичный пиковый день.
Энергия, переданная во время события, составляет:
220 кВт × 0,75 ч = 165 кВтч
Если пик длится три часа:
220 кВт × 3 ч = 660 кВтч
Снижение спроса такое же.
Такое же теоретическое экономия на плате за спрос в размере $47,520 в год.
Совершенно другая батарея.
Вот почему длительность пикового спроса так сильно влияет на экономику. NREL отмечает, что системы сглаживания пиков с длительным временем работы обычно стоят дороже, потому что требуется дополнительная энергия батареи.NREL
Фабрика с резким пиковым производством в 30–45 минут может быть гораздо более интересным кандидатом на BESS, чем другая фабрика с тем же максимальным спросом в 1,020 кВт, распределенным по четырехчасовому плато.
Счет за электроэнергию показывает тот же пик.
Батарея видит ширину.
Пропуск одного пика может стоить больше, чем потеря одного цикла
Теперь мы подходим к части, о которой я беспокоюсь как менеджер по энергетике.
Некоторые тарифы содержат механизмы ограничения спроса или положения о пересмотре. DOE отмечает, что они могут рассчитывать текущие плату за спрос частично на основе предыдущих пиков, что означает, что случайный высокий пик может повлиять на счета за электроэнергию за пределами месяца, когда он произошел.DOE
Так представьте, что BESS работает идеально в течение 11 месяцев.
В августе уровень заряда слишком низок, когда производство достигает годового пика.
Фабрика достигает1,015 кВтвместо того, чтобы оставаться около 800 кВт.
В зависимости от тарифа, это не просто «один плохой диспетчерский вызов».
Это может сбросить часть экономической базы.
Вот почему я не оцениваю систему сглаживания пиков по:
емкости батареи + плате за спрос
в одиночку.
Я также хочу:
логику EMS
прогноз нагрузки
минимальный резерв SoC
интервал счетчика
стратегию перезарядки
Энергия PCS
и точное определение тарифа для расчета спроса.
Батарея может быть технически исправной и финансово бесполезной в течение пятнадцати очень дорогих минут.
Счет за зарядку приходит обратно через другую дверь
Предположим, что фабрике нужно165 кВтч на стороне переменного токаво время каждого события бритья.
Для иллюстративного расчета предположим, что90% эффективность кругового пути.
Энергия, которую необходимо купить для восстановления батареи, составляет примерно:
165 ÷ 0.90 = 183.3 кВтч
Если стоимость электроэнергии для зарядки составляет$0.09/кВтч:
183.3 × $0.09 = $16.50 за событие
При 250 событиях пикового бритья в год:
$16.50 × 250 = $4,125 в год
Теперь наша простая экономика выглядит так:
| Годовая статья | Пример расчета |
|---|---|
| Валовая избегаемая плата за мощность | $47,520 |
| Зарядная энергия | −$4,125 |
| Остаток до других затрат | $43,395 |
| HVAC / вспомогательное потребление | Еще не включено |
| Обслуживание | Еще не включено |
| Деградация батареи | Еще не монетизировано |
| Финансирование / налоги | Еще не включено |
Это$43,395 все еще не является прибылью проекта.
Это просто более чистое число, чем $47,520.
И именно поэтому я подозрителен к предложениям BESS, которые сразу переходят от экономии на плате за спрос к сроку окупаемости.
Деградация — это расход, даже когда никто не отправляет счет
Цикл батареи не приходит с прикрепленным чеком.
У него все еще есть стоимость.
Предположим, фабрика экономит еще $8,000 в год, циклируя более агрессивно для арбитража энергии, но это распределение увеличивает пропускную способность достаточно, чтобы ускорить потерю емкости или достичь пределов гарантированной пропускной способности раньше.
Стоила ли дополнительная выручка того?
Может быть.
Но EMS не должен гнаться за каждым ценовым разрывом только потому, что разряд технически возможен.
Моделирование хранения NREL показывает, что стратегия распределения может существенно изменить NPV проекта, особенно когда тарифы варьируются по времени. Пиковое бритье и распределение по ценовым сигналам — это разные цели управления и могут привести к различному поведению в эксплуатации.NREL
Для проекта фабрики я бы, следовательно, смоделировал как минимум:
годовые разряженные МВтч
ожидаемую эффективность кругового цикла
потерю емкости
гарантированную пропускную способность
предположения об увеличении/замене
не просто количество циклов.
Поверхностное событие по снижению пиковых нагрузок длительностью 20 минут и глубокий ежедневный арбитражный цикл не следует рассматривать как экономически идентичные только потому, что оба они представлены как «один цикл» в презентации по продажам.
Самая дешевая батарея может дать худшую окупаемость
Давайте используем еще одно гипотетическое сравнение.
Два поставщика предлагают системы, способные на одно и то же снижение пиковых нагрузок на 220 кВт:
| Предложение | Установленная стоимость | Полезная энергия | Годовая чистая выгода до финансирования | Простой срок окупаемости |
|---|---|---|---|---|
| Система A | $210,000 | 250 кВтч | $40,000 | 5.25 лет |
| Система B | $285,000 | 500 кВтч | $43,000 | 6.63 лет |
Система B хранит в два раза больше энергии.
В этом примере она также зарабатывает всего на 3000 долларов больше.
Если реальный пик на заводе длится менее часа, дополнительные 250 кВтч могут большую часть времени не приносить финансовой пользы.
Вот почемуэкономическое проектирование не то же самое, что максимальное проектирование.
Когда Ruibit/Dawnice получает запрос на снижение пиковых нагрузок, я предпочел бы отправить данные интервалов завода и тариф, чем запрашивать «500 кВтч, потому что это наш бюджет».
