Optimizacija uporabe obnovljive energije: Industrijsko in komercialno rešitev za shranjevanje energije za zmanjševanje vrhunskih porab električne energije varnost mreže in prihranke
I. Povzetek
S hitrejšim globalnim prehodom na obnovljive vire energije so industrijski in komercialni sistemi za shranjevanje energije (ICESS) postali ključna rešitev za odpravljanje razlik v ceni električne energije med vrhunskim in dolgim časom, negotovosti omrežja in integracijo obnovljivih virov energije. Z združevanjem novih virov energije (npr. fotovoltaika, vetreni parki) z tehnologijami pametnih omrežij optimizira ICESS upravljanje energije. Ta rešitev s modularno dizajnom pokriva celoten lanček, od izbire tehnologije do komercialne implementacije, in zagotavlja ekonomsko učinkovit in varnostno skladni sistem upravljanja energije za podjetja.
II. Opis problema: Ključni izzivi na področju energije za industrijske in komercialne uporabnike
- Visoke stroški električne energije: Razlika v ceni med vrhunskim in dolgim časom presega 0,7 CNY/kWh, pri čemer predstavljajo tarife za vrhunske obdobje 72 % stroškov električne energije podjetij.
- Nestabilnost omrežja: Omejitve oskrbe in nihanja napetosti povzročajo zaustavitve proizvodnje in izgube učinkovitosti.
- Nizek delež uporabe obnovljive energije: Procent samozadostnosti fotovoltaičnih sistemov na mestu povprečno znaša le 30 %, medtem ko prinašajo tarife za pretok v omrežje minimalne prihodke.
- Tlak na kapaciteto omrežja: Kratki vrhunski obdobji povzročajo dragi posodobitve omrežja (npr. zamenjava transformatorjev).
III. Rešitev: Arhitektura sistema ICESS
1. Osnovni komponenti in izbira tehnologije
|
Komponenta |
Tehnološka rešitev |
Funkcija in prednosti |
|
Sistem baterij |
LFP baterije (glavni tok), pretokovne baterije (za dolgo trajanje) |
Visoko število ciklov (>6.000 ciklov), varnost in stabilnost (certificirane po UL9540) |
|
Sistem pretvorbe moči (PCS) |
Dvostranski inverter |
Pretvorba AC/DC, hitrost odziva <100 ms, podpora za povezavo z omrežjem ali brez omrežja |
|
Sistem upravljanja energije (EMS) |
Inteligentna EMS platforma |
Optimizacija nalaganja in razlaganja v realnem času z uporabo signalov tarif in napovedi obremenitve za izboljšanje ROI |
|
Upravljanje toplote in zaščita pred požari |
Hladilna tekočina + gas za uganjanje požarov HFC-227ea |
Kontrola temperature (5–30 °C), brez odloga uganjanje požara (skladen s standardom NFPA855) |
2. Dizajn integracije sistema
- Modularni ohišji: Kapaciteta enega ohišja: 500 kWh–1 MWh, podpora za paralelna razširjanja (npr. sistem 4 MWh zahteva 4–8 ohišij).
- Večenergetska integracija:
Sinergija fotovoltaika-shranjevanje: Poveča samozadostnost fotovoltaikih sistemