C&I энергия сактагычы электр энергиясын кайра жаралуучу булактардан же электр тармагынан -талаптын аз мезгилдеринде кармап, аны ишканаларга электр энергиясы эң көп керек болгондо чыгарат. Система литий{2}}ион батарейкаларына таянат, алар электр энергиясына реалдуу убакыт баасына жана объектилердин суроо-талап үлгүлөрүнө негизделген кубаттоо циклдерин оптималдаштыруучу интеллектуалдык башкаруу программасы менен координацияланган, туруктуу токту колдонулуучу өзгөрмө токко айландыруучу кубаттуулукту конвертациялоо тутумдары менен жупташкан.
Негизги иштөө механизми
Негизделгенде, c&i энергия сактагычы бири-бирине туташтырылган аппараттык жана программалык камсыздоо компоненттери тарабынан башкарылган үзгүлтүксүз заряд-разряд цикли аркылуу иштейт. Электр энергиясына баалар -жооптуу сааттарда-адатта саат 22:00 жана 6:00- ортосунда арзандаганда, система электр энергиясын автоматтык түрдө тармактан алат же -сайттагы күн панелдеринен ашыкча өндүрүштү алат. Батарея клеткалары бул энергияны электрохимиялык жол менен сактайт, анын 8,000+ циклинин иштөө мөөнөтү жана 95% разряддын тереңдигинен улам рынокто литий{9}}ион технологиясы үстөмдүк кылат.
Сыйкыр жогорку суроо-талаптын мезгилинде болот. Объекттин жүктөрү көтөрүлүп, электр энергиясынын тарифтери жогорулаган сайын, Power Conversion System энергия агымын тескери кылат. Ал коммерциялык жабдуулар талап кылган так чыңалуу жана жыштык боюнча сакталган туруктуу токтун күчүн кайра өзгөрүлмө токтун электр энергиясына айлантат. Бул разряд процесси, адатта, электр тармагы алдын ала белгиленген нарк босогосунан ашканда же объекттин суроо-талабы кымбат суроо-талап төлөмдөрүн козгой турган деңгээлге жакындаганда активдешет.
Заманбап системалар бул бийди адамдын кийлигишүүсүз аткарышат. Энергияны башкаруу тутумдары үч маалымат агымын тынымсыз талдайт: объекттин реалдуу-жүктөөсү, электр энергиясынын учурдагы баасы жана батареянын зарядынын абалы. Машиналарды үйрөнүү алгоритмдери тарыхый маалыматтарга, аба ырайына жана операциялык графиктерге негизделген керектөө моделдерин болжолдойт. Мисалы, эки өндүрүштүк нөөмөт менен иштеген өндүрүштүк ишкана, анын тутуму түнкү сааттарда автоматтык түрдө кубатталып, суроо-талаптын төлөмдөрү чогулуп калганда, саат 14:00дөн 19:00гө чейинки эң жогорку терезеде стратегиялык түрдө кубатталып жатканын көрөт.
Батареяны сактоо архитектурасы
Ар кандай c&i энергия сактоо тутумунун физикалык жүрөгү жүздөгөн жеке клеткаларды камтыган батарея стеллаждарынан турат. Көпчүлүк коммерциялык орнотмолор стандарттык литий-ионунун варианттарына караганда литий темир фосфатынын (LiFePO4) химиясын колдонушат. Бул тандоо коопсуздук артыкчылыктарын чагылдырат-LiFePO4 клеткалары жогорку термикалык туруктуулукту көрсөтүп, башка литий технологияларын кыйнаган жылуулуктун качуу коркунучун дээрлик жок кылат.
Кадимки 250 кВт/саат шкафта 16 батарейка модулдары бар, ар бир модулда 38,4V номиналдык чыңалууну жеткирүү үчүн уюштурулган 148 Ah клеткалары бар. Бул модулдар өз алдынча иштебейт. Батареяны башкаруу системасы секундасына миңдеген сенсордук көрсөткүчтөр аркылуу ар бир клетканын чыңалуусун, ток тартуусун жана температурасын көзөмөлдөйт. Уюлдук чыңалуулар-батареялар эскирген сайын-болбой турганда айырмаланганда, BMS бүт массивдеги заряддын деңгээлин теңдештирүүчү тең салмактуулук схемаларын иштетет.
Температураны башкаруу функционалдык системаларды бузулуулардан ажыратат. Батареялар 15 градустан 35 градуска чейин оптималдуу иштешет. Бул диапазондон тышкары кубаттуулук төмөндөп, деградация ылдамдайт. Аба муздаткыч системалары -500 кВт сааттан төмөн болгон орнотуулар үчүн иштейт, алар жылуулук сенсорлоруна жооп берген өзгөрүлмө ылдамдыктагы желдеткичтерди колдонуу менен аккумулятордук шкафтар аркылуу кондицияланган абаны айлантышат. Чоңураак объектилерде суюк муздатуу, гликол аралашмаларын түздөн-түз батареянын модулдарына тиркелген муздак плиталар аркылуу сордуруу колдонулат. Калифорниядагы 2 МВт сааттык кампа орнотуусу муздатуу тутумунун энергия керектөөсүн жалпы сактоо сыйымдуулугунун 3% гана түзгөнүн билдирди.
