Optimalizace využití nových zdrojů energie: Průmyslové a obchodní řešení pro ukládání energie k vyrovnávání špiček zatížení síťové stability a úsporám
I. Výkonnostní závěr
S globálním přechodem na nové zdroje energie se systémy pro průmyslové a komerční úložiště energie (ICESS) staly klíčovým řešením pro vyrovnání rozdílů v cenách elektrické energie v špičkových a propadových dobách, kolísání sítě a integraci obnovitelných zdrojů energie. Kombinací nových způsobů výroby energie (např. fotovoltaiky, větrné energie) s technologiemi inteligentních sítí optimalizuje ICESS správu energie. Toto modulárně navržené řešení pokrývá celou řetězec od výběru technologie až po komerční implementaci, poskytujíc tak ekonomicky životaschopný a bezpečnostně kompatibilní systém pro správu energie podniků.
II. Definice problému: Klíčové energetické výzvy pro průmyslové a komerční uživatele
- Vysoké náklady na elektrickou energii: Rozdíly v cenách během špiček a propadů přesahují 0,7 CNY/kWh, kdežto špičkové sazby tvoří 72% nákladů na elektrickou energii společností.
- Nestabilita sítě: Omezování dodávek a kolísání napětí způsobují přerušení výroby a snížení efektivity.
- Nízké využití obnovitelných zdrojů energie: Průměrná míra vlastního spotřebování solární fotovoltaiky činí pouze 30%, zatímco sazby za vstup do sítě generují minimální příjmy.
- Tlak na kapacitu sítě: Krátkodobé vrcholy zatěžování nutí k nákladným modernizacím sítě (např. výměna transformátorů).
III. Řešení: Architektura systému ICESS
1. Základní komponenty a výběr technologie
|
Komponenta |
Technické řešení |
Funkce & výhody |
|
Systém baterií |
Baterie LFP (hlavní proud), plynové baterie (dlouhodobé) |
Vysoký počet cyklů (>6 000 cyklů), bezpečnost a stabilita (certifikace UL9540) |
|
Systém převodu energie (PCS) |
Dvousměrný inverter |
Převod AC/DC, doba odezvy <100 ms, podpora přepínání mezi připojením k síti a samostatným chodem |
|
Systém správy energie (EMS) |
Inteligentní platforma EMS |
Optimalizace nabíjení a vypouštění v reálném čase pomocí signálů tarifů a prognóz zatěžování pro zlepšení ROI |
|
Termální správa a ochrana proti požárům |
Kapalné chlazení + hasicí látka HFC-227ea |
Řízení teploty (5–30°C), okamžité hasení požárů (v souladu s NFPA855) |
2. Návrh integračního systému
- Modulární skříně: Kapacita jedné skříně: 500 kWh–1 MWh, podporuje paralelní rozšíření (např. 4 MWh systém vyžaduje 4–8 skříní).
- Integrace více zdrojů energie:
Synergie PV-úložiště: Zvyšuje míru vlastního spotřebování solární fotovoltaiky na 80%;
Součinnost úložiště a nabíjení: Snižuje dopad rychlého nabíjení EV, což redukuje zátěž na transformátory.
IV. Aplikační scénáře a obchodní modely
1. Typické scénáře
|
Scénář |
Řešení |
Přínos případu |
|
Energeticky náročná továrna |
Snížení špiček + Správa poplatků za zátěž |
Ušetří 2 miliony CNY/rok (1 MW/2 MWh systém) |
|
Komerční komplex |
Posunutí zátěže HVAC + Součinnost s PV |
Sníží náklady o 30%, sníží emise CO₂ o 100 tun ročně |
|
Nabíjecí stanice PV-úložiště |
Vyrovnávání rychlého nabíjení + Arbitráž |
Období návratnosti <4 let |
|
Mikrosíť/Samostatná síť |
Náhrada dieselových generátorů (ostrovy, doly) |
Sníží závislost na dieselu o 70% |
2. Ekonomická analýza
- Úspory nákladů:
o Arbitráž ceny: Využívá rozdíly v tarifech (0,7 CNY/kWh) k snížení nákladů na elektrickou energii o 15–30%;
o Správa poplatků za zátěž: Sníží poplatky založené na kapacitě (platné pro transformátory >315 kVA). - Analýza návratnosti investice (ROI):
- Počáteční investice: 5 milionů CNY (1 MW systém);
- Období návratnosti: 3–5 let (závisí na místních dotacích a politice tarifů).
V. Mapa implementace
- Hodnocení poptávky: Analýza 12 měsíců dat o spotřebě elektrické energie pro mapování profilů zatěžování a vzorců špiček a propadů.
- Návrh systému:
o Výpočet kapacity: Kapacita úložiště = Průměrná denní špičková spotřeba × DoD (85%) × Efektivita systému (88%);
o Výběr lokality: Blízkost k obnovitelným zdrojům nebo centrálním zatěžováním. - Instalace a provozní a údržbové náklady (O&M):
o Modulární instalace (doba realizace projektu <30 dní);
o Chytré monitorování: BMS+EMS v reálném čase, náklady na O&M <2% CAPEX/rok.
VI. Případová studie: Výrobní závod elektrotechniky
- Výzva: Denní špičková zátěž je 2x vyšší než noční, kdežto špičkové sazby tvoří 72% nákladů na elektrickou energii.
- Řešení: Byl nasazen systém baterií LFP o výkonu 300 kW a kapacitě 500 kWh.
- Výsledky:
- Roční snížení nákladů na elektrickou energii: 20%;
- Míra vlastního spotřebování solární fotovoltaiky byla zvýšena na 80%;
- 4-hodinová nouzová záloha pro klíčové výrobní linky.
