Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS cho tòa nhà thương mại: Quản lý nhu cầu, Sử dụng năng lượng mặt trời tự cấp, và Dự phòng

Hầu hết các dự án BESS cho tòa nhà thương mại đều gặp khó khăn ở cùng một chỗ: không ai quyết định công việc nào trong ba công việc thực sự đang trả tiền cho pin. Quản lý nhu cầu muốn có điện. Sử dụng năng lượng mặt trời muốn có năng lượng. Dự phòng muốn một pin không bao giờ được sạc. Đặt cả ba vào một bộ tủ và bảng tên phát triển nhanh hơn cả tiết kiệm.

Ba công việc, một pin, ba câu trả lời không tương thích

Đỉnh của một tòa nhà, mái của nó, và các tải khẩn cấp của nó mỗi cái viết một thông số khác nhau. Xung đột không phải là thương mại. Đó là toán học.

Yêu cầuQuản lý nhu cầuSử dụng năng lượng mặt trời tự sản xuấtDự phòng (tải trọng quan trọng)
Những gì thực sự cầnCông suất (kW)Năng lượng (kWh)Năng lượng dự trữ (kWh)
Nhiệm vụ điển hình cho mỗi sự kiện30-90 phút4-6 giờ, hàng ngày2 giờ, hiếm khi
Chu kỳ mỗi năm200-300250-3300-2
Độ sâu xảNông, 10-25%Sâu, 70-90%Sàn cố định, phải giữ >= 90% SoC
Thời gian phản hồi yêu cầuGiây (trong giờ cao điểm)Không quan trọng về thời gianHàng chục mili giây đến vài giây
Nơi có tiềnPhí nhu cầuChênh lệch nhập/xuấtChi phí ngừng hoạt động

Điều kiện cho bảng trên:kết nối thương mại điện áp thấp với một đồng hồ khoảng cách, một hợp đồng giá, một hệ thống PV trên mái.Nguồn:các nhiệm vụ điều khiển theo thực hành phân phối C&I đã công bố; số chu kỳ ở đây là giả định thiết kế và không nên được đọc như các điều khoản bảo hành.

Đọc hàng thứ năm so với hàng thứ tư và vấn đề xuất hiện. Quản lý nhu cầu và sử dụng năng lượng mặt trời đều muốn pin hoạt động mỗi ngày. Dự phòng muốn nó đầy, không được sạc, và chờ đợi. Mỗi kilowatt-giờ bạn khóa cho dự phòng là một kilowatt-giờ không thể kiếm được gì vào một buổi chiều thứ Ba.

Tòa nhà đặt ra một yêu cầu thứ tư mà hiếm khi xuất hiện trong một nghiên cứu giá, đó là nơi mà các tủ có thể đặt vật lý. Một phòng máy không có lối vào cần cẩu, một ranh giới mà hàng xóm có thể nghe thấy, và một diện tích đã bị chiếm bởi bộ làm lạnh hạn chế định dạng trước khi hóa học trở nên quan trọng. Các tủ ngoài trời làm mát bằng không khí dễ dàng đặt và dễ bảo trì hơn; các đơn vị làm mát bằng chất lỏng giữ nhiều năng lượng hơn mỗi mét vuông và có sự phân bố nhiệt độ tế bào chặt chẽ hơn, điều này càng quan trọng hơn khi tài sản bị sạc nhiều hơn. Định dạng trước, sau đó là thiết kế điện.

Những gì tòa nhà cần cung cấp cho bạn trước khi bất kỳ việc xác định kích thước nào bắt đầu

Đồng hồ khoảng cách là sản phẩm đầu tiên, không phải pin.

Đầu vàoĐịnh dạngTại sao số liệu thay đổi câu trả lời
Dữ liệu tải trong 15 phút12 tháng, kW mỗi khoảng thời gianXác định xem đỉnh là một cú sốc hay một cao nguyên
Phí nhu cầuTiền tệ mỗi kW mỗi tháng, cộng với điều khoản ratchetQuyết định xem việc cắt giảm có lợi hay không
Biểu giá năng lượngGiá cả theo thời gian, nhập khẩu và xuất khẩuQuyết định xem việc sử dụng năng lượng mặt trời có lợi nhuận hay không
Hệ thống PVkWp, hướng, độ nghiêng, bóng râmXác định lượng dư thừa có thể lưu trữ
Danh sách tải quan trọngkW mỗi mạch, thời gian cần thiếtXác định dự trữ khóa
Giới hạn kết nốiBiến áp kVA và cài đặt bảo vệGiới hạn xả và xuất khẩu
Diện tích và giới hạn tiếng ồnMét, dB tại ranh giớiQuyết định số lượng và vị trí tủ

Chú thích cột nguồn:đây là các đầu vào mà một đề xuất BESS thương mại không thể được xây dựng từ một hóa đơn hàng tháng. Một con số kWh hàng tháng duy nhất che giấu cả đỉnh và thời gian của nó, và hai con số đó định giá pin.