Өрт өчүрүү акыркы критикалык коопсуздук катмарын билдирет. Заманбап c&i энергия сактоочу шкафтар түтүн же температуранын аномалияларын аныктагандан кийин үч секунданын ичинде жанданган аэрозолдук өрттү өчүрүү системаларын бириктирет. Бул системалардын баасы болжол менен 15 000 долларды түзөт, бирок имараттын -кеңири чачыраткычтарын модификациялоонун зарылдыгын жокко чыгарат, башкача айтканда, долбоордун наркына $200,000+ кошулушу мүмкүн.
Power Conversion Systems түшүндүрүлгөн
Power Conversion системасы DC батарейканы сактоо жана AC объект жүктөө ортосунда ортомчу катары кызмат кылат. Ар бир PCS шкафынын ичинде изоляцияланган биполярдык транзисторлорду (IGBTs) камтыган инвертор модулдары отурат, алар туруктуу токту секундасына миңдеген жолу алмаштырып, синтетикалык AC толкун формасын түзөт. Жогорку{2}}соңку системалар эки багытта тең 97% конверсиянын эффективдүүлүгүнө жетишет, бул трансформация учурунда энергиянын 3% гана жылуулук катары таркайт.
Би-багыттоо жөндөмдүүлүгү заманбап PCS архитектурасын аныктайт. Заряддоо учурунда AC сеткасын батарейканын DC ге айланткан ошол эле аппараттык жабдык разряд циклдери үчүн анын иштешин тескери кылат. Бул дизайн өзүнчө түзөткүч жана инвертор агрегаттарына салыштырмалуу жабдуулардын чыгымдарын жана физикалык изи азайтат. 500 кВттык PCS болжол менен 2 чарчы метр аянтты ээлейт жана салмагы 800 кг-электрдик бөлмөлөрдүн көбүнө орнотуу үчүн жетиштүү.
Тор синхрондоштуруу так башкарууну талап кылат. Объекттин жүктөмдөрүнө туташтырардан мурун, ЖКС тордогу чыңалуунун амплитудасына 1%, жыштыгына 0,1 Гц жана фазалык бурчка 5 градуска дал келиши керек. Заманбап системалар бул синхрондоштурууну 100 миллисекундда ишке ашырат, бул тармак иштен чыкканда үзгүлтүксүз резервдик кубаттуулукту өткөрүүгө мүмкүндүк берет. Коммуналдык кубат азайганда, PCS чыңалуунун түшүшүн аныктайт, автоматтык өткөргүчтөр аркылуу тармактан ажыратып,-көпчүлүк жабдуулар үзгүлтүктү каттаганга чейин критикалык жүктөмдөрдүн кубаттуулугун кайра орнотот.
Гармоникалык бурмалоо энергиянын сапаты үчүн маанилүү. Начар иштелип чыккан инверторлор гармоникалык токторду объекттин зымдарына киргизип, моторлордун ысып кетишине жана сезгич электроникалардын бузулушуна алып келет. Сапаттуу PCS агрегаттары жалпы гармоникалык бурмалоону 3% дан төмөн сактайт, бул тармактын кубаттуулугуна дал келген же андан ашкан. Алар муну өркүндөтүлгөн которуштуруу алгоритмдери жана жылмакай AC жакындоолорду түзгөн көп{4}}деңгээлдүү инвертер топологиялары аркылуу ишке ашырышат.
Энергияны башкаруу тутумунун чалгындоосу
EMS операциялык мээнин милдетин аткарып, бизнестин максаттарын көз ирмемде--көз ирмемде башкаруу чечимдерине айлантат. 5-секунд аралыкта система артыкчылыктар иерархиясынын негизинде батареяны заряддоо, кубатсыздандыруу же бош туруп калууга баа берет. Талап боюнча төлөмдөрдү башкаруу, адатта, эң жогорку орунду ээлейт - бир 15 мүнөттүк чокудан качуу, объектилердин төлөмдөрүнөн ай сайын 3000 доллардан 8000 долларга чейин үнөмдөөгө мүмкүндүк берет.
Болжолдоо алгоритмдери өнүккөн c&i энергияны сактоо системаларын негизги ишке ашыруулардан айырмалайт. Болжолдуу моделдер суроо-талаптын көтөрүлүшүнө алар пайда болгондон кийин реакция кылуунун ордуна, аларды бир нече саат мурун күтүшөт. Техастагы маалымат борбору муздатуу жүктөрүн болжолдоо үчүн аба ырайынын болжолдоолорун колдонот, метеорологиялык маалыматтар түштөн кийинки температура 95 градустан ашарын көрсөткөндө, батарейкаларды - зарядсыздандырат. Бул проактивдүү ыкма реактивдүү башкаруу стратегияларына салыштырмалуу суроо-талаптын зарядын кошумча 8% үнөмдөгөн.
Колдонуу-убакыт-оптималдаштыруу дагы бир үнөмдөө катмарын кошот. EMS кийинки 24-48 саат үчүн электр энергиясына баалардын графиктерин сактап, андан кийин оптималдуу заряд-разряд терезелерин эсептейт. Баалар 400% га -чоку жана супер{9}}пайда болгон мезгилде (Калифорния базарларында кеңири таралган) өзгөрүп турганда, жөнөкөй арбитраж да олуттуу киреше алып келет. Бир өндүрүш объектиси суроо-талапты кыскартуудан бөлөк, баанын арбитражынан жыл сайын 47 000 доллар үнөмдөгөнүн билдирди.