Dawnice в настоящее время предлагает коммерческие конфигурации, включая100 кВт/200 кВтчи125 кВт/265 кВтчсистемы, наряду с более крупными коммерческими и контейнерными платформами хранения.Dawnice
Это конфигурации оборудования.
Пиковая нагрузка завода определяет, имеет ли смысл экономически любая из них.
Солнечная энергия может улучшить расчет, но только если время подходит
Заводы с солнечными панелями на крыше иногда предполагают, что солнечная энергия автоматически делает снижение пиковых нагрузок более прибыльным.
Не обязательно.
Представьте, что пик завода происходит в17:30, после того как производство солнечной энергии резко упало.
Солнечная энергия все еще может заряжать батарею раньше, что может снизить стоимость энергии для зарядки или увеличить самопотребление солнечной энергии.
Полезно.
Но это не исключает необходимость в достаточной мощности PCS и резервированной энергии в 17:30.
Напротив, если солнечные панели уже снижают полуденный пик ниже порога спроса, BESS может остаться с очень небольшой работой по снижению пиковых нагрузок.
NREL отмечает, что солнечные панели могут сократить продолжительность чистого пика в некоторых системах, что может улучшить экономику хранения для снижения пиковых нагрузок.NREL
Важное слово —может.
Я бы наложил генерацию PV и спрос на завод в одном и том же интервале перед тем, как назначить значение батарее.
Я не рассчитываю окупаемость, пока эти семь чисел не перестанут двигаться
Для предварительного бизнес-кейса по снижению пиковых нагрузок на заводе мне нужно:
| Входные данные | Почему это важно |
|---|---|
| Пиковый спрос | Определяет потенциальное снижение кВт |
| Длительность пика | Определяет необходимые кВтч |
| Плата за спрос | Цены на каждый избегаемый кВт |
| Интервал счётчика | Определяет, как измеряется пик |
| Тариф на зарядку | Цены на перезарядку батареи |
| Эффективность BESS | Определяет энергетические потери |
| Стоимость установленного BESS | Устанавливает инвестиционную базу |
Затем я добавляю деградацию, обслуживание, вспомогательное потребление, финансирование, налоги, стимулы, лимиты гарантии и остаточную стоимость, когда проект становится более серьезным.
Только после этого я рассчитываю:
Простой срок окупаемости = Установленная стоимость проекта ÷ Годовая чистая экономия
Например, если полная стоимость установленного проекта составляет$220,000и смоделированная годовая чистая экономия после операционных расходов составляет$40,000:
Простой срок окупаемости = $220,000 ÷ $40,000 = 5.5 лет
Полезная цифра.
Недостаточно для инвестиционного решения.
Серьезный проект также должен учитывать NPV, IRR, деградацию, чувствительность к тарифам и что произойдет, если пик изменится после расширения производства.
Иногда моя рекомендация — не покупать батарею
Это часть, которая редко появляется в котировке.
Предположим, я открываю данные за 15 минут и обнаруживаю, что заводской пик возникает из-за того, что один компрессор запускается без необходимости, в то время как две производственные линии перекрываются.
Перепланировка этого оборудования почти ничего не стоит.
Или, возможно, плата за спрос составляет всего$4/kW-месяц.
Или «пик» длится пять часов каждый рабочий день, требуя столько энергии от батареи, что экономика рушится.
Я бы предпочел выяснить это до того, как кто-то закажет шкафы.
Снижение пиковых нагрузок привлекательно, когда дорогая плата за спрос встречается с профилем нагрузки, который батарея может эффективно атаковать. Анализ NREL поддерживает именно эту зависимость: тариф и форма нагрузки являются центральными экономическими факторами, а не фоновыми деталями.NREL
Так что, когда завод спрашивает:
«Сколько может сэкономить BESS?»
Я бы не ответил процентом.
Дайте мне тариф.
Дайте мне данные интервала.
Дайте мне установленную стоимость проекта.
Тогда мы сможем оценить цену пика.
BESS не создает ценность снижения пиковых нагрузок просто за счет своего размера. Она создает ценность, убирая правильные киловатты из правильного расчетного интервала по более низкой стоимости на протяжении всего срока службы, чем те киловатты, которые собирались бы стоить заводу.
Часто задаваемые вопросы
1. Сколько может сэкономить завод с помощью пикового сглаживания BESS?
Экономия зависит в основном отизбежанного пикового спроса, ставки платы за спрос, продолжительности пика, тарифных правил, эффективности BESS и операционных расходов.. Нет надежного универсального процента сбережений.
2. Как рассчитать сбережения от пикового сглаживания?
Простая начальная формула:
Годовые валовые сбережения = Пиковое снижение (кВт) × Плата за мощность ($/кВт-месяц) × Применимые месяцы
Затем вычтите зарядную энергию, потери, вспомогательное потребление, расходы на обслуживание и связанные с деградацией затраты.
3. Почему продолжительность пика влияет на экономику BESS?
Высота пика определяет необходимую мощность PCS, в то время как продолжительность пика определяет емкость батареи. Кратковременный всплеск в 200 кВт может потребовать гораздо меньше кВтч, чем снижение в 200 кВт, поддерживаемое в течение нескольких часов.
4. Всегда ли больший BESS дает больше сбережений от пикового сглаживания?
Нет. Как только батарея может покрыть экономически ценный пик, дополнительная мощность может дать лишь небольшое снижение платы за мощность. Избыточная мощность может увеличить CAPEX и продлить срок окупаемости.
5. Какие данные нужны перед расчетом окупаемости BESS завода?
Покупатели должны предоставитьданные о нагрузке по интервалам, платы за мощность, тарифы на электроэнергию, продолжительность пиков, окна зарядки, мощность трансформатора, эффективность BESS, установленные затраты, предположения о деградации и затраты на обслуживание.