Một ví dụ đã được thực hiện

Ví dụ đã làm. Tòa nhà dưới đây là giả thuyết; các số liệu tải của nó là các giả định minh họa được chọn để làm cho toán học có thể theo dõi. Các số liệu thiết bị trong bảng cuối cùng được lấy từ dữ liệu sản phẩm đã công bố.

Tòa nhà.5,000 m2 văn phòng hỗn hợp và bán lẻ tầng trệt, một máy biến áp 800 kVA, 240 kWp PV trên mái, tiêu thụ hàng năm 1,850,000 kWh, tải cơ sở ban đêm 78 kW. Đỉnh đo được 617 kW, đạt được trong 45 khoảng thời gian liên tiếp vào tháng Tám. Đỉnh mùa đông 548 kW. Phí nhu cầu 13.40 mỗi kW mỗi tháng. Năng lượng ban ngày 0.22 mỗi kWh, ban đêm 0.09, xuất khẩu 0.055.

Công việc 1, quản lý nhu cầu.Giới hạn đỉnh ở 480 kW.

  • Lượng cần cắt giảm: 617 - 480 = 137 kW
  • Năng lượng tại đồng hồ: 137 x 0,75 h = 102,75 kWh
  • Năng lượng phía pin: 102,75 / 0,94 = 109,3 kWh
  • Đánh giá PCS: khoảng 150 kW, bao gồm 137 kW công suất cộng với biên kiểm soát
  • Số tháng vượt quá giới hạn: 7 trong 12, từ dữ liệu tải
  • Phí hàng năm tránh được: 137 x 13,40 x 7 = 12.850,60

137 kW cần cắt giảm khoảng 110 kWh pin. Đó là khoảng 3% của những gì một hệ thống bốn giờ cùng công suất sẽ mang. Hầu hết các tòa nhà thương mại được bán hệ thống bốn giờ.

Công việc 2, sử dụng năng lượng mặt trời.Vào giữa trưa, hệ thống sản xuất 165 kW so với tải tòa nhà 130 kW, vì vậy 35 kW rời khỏi địa điểm với giá 0.055 mỗi kWh.

  • Lượng dư thừa hấp thụ: 35 kW x 5 h = 175 kWh/ngày
  • Biên lợi nhuận đạt được: 175 x (0,22 - 0,055) = 28,88 mỗi ngày
  • Số ngày làm việc hàng năm: 260 giả định, cho 7.508,80

Công việc 3, dự phòng.Các tải quan trọng tổng cộng 100 kW trong 2 giờ, tương đương 200 kWh được cung cấp.

  • Công suất danh định yêu cầu: 200 / (0.90 DoD x 0.94 đường dẫn xả) = 236.4 kWh
  • Dự trữ khóa: 236.4 kWh, không khả dụng cho chu kỳ hàng ngày

Kết hợp.Khối làm việc phải bao phủ bất kỳ nhiệm vụ hàng ngày nào lớn hơn. Hai nhiệm vụ không chồng lên nhau, vì đỉnh thường xuất hiện ngoài khung thời gian năng lượng mặt trời:

  • Khóa cho dự phòng: 236.4 kWh
  • Khối làm việc: max(109.3 ; 175) = 175.0 kWh
  • Công suất danh định tối thiểu: 236.4 + 175.0 = 411.4 kWh

Hai cấu hình đã công bố bao quanh con số đó.

Cấu hìnhSố liệu đã công bố
Tủ tất cả trong một làm mát bằng chất lỏng100 kW, 215 kWh mỗi đơn vị; hai đơn vị cho 430 kWh
Tủ làm mát bằng chất lỏng, đơn vị đơn125 kW, 522 kWh, LiFePO4, 5+5 năm
Nhỏ hơnTủ ngoài trời, kết hợp năng lượng mặt trời112,53 kWh định mức, 101,28 kWh sử dụng được ở 90% DoD, 358,4 V, >=8.000 chu kỳ
Biến tần hybrid ba pha cho phía PV30-70 kW, 4 kênh MPPT, đầu vào PV tối đa gấp đôi kích thước, IP66, <65 dB

Các số liệu được trích dẫn từ các thông số kỹ thuật sản phẩm đã công bố; xác nhận với bảng dữ liệu hiện tại trước khi chỉ định.

Đọc các con số mà không làm quá lên

Ba điều theo từ toán học ở trên.

Phí yêu cầu thường là dòng lớn nhất và yêu cầu năng lượng nhỏ nhất. Trên một biểu giá có cơ chế ratchet, một đỉnh bị bỏ lỡ sẽ đặt mức sàn cho mười một tháng tiếp theo, điều này làm tăng giá trị của hàm số và chi phí khi kiểm soát sai.