Кайра жаралуучу булактар менен интеграция бир нече энергия булактарынын ортосундагы координацияны талап кылат. Күн өндүрүшү объектилердин жүктөмүнөн ашып кеткенде, EMS ашыкча генерацияны жагымсыз ылдамдыкта тармакка экспорттоонун ордуна батарейканы сактоого багыттайт. Түштөн кийин -теле электр энергиясы эң кымбат болгондон кийин, күндүн өндүрүшү азайганда{3}}система аккумулятордун зарядын кубаттоого акырындык менен өтөт. Бул өзүн-өзү-керектөө максималдуу түрдө бир коммерциялык имаратта күндүн ROIин 34% көбөйтүп, өзүн актоо мөөнөтүн 8,5 жылдан 5,7 жылга кыскартты.
Чокусу кыруу механикасы
Ар бир эсеп-кысап мезгилиндеги 15 мүнөттүк энергияны эң көп керектөө үчүн объекттерди талап кылган айыптар жазаланат. 15 мүнөттүн ичинде 800 кВттан 1100 кВтка чейин суроо-талапты көтөргөн бир эле жабдууларды ишке киргизүү 40 доллар/кВт суроо-талаптын ченинде ошол айдын эсебине 12 000 доллар кошо алат. C&I энергияны сактоо стратегиялык разряд аркылуу бул кымбат чокуларды жок кылат.
Процесс суроо-талаптын максатын аныктоо менен башталат,-адатта, тарыхый орточо эң жогорку суроо-талаптын 85%. Объектти керектөө бул босогого жакындаганда, EMS максаттуу көрсөткүчтөн жогору зарыл болгон кошумча кубаттуулукту камсыз кылуу үчүн батареянын разрядын тапшырат. 950 кВт ширетүү операциясы батареянын 150 кВт салымын көрүшү мүмкүн, бул тармак импортун 800 кВт чейин чектейт. Объект эксплуатациялык таасирин тийгизбейт; бардык жабдуулар зарыл болгон энергияны алат, жөн гана сетка жана батареянын аралашмасынан алынат.
Чыныгы{0}}дүйнөдөгү ишке ашыруулар олуттуу каржылык таасир көрсөтөт. Орто-Батыштагы ири өндүрүштүк объект ай сайын 50,000 доллардан ашкан суроо-талаптын акысына туш болгон 5 МВт / 10 МВт системасын орнотту. Орнотуудан кийинки{6}талдоо суроо-талаптын төлөмү 35% кыскарганын көрсөттү, бул 500$000+ жылдык үнөмдөөгө айланды. Долбоордун жалпы баасы 2,8 миллион долларды түздү жана 600 000 долларды камтыган колдо болгон стимулдар менен объект 4,4 жылдык өзүн актоо мезгилине жетишти.
Стратегия жүктү так болжолдоону талап кылат. Системалар учурдагы траекторияларды тарыхый схемалар менен салыштырып, ар бир секунда сайын объекттин кубаттуулугун көзөмөлдөйт. Жүктөлүштүн көбөйүү ылдамдыгы суроо-талаптын босогосун бузуп жатканын көрсөткөндө, батарея алдын ала кубатталып баштайт. Бул алдын ала мамиле жалаң реактивдүү башкарууга караганда натыйжалуураак экенин далилдеп, талаа изилдөөлөрүнө ылайык эң жогорку суроо-талапты кошумча 8-12% га азайтат.
Кайра жаралуучу энергиянын интеграциясы
Күн фотоэлектрдик системалары менен c&i энергияны сактоону жупташтыруу эки активдин тең баасын жогорулаткан операциялык синергетиканы жаратат. Көптөгөн объектилер орточо жүктөмгө дуушар болгондо, күндүн генерациясынын туу чокусу чак түштө болот, бул электр тармактарынын экспортунун кыскарышына же -баалуулугу төмөн. Батарея сактагыч бул ашыкча өндүрүштү топтойт, кечки чокуларда күн энергиясы нөлгө түшкөндө, бирок объекттин иши уланып жатканда колдонуу үчүн.
Экономика олуттуу кеч{0}}жүктөлгөн объекттер үчүн кызыктуу болуп калат. Күнү-түнү иштеген муздак кампа күн сайын саат 10дон 14кө чейин 2000 кВт/саат ашыкча күн энергиясын иштеп чыгарышы мүмкүн. Сактоо жок болсо, бул энергия электр тармагына $0,03/кВт/саат дүң баада экспорттолот. Аны кечки саат 18:00дөн 21:00гө чейин сактоо менен чекене соода тарифтери $0,32/кВт саатка жеткенде, мекеме кошумча $0,29/кВт саат баасын алат-2 МВт саат күнүмдүк цикл үчүн күн сайын $580 же жыл сайын $212,000.
Сактоо ошондой эле күн үзгүлтүккө учураган көйгөйлөрдү чечет. Булут каптоо секунданын ичинде күндүн өндүрүшүн 80% га кыскартат, бул электр инфраструктурасын стресске алып келген тез электр тармактарын импорттоого мажбурлайт. Батарея тутумдары аба ырайынын шарттарына карабастан, электр энергиясын үзгүлтүксүз жеткирүү менен бул термелүүлөрдү буферлейт. Бул текшилөө мүмкүнчүлүгү чыңалуунун өзгөрүшүн азайтат жана жабдуулардын иштөө мөөнөтүн узартат-сейрек сандык, бирок материалдык жактан баалуу.
Өлчөмдү оптималдаштыруу күн өндүрүшүнүн профилдерин жана объектинин жүктөө ийри сызыктарын кылдат талдоону талап кылат. Өлчөмү аз сактагыч бардык баалуу күн ашыкчасын кармай албайт. Өтө чоң системалар ашыкча капиталдык чыгымдарды алып келет. Детальдуу моделдөө, адатта, көпчүлүк коммерциялык колдонмолор үчүн 1,5 сааттан 3,0 саатка чейинки оптималдуу сактоо сыйымдуулугун ачып берет.
Чыныгы-Убакыттагы операциялык мисал
800 кВт орточо жүктөө жана 1200 кВт эң жогорку суроо-талап менен таңкы саат 6дан кечки 22ге чейин иштеген бөлүштүрүүчү кампаны карап көрөлү. Объекттин чатырында 500 кВт күн батареясы жана 1 МВт / 2 МВт c&i энергия сактоо тутуму бар. Кадимки күн ушундайча өтөт:
6:00: Объект иштей баштаганда күн энергиясы өндүрүлө баштайт. Батарея түнкү кубаттоодон $0,06/кВт саатка-эң жогорку тарифте 90% кубатталган бойдон калат. Таңкы жүктөр, биринчи кезекте, күн жана электр тармактарынан алынат.
9:00: Күндүн кубаттуулугу 450 кВт жетет, ал эми объектидеги жүк 650 кВт. 200 кВт тартыштык электр тармагынан келип чыгат. Электр энергиясынын учурдагы тарифтери ($0,11/кВт/саат) разряд босогосунан өтө элек болгондуктан, батареянын заряды өчүрүлгөн бойдон калууда.
12:30: Күн энергиясын өндүрүүнүн эң жогорку деңгээли 485 кВт болуп, объекттин 420 кВт жүгүнөн ашып кетти. EMS 65 кВт ашыкча электр тармагын экспорттоого эмес, батареяны сактоого багыттайт. Батарея SOC кийинки эки сааттын ичинде 88% дан 92% га көтөрүлөт.
15:15: Ташуу иштери күчөгөн сайын объекттин жүктөмү 950 кВт чейин өсүүдө. Күндүн кубаттуулугу 290 кВт чейин төмөндөдү. Электр тармагы эң жогорку баага -$0,28/кВт саатка жетти. Батарея 400 кВттан кубатталып баштайт, бул тармактын импортун 260 кВт чейин чектейт жана объектиге болгон суроо-талапты тарыхый чокулардан бир топ төмөн чектейт.
18:00: Күн баткан сайын күндүн кубаттуулугу 50 кВт чейин төмөндөйт. Объекттин жүгү 880 кВт менен жогору бойдон калууда. Батареянын разряды 280 кВт талаптын чегин сактоо үчүн 600 кВт чейин көбөйөт. Тармак импорту калган энергия муктаждыгын толуктайт.
20:30: Батареянын SOC көлөмү 25%га жетип, электр тармактарынын мүмкүн болуучу үзгүлтүктөрүнүн резервдерин сактап калуу үчүн разряддын азайышына түрткү болот. Объект калган иштөө сааттары үчүн бир аз жогорураак импортту кабыл алат.
22:00: Иштер токтойт жана объекттин жүктөмү жарыктандыруу жана HVAC үчүн 180 кВт чейин төмөндөйт. Электр энергиясына тарифтер 0,05 доллар/кВт саатка -төмөндөдү. Батарея 400 кВттан кайра заряддалып, эртең менен толук кубаттуулукту калыбына келтирүү үчүн арзан электр тармагынан кубат ала баштайт.
Бул 24{4}сааттык цикл эң жогорку суроо-талапты 1200 кВттан 280 кВт-77%га төмөндөтүп, ай сайын 36 800 доллар талап кылынган төлөмдөрдү жок кылды. Энергетикалык арбитраж кымбат баалуу мезгилдерде колдонуу үчүн -пайдалуу эң арзан энергияны сактоо менен ай сайын $8,200 кошумча үнөмдөөнү камсыз кылды.
Компоненттин өз ара аракеттенүү агымы
C&i энергияны сактоочу компоненттеринин байланышын түшүнүү системанын оперативдүү интеллектин көрсөтөт. Архитектура катмарлар арасында эки багыттуу агып жаткан маалымат менен иерархиялык башкаруу структурасын ээрчийт.
Батарея клеткасынын сенсорлору чыңалууну, токту жана температураны модулдун деңгээлиндеги BMS контроллерлоруна-200 миллисекунд сайын өткөрүп турат. Бул модулдук контроллерлор жергиликтүү тең салмактуулук операцияларын жана коопсуздук текшерүүлөрүн аткарып, адатта 14-16 уячадан алынган маалыматтарды топтошот. Эгерде кандайдыр бир клетканын чыңалуусу коопсуз параметрлерден ашып кетсе, BMS модулу бул модулду системалык операторлор көйгөй пайда болгонун билбей туруп эле өчүрө алат.