Sử dụng năng lượng mặt trời tự dùng được định giá theo chênh lệch biểu giá. Hệ thống chỉ quyết định lượng năng lượng có sẵn để chuyển đổi. Nơi xuất khẩu được bồi thường gần mức bán lẻ, việc lưu trữ thặng dư không thêm gì và Công việc 2 sẽ tự xóa. Nơi xuất khẩu bị giới hạn hoặc được trả theo mức giá bán buôn, cùng 175 kWh có giá trị thực.

Phí yêu cầu được tính dựa trên trung bình 15 phút thay vì trên đỉnh tức thời, và sự phân biệt đó quyết định nơi năng lượng đi đến. Một vòng kiểm soát phản ứng trong mười giây vẫn cho phép một quá tải mười bốn phút xảy ra trong khoảng thời gian xác định hóa đơn. Để giữ mức trần cho toàn bộ khoảng thời gian, 137 kW phải được duy trì, vì vậy biên độ thuộc về xếp hạng PCS và trong khối năng lượng, không chỉ trong logic điều khiển.

Dự phòng không có giá trị tính phí trừ khi ai đó đã ghi lại chi phí của một giờ mất điện. Nếu con số đó không tồn tại trên giấy tờ, dự trữ không nên tồn tại trong pin.

Sự giảm dung lượng đến dự trữ trước khi đến tiết kiệm. Một tủ bắt đầu với 236 kWh khóa cho dự phòng sẽ không còn giữ 236 kWh trong năm thứ mười, và con số cuối bảo hành là con số mà chức năng dự phòng thực sự phụ thuộc vào. Định kích thước khối khóa từ con số Năm-10 và khối làm việc từ con số Năm-1. Định kích thước cả hai từ nhãn hiệu là lỗi số học phổ biến nhất trong cấu hình này.

Và câu nói quyết định hầu hết các thông số kỹ thuật:nếu dự trữ dự phòng lớn hơn một nửa nhãn hiệu, pin là một máy phát điện, không phải là tài sản tiết kiệm năng lượng.

Bốn giả định mà ảnh hưởng nhiều nhất đến câu trả lời

Tham sốTrường hợp cơ sởĐã thay đổi thànhẢnh hưởng đến nhãn hiệu kết hợp
Thời gian đỉnh45 phút90 phútNăng lượng phía pin cho Công việc 1 tăng từ 109 -> 219 kWh
Phí nhu cầu13,40 mỗi kW8,00 mỗi kWChi phí hàng năm tránh được giảm xuống còn 7.674; cấu hình ba chiều ngừng tự tài trợ từ tiết kiệm nhu cầu một mình
Bồi thường xuất khẩu0,055 mỗi kWhSự tương đương bán lẻGiá trị công việc 2 giảm xuống còn bằng không; công suất danh nghĩa giảm xuống khoảng 236 kWh
Phạm vi tải trọng quan trọng100 kW trong 2 giờPhòng máy chủ 45 kW sau một UPS hiện cóYêu cầu dự phòng giảm xuống còn khoảng 10 kWh cho thời gian duy trì cộng với phòng lạnh

Hai trong bốn thay đổi làm giảm kích thước pin. Đó là lý do để thực hiện chúng trước khi báo giá, không phải sau.

Một điều cần lưu ý mà tôi không thể giải quyết từ dữ liệu tải: liệu đỉnh 45 phút có xuất hiện trong cùng một tháng mỗi năm hay không, hoặc liệu nó có theo một tải của người thuê cụ thể đã thay đổi. Trong một năm dữ liệu khoảng thời gian, tôi sẽ định kích thước mức trần nhưng không hứa hẹn. Hai năm sẽ giải quyết điều đó.

Nơi mà việc xác định kích thước này ngừng hoạt động

Phép toán trên áp dụng cho một kết nối thương mại điện áp thấp dưới 1 MVA với một đồng hồ khoảng thời gian và một biểu giá đơn. Trên mức đó, nghiên cứu bảo vệ và cấu trúc biểu giá thay đổi, và phí yêu cầu hiếm khi là ràng buộc.

Nó cũng ngừng hoạt động trong bốn trường hợp phổ biến.

Nếu đỉnh kéo dài hơn một giờ, phí yêu cầu không còn là yếu tố chính và hóa đơn năng lượng sẽ chiếm ưu thế. Nếu máy biến áp đã ở giới hạn của nó, ràng buộc là kết nối, không phải pin. Nếu chủ nhà không trả tiền điện cho người thuê, việc tiết kiệm yêu cầu sẽ thuộc về người khác và trường hợp phải được xây dựng lại dựa trên khả năng phục hồi hoặc trên tiền thuê. Và nếu không ai được hợp đồng để trả lời địa điểm vào lúc 2 giờ sáng, chức năng dự phòng là lý thuyết, điều này là một câu hỏi bảo trì chứ không phải là một câu hỏi định kích thước.