Модул BMS бирдиктери стойка-деңгээлиндеги Батареяны башкаруу тутумуна отчет беришет, ал ар бир стойкага 8-16 модулду көзөмөлдөйт. Rack BMS эң начар модулдун абалынын негизинде заряддын жалпы абалын, ден соолуктун абалын жана жеткиликтүү кубаттуулукту эсептейт. Ал коопсуз заряддын жана разряддын чектерин аныктайт, алар ар бир циклде клеткалардын жашы ар түрдүү болгон сайын өзгөрүшү мүмкүн.
Power Conversion System бул чектөөлөрдү стойкадан BMS алат жана аларды аракетке жарамдуу чектерге которот. Эгерде BMS 800 ампер максималдуу коопсуз разряд агымын билдирсе, PCS инвертордун чыгышы объекттин талабына карабастан эч качан бул босогодон ашпасын камсыздайт. Бул коргоо тутумдун узак иштөөсүн начарлатуучу батареянын бузулушун алдын алат.
Чокусунда PCS жана BMS менен байланышып турган Энергияны башкаруу системасы жайгашкан. EMS объекттин электр энергиясына болгон суроо-талапты, электр энергиясынын баасын жана күн энергиясын өндүрүүнү (эгерде бар болсо) талдайт, андан кийин оптималдуу батарея жөнөтүүнү эсептейт. Ал 5-секунддук интервал менен ПКга кубат берүү буйруктарын берет: "300 кВт менен заряддоо" же "450 кВт кубаттоо." PCS бул буйруктарды BMS тарабынан берилген коопсуздук чектерин сактоо менен аткарат.
Тышкы системалар да EMSге маалыматтарды берет. Аба ырайын болжолдоо API'лери температураны жана күндүн нурлануусун болжолдоону камсыз кылат. Графиктерди автоматтык түрдө жүктөө-колдонуу убактысы. Объект курууну башкаруу тутумдары алдыдагы операциялык өзгөрүүлөрдү-пландалган өндүрүштү же дем алыш күндөрү өчүрүүнү билдирет. Бул ар түрдүү маалыматтар обочолонгон башкаруу системалары менен мүмкүн эмес татаал оптималдаштырууга мүмкүндүк берет.
Тейлөө жана узак жашоо факторлору
Батареянын начарлашы c&i энергияны сактоо тутумдары үчүн негизги операциялык көйгөй болуп саналат. Литий{1}}иондук клеткалар кайра-кайра заряд-разряддоо циклдеринин натыйжасында сыйымдуулугун сөзсүз жоготот. Туура башкарылган системалар 4,000-6,000 толук тереңдик циклден кийин баштапкы кубаттуулуктун 80% сактайт, бул 10-15 жылдык иштөө мөөнөтүн түзөт.
Температураны көзөмөлдөө батареянын узак иштөөсүнө олуттуу таасир этет. Оптималдуу диапазондон жогору ар бир 10 градус температуранын жогорулашы бузулуу ылдамдыгын эки эсеге көбөйтөт. Үзгүлтүксүз 45 градуста иштеген батарейканын-жашоо мөөнөтү-6 жылдын ичинде бүтүшү мүмкүн, ал эми 25 градуста сакталган бирдей аппараттык жабдуулар 14 жылдан ашат. Бул температура сезгичтиги суюк муздатуу системалары, баштапкы чыгымдардын жогору болгонуна карабастан, чоңураак орнотуулар үчүн эмне үчүн үнөмдүү экенин түшүндүрөт.
Велосипеддин тереңдиги сызыктуу эмес жол менен-кубаттуулуктун сакталышына таасирин тийгизет. Жарым-жартылай айланууга караганда-толук тереңдик-разряддын цикли (100%дан 0%ке чейин) клеткаларды катуураак стресске учуратат. 90% жана 10% SOC ортосунда айланган батарейка 80% кубаттуулукка жеткенге чейин болжол менен 5000 циклге жетет. Ошол эле батарейка 80% жана 20% SOC ортосунда айланса, 12 000 цикл-пайдалуу мөөнөтүн 140% көбөйтүүгө жетиши мүмкүн. Ошентип, интеллектуалдык EMS системалары операциялык талаптарга жол бергенде, жарым-жартылай велосипедди жактырышат.
Календардык картаюу велосипедсиз да болот. Батареялар бош отурганда ички химиялык реакциялардан улам жай бузулат. Бул деградация жогорку заряддын абалында тездейт-батареяларды 100% SOCде сактоо аларды 50% SOC кармап турууга караганда тезирээк бузат. Бирок, резервдик кубаттуулукту талап кылган коммерциялык тиркемелер узак мөөнөттүү оптималдаштырууну даярдык талаптары менен тең салмакташы керек.
Инверторду тейлөө салыштырмалуу аз экенин далилдейт. Муздатуу желдеткичтерин 3-5 жылда бир бирдигине 800-1500 долларга алмаштыруу керек. Конденсаторлордун иштөө мөөнөтү 10-12 жылды түзөт жана кадимки PCS боюнча алмаштыруу үчүн 3000-5000 доллар турат. Болбосо, катуу күйгүзүлгөн электр электроникасы укмуштуудай ишенимдүүлүгүн көрсөтөт, сапат компоненттери үчүн бузулуулардын ортосундагы орточо убакыт 20 жылдан ашат.
EMS жана BMS биринчи кезекте программалык камсыздоону талап кылат. Микропрограмма жаңыртуулары жакшыртылган алгоритмдерди жана мүчүлүштүктөрдү оңдоолорду камтыган квартал сайын келип турат. Алыскы туташуу бул жаңыртууларды сайтка кирбестен иштетип, тейлөөгө кошумча чыгымдарды азайтат. Объекттин башкаруу тобунун бир тобу эксплуатациянын биринчи жылынан кийин энергияны сактоо тутумун күнүмдүк тейлөөгө жыл сайын 8 сааттан азыраак убакыт короторун билдирди.
Экономикалык натыйжалуулуктун көрсөткүчтөрү
C&i энергияны сактоодон алынган каржылык кирешелер системанын иштөө мөөнөтү боюнча кошулган бир нече баалуу агымдардан келип чыгат. Суроо-талап төлөмдөрүн азайтуу, адатта, эң чоң бир пайданы камсыз кылат, айрыкча, керектөө төлөмдөрү электр энергиясына жалпы чыгымдардын 30-70% түзгөн аймактарда. Ай сайын 35 доллар/кВт керектөө акысын төлөп турган объект эң жогорку кыскартууга бир киловатт үчүн 420 доллар/кВт жылдык үнөмдөөнү ишке ашыра алат.
Энергетикалык арбитраж-пайдалануу ылдамдыгынын-диференциалдарын пайдалануу менен кошумча мааниге ээ. Эң жогорку жана эң жогорку -электр энергиясынын ортосунда $0.20+ спрэд болгон базарлар олуттуу кирешелерди берет. Күнүмдүк бир толук кубаттоо циклин аткарган 1 МВт/саат система -жыл сайын болжол менен $73,000 долларды $0,20/кВт/саат бөлүштүрөт (айлануунун 97% -айлануу натыйжалуулугун эсепке алат). Бул 250 операциялык күндү болжолдойт, бул техникалык тейлөөгө жана аз{15}}спрэд мезгилине мүмкүндүк берет.
Камдык кубаттуулуктун маанисин эсептөө кыйынга турат, бирок бизнестин үзгүлтүккө учуроо коркунучун олуттуу түрдө азайтат. АКШнын Энергетика министрлиги коммерциялык үзгүлтүккө байланыштуу чыгымдын бир киловатт-саатына 15 доллардан 150 долларга чейин бааланат, бул объекттин түрүнө жараша кескин өзгөрөт. Дата борборлору же кымбат иш менен-орындалып жаткан- өндүрүш сыяктуу маанилүү операциялар бул диапазонун эң жогорку чегине түшөт.
Долбоордун жалпы чыгымдары рыноктун жетилгенине байланыштуу бир топ азайды. Учурда{1}}негизги c&i энергияны сактоочу орнотмолордун кубаттуулугу 500 кВт сааттан жогору системалар үчүн кВт саатына $600-900 турат. Бул батареяларды, инверторлорду, EMS, орнотуу жана ишке киргизүүнү камтыйт. 200 кВт сааттан төмөн болгон кичинекей системалар туруктуу инженердик жана уруксат берүүчү чыгымдардын азыраак кубаттуулукка жайылышынан $1,200/кВт сааттан ашышы мүмкүн.
Колдо болгон стимулдар көптөгөн юрисдикцияларда экономиканы кыйла жакшыртат. Калифорниянын өзүн-өзү{1}}Муундарды шыктандыруу программасы литий-иондук системалар үчүн $200/кВт саат сунуштайт, бул долбоордун жалпы чыгымдарынын 22-33% камтыйт. 30% федералдык инвестициялык салык кредиттери күн энергиясы менен сактоо жуптары колдонулат. Массачусетс талап акысын кыскартуу стимул төлөмдөрдү камсыз кылат. Биргелешкен стимулдар жагымдуу рыноктордо долбоордун таза чыгымдарын 40-60% га кыскарта алат.
Адаттагы өзүн актоо мөөнөтү объекттин электр энергиясынын тарифтерине, кызматтык циклдерге жана колдо болгон стимулдарга жараша 3 жылдан 7 жылга чейин созулат. Жогорку суроо-талап төлөмдөрү жана чокусу/өчүрүү -чоку ылдамдыгы жогору болгон жайлар эң тез кирешеге жетишет. Массачусетс штатындагы бир оорукана стимулдан кийин 750 кВт/саат системасынын 3,2 жылдык өзүн актаганын билдирди, биринчи кезекте жыл сайын 83 000 долларды үнөмдөгөн суроо-талапты жоюу аркылуу.
Көп берилүүчү суроолор
C&I энергия сактагычын орнотууга канча убакыт кетет?
Орнотуу мөөнөттөрү системанын өлчөмүнө жана сайттын татаалдыгына жараша 4 жумадан 12 жумага чейин өзгөрөт. Учурдагы электр бөлмөсүндөгү 250 кВт/саат тутум, адатта, жеткирүүдөн ишке киргизүүгө чейин 3-4 жуманы талап кылат. Сырткы пластинкага орнотулган корпустары бар чоңураак мульти{7}}мегаватттык системалар пайдубалын бүтүрүү, жабдууларды орнотуу, коммуналдык байланыштарды бекитүү жана системаны сыноо үчүн 8-12 жума талап кылынышы мүмкүн. Уруксат берүү физикалык орнотуу башталганга чейин 2-6 жума кошулат.
Учурдагы объектилер энергияны сактоо тутумун жаңылай алабы?