Việc tiết kiệm cũng phải có thể chứng minh. Sửa chữa cơ sở dữ liệu trước khi đưa vào vận hành, từ cùng một đồng hồ và cùng một độ dài khoảng thời gian, và giữ mọi sự kiện mức trần trong nhật ký EMS với dấu thời gian. Một sự giảm yêu cầu không thể được chứng minh hàng tháng sẽ được ghi có cho biểu giá thay vì cho pin, và nếu cấu trúc biểu giá được đàm phán lại giữa năm, cơ sở dữ liệu phải được tái khẳng định trước khi bất kỳ so sánh nào có ý nghĩa.

Hai địa điểm tương tự đã được đưa vào vận hành ở châu Âu với tính mô-đun rất khác nhau. Một lắp đặt thương mại 600 kWh ở Estonia, hoàn thành vào tháng 1 năm 2026, được xây dựng dưới dạng ba tủ 200 kWh trên một hệ thống lưới điện bật/tắt (hồ sơ dự án); một hệ thống ngoài trời 112 kWh ở Ba Lan, hoàn thành vào tháng 7 năm 2026, kết hợp một tủ đơn với một bộ biến tần 50 kW, hệ thống được gắn trên một hàng rào hai mặt bên cạnh khu vực bao quanh (hồ sơ dự án). Cả hai đều được giao bởi Ruibit Energy với tư cách là nhà phân phối được ủy quyền của Dawnice Energy.

Hai mục trong ví dụ này vẫn còn mở. Ai sở hữu vòng kiểm soát đỉnh, EMS hay hệ thống quản lý tòa nhà, và trong số hai đồng hồ nào mà vòng kiểm soát đọc. Và ngày gia hạn hợp đồng biểu giá, vì một cơ chế ratchet yêu cầu mà đặt lại sẽ thay đổi giá trị của mỗi tháng trong bảng trên.

Câu hỏi thường gặp

1. Cần bao nhiêu dung lượng pin để cắt giảm phí yêu cầu?

Ít hơn nhiều so với hầu hết các báo giá giả định. Cắt giảm một đỉnh 617 kW xuống 480 kW cần khoảng 110 kWh năng lượng phía pin trong một đỉnh 45 phút, khoảng 3% của một hệ thống bốn giờ cùng công suất.

2. Một pin thương mại có thể xử lý quản lý yêu cầu, sử dụng năng lượng mặt trời tự dùng và dự phòng không?

Chỉ nếu dự trữ dự phòng được khóa trước, vì nó không thể quay vòng. Khối làm việc sau đó phải bao phủ nhiệm vụ hàng ngày lớn hơn: một dự trữ 236 kWh cộng với một nhiệm vụ hàng ngày 175 kWh tạo ra một nhãn hiệu tối thiểu 411 kWh.

3. Tại sao một hóa đơn điện hàng tháng không đủ để định kích thước một pin tòa nhà?

Một con số kWh hàng tháng ẩn chứa cả đỉnh và thời gian của nó, và hai con số đó định giá pin. Định kích thước cần 12 tháng dữ liệu khoảng thời gian 15 phút cộng với phí yêu cầu, điều khoản ratchet của nó, và các khoảng thời gian biểu giá.

4. Lưu trữ thặng dư năng lượng mặt trời có luôn tiết kiệm tiền không?

Không phải lúc nào cũng vậy. Giá trị tự dùng phụ thuộc vào chênh lệch biểu giá. Nơi năng lượng xuất khẩu được trả gần mức bán lẻ, việc lưu trữ thặng dư không thêm gì; pin chỉ kiếm được nơi xuất khẩu bị giới hạn hoặc được trả theo mức giá bán buôn.

5. Điều gì xảy ra với dung lượng dự phòng trong mười năm?

Nó giảm. Một tủ giữ 236 kWh cho dự phòng sẽ không giữ con số đó vào cuối bảo hành. Định kích thước khối khóa từ con số Năm-10 và khối làm việc từ con số Năm-1.

6. Khi nào quản lý yêu cầu ngừng là yếu tố chính trong thiết kế?

Khi đỉnh xảy ra lâu hơn khoảng một giờ. Qua thời điểm đó, hóa đơn năng lượng chiếm ưu thế và phí nhu cầu ngừng thúc đẩy việc xác định kích thước.

Sẵn Sàng Tìm Giải Pháp BESS Hoàn Hảo Cho Bạn?

Liên hệ với Ruibit BESS để được tư vấn miễn phí và giải pháp BESS tùy chỉnh phù hợp với nhu cầu lưu trữ năng lượng thương mại và công nghiệp của bạn.