Көпчүлүк коммерциялык объектилер, эгерде аларда шайкеш электр бөлмөсү жана электрдик тейлөө мүмкүнчүлүктөрү бар болсо, жаңылоолорду киргизе алат. Система 100 кВт/саат сактоо сыйымдуулугуна болжол менен 15-25 чарчы фут, анын ичинде боштуктарды талап кылат. Объекттин негизги бөлүштүрүү панелине же коммуналдык эсептегичке электрдик байланыш түйүндөрү системанын максималдуу заряд/разряддык күчүн колдоого алышы керек. Кесипкөй сайтты баалоо адатта 2-3 сааттын ичинде кандайдыр бир чектөөлөрдү жана талап кылынган өзгөртүүлөрдү аныктайт.
Электр энергиясы үзгүлтүккө учураганда эмне болот?
Тармактын бузулушу учурунда система 16 миллисекунд ичинде чыңалуунун жоголушун аныктайт жана автоматтык түрдө берүү ырааттуулугун аткарат. PCS изоляциялык контакторлор аркылуу тармактан ажыратылат, андан кийин -көбүнчө жабдуулар үзгүлтүккө учурабай тургандай тездикте-батареянын кубатын колдонуп, объектидеги маанилүү жүктөрдү кайра кубаттайт. Система батареянын запастары түгөнгөнгө чейин энергия менен камсыз кылууну улантат. Камдык көчүрмөнүн узактыгы объекттин жүгүнө жана батареянын сыйымдуулугуна жараша болот; 100 кВт оор жүктөрдү колдогон 500 кВт/саат системасы 4-5 саат иштөө убактысын камсыз кылат.
Система күн энергиясын чектөөнү кантип чечет?
Күн энергиясын өндүрүү объекттин жүктөрүн да, батареяны кубаттоо мүмкүнчүлүгүн да ашып кетсе, EMS экономикалык оптималдаштырууга негизделген кыскартуу стратегиясын ишке ашырат. Эгерде коммуналдык байланыш келишимдери тармактарды экспорттоого тыюу салса, система күн инверторунун чыгышын жеткиликтүү керектөөгө дал келүү үчүн азайтат. Эгерде электр тармагын экспорттоого уруксат берилсе, бирок үнөмдүү болбосо, батарейкалар максималдуу ылдамдыкта заряддалат, ал эми ашыкча генерация экспорту үстөмдүк кылган ылдамдыкта. Кээ бир системалар ашыкча күн энергиясын жемиштүү пайдалануу үчүн -алдын ала муздатуу же суу жылытуу сыяктуу дискрециялык жүктөрдү иштете алат.
Системанын өлчөмүн эске алуу
Туура c&i энергияны сактоо тутумунун өлчөмүн аныктоо үч түрдүү параметрди талдоону талап кылат: кубаттуулук (кВт), энергия сыйымдуулугу (кВт саат) жана узактык (саат). Электр кубаттуулугу система канчалык талапты азайтарын аныктайт. Энергия сыйымдуулугу бул энергияны жеткирүү канча убакытка созулушун аныктайт. Узактыгы энергиянын күчкө болгон катышын билдирет.
Талаптын зарядын азайтуу колдонмолору электр кубаттуулугуна артыкчылык беришет. Эгерде объекттин эң жогорку талабы 1500 кВт жетсе, бирок оптималдаштыруу максаты 1000 кВт болсо, системага 500 кВт минималдуу кубаттуулук керектелет. Энергия сыйымдуулугу чокулардын канча убакытка созулушуна жараша болот. Эгерде чокулар адатта күнүнө 2-3 саатка созулса, 500 кВт / 1250 кВт/саат система (узактыгы 2,5 саат) адекваттуу запастарды камсыз кылат.
Арбитраждык колдонмолорду-колдонуу убактысы-энергетикалык кубаттуулукту баса белгилейт. Объект орточо 300 кВт разрядды талап кылган эң жогорку терезелерде 6-саат- болушу мүмкүн. Бул 300 кВт / 1800 кВт саат өлчөмүн (6 сааттык узактык) сунуштайт. Бирок, система жумасына 5-6 күн гана иштеп, эң көп эмес мезгилде толук кубаттоого мүмкүндүк берет. Бул милдет цикли заряддын туруктуу жогорку абалына байланыштуу календардык карылыктын алдын алат.
Бир нече маани агымдарын айкалыштырган гибриддик тиркемелер бир убактагы талаптарды кылдат талдоону талап кылат. Өндүрүш объектисине өндүрүш нөөмөтүндө эң жогорку кыруу үчүн 400 кВт керек болушу мүмкүн, ошондой эле 4 саатка 200 кВт авариялык резервдик кубаттуулук керек. Система кеминде 800 кВт/саат энергия кубаттуулугу (200 кВт × 4 саат) резервдик функциялар үчүн сакталган 400 кВт максималдуу кубаттуулукту камсыз кылууга тийиш. Бул күнүмдүк велосипед тебүү үчүн 800 кВт/саат деп эсептегенде, минималдуу 400 кВт / 1,600 кВт саатты түзөт.
Батареянын химиясын тандоо өлчөмдөрдү аныктоого таасир этет. Литий темир фосфат химиялары 95% разряддын тереңдигине чыдайт, башкача айтканда 1000 кВт/саат система 950 кВт/саат колдонууга жарамдуу энергияны берет. Литий никель марганец кобальт химиялары узак жашоо үчүн DoD 85% га чейин чектеши мүмкүн, бул колдонууга жарамдуу кубаттуулукту 850 кВт саатка чейин төмөндөтөт. Биринчиси колдонмонун муктаждыктарын канааттандыруу үчүн азыраак аталыш пластинкасын талап кылат.
Келечектеги системанын мүмкүнчүлүктөрү
Өнүгүп келе жаткан технологиялар c&i энергияны сактоо тутумдары бүгүнкү күндөгү стандарттык тиркемелерден тышкары жасай ала турган нерселерди кеңейтүүдө. Виртуалдык электр станциясынын интеграциясы объект сактагычка тармактык кызматтардын рынокторуна катышууга, жыштыктарды жөнгө салуу, чыңалууну колдоо жана коммуналдык операторлорго авариялык резервдерди камсыз кылуу аркылуу киреше алууга мүмкүндүк берет.
Бул VPP программалары жүздөгөн бөлүштүрүлгөн сактоо тутумдарын башкарылуучу кубаттуулуктарга бириктирет, аларды коммуналдык кызматтар тармактын стресс мезгилдеринде жөнөтө алат. 500 кВт/саат тутумуна кошулган объект жыл сайын кубаттуулук үчүн төлөмдөрдөн 3,000-8,000 доллар ала алат, ал эми иш жүзүндө жөнөтүлгөндө кошумча төлөмдөр төлөнөт. Объект маанилүү операцияларды электр тармагын тейлөө милдеттенмелеринен артыкчылыкка ээ кылууну камсыз кылуу менен үстөмдүк кылуу укугун сактап калат.
Унаанын{0}}тармакка-интеграцияланышы дагы бир өнүгүп келе жаткан мүмкүнчүлүктү билдирет. Коммерциялык парктар электрлештирилген сайын, алардын токтоп турган унаалары мобилдик энергияны сактоочу активдерге айланат. Би-багыттуу кубаттоо тутумдары флоттун аккумуляторлоруна эң чокусу болгон учурда мекемедеги жүктөмдү кубаттап, андан кийин түн ичинде кайра заряддоого мүмкүндүк берет. 20 электр фургону бар жеткирүү компаниясы атайын стационардык батарейкаларсыз 1600 кВт/саат кошумча сактоо сыйымдуулугуна (ар бир унаа үчүн 80 кВт/саат) жете алат.
Жасалма интеллект системаны оптималдаштырууну учурдагы эрежеге негизделген ыкмалардан-ашыктоодо. Нейрондук түйүндөр көп жылдык объектинин оперативдүү маалыматтары боюнча көнүмүш болжолдоо ыкмаларына караганда жүктөмдөрдү жана электр энергиясынын баасын болжолдойт. Бир пилоттук ишке ашыруу мурунку EMS алгоритмине салыштырмалуу суроо-талаптын үнөмдөөсүн 11% га жакшыртты, жогорку башкаруу стратегиялары аркылуу учурдагы аппараттык жабдыктардан кошумча бааны чыгарды.
Модулдук кеңейтүү мүмкүнчүлүктөрү системалардын масштабын бизнес муктаждыктары өскөн сайын кеңейтүүгө мүмкүндүк берет. Баштапкы орнотууларды чоңойтуунун ордуна, объекттер консервативдик кубаттуулукту иштетип, андан кийин операциялар кеңейген сайын аккумулятордук шкафтарды жана инвертор модулдарын кошо алат. Бул ыкма масштабдуулугун сактоо менен алдын ала капиталга болгон талаптарды азайтат. Азыр бир нече өндүрүүчүлөр стандартташтырылган компоненттерди кошуу аркылуу талааны 500 кВт сааттан 3+ МВт саатка чейин кеңейтүү үчүн иштелип чыккан системаларды сунушташат.
C&i энергияны сактоонун башка объект системалары менен конвергенциясы кошумча оптималдаштыруу мүмкүнчүлүктөрүн түзөт. HVAC башкаруу элементтери менен интеграция -имараттарды алдын ала муздатууга{2}}пайда болгон арзан электр энергиясын колдонуп, жылуулук энергиясы катары "муздакты" сактоого мүмкүндүк берет. Бул электр энергиясы эң жогорку чекке жеткенде түштөн кийин муздатуу жүгүн азайтат. Электр-химиялык жана жылуулук сактагычты колдонуунун биргелешкен стратегиялары объектилердин энергиясына кеткен чыгымдарды бир эле технологияга караганда 15-25% га кыскарта алат.
Бул өнүгүүлөр энергияны башкаруунун барган сайын татаалдашканын көрсөтүп турат, мында c&i энергияны сактоо борбордук координациялоочу актив катары кызмат кылат. Алдын ала белгиленген графиктердин негизинде жөн эле заряддап, кубаттап турган пассивдүү системалардын ордуна, келечектеги орнотуулар ишкананын бардык энергия агымдарын-жаңылануучу энергияны өндүрүүнү, электр тармактарын импорттоону, жергиликтүү сактагычты жана контролдонуучу жүктөрдү-иштетүү артыкчылыктарын сактап, тармактын туруктуулугун колдоо менен бирге чыгымдарды минималдаштыруу үчүн жигердүү уюштурат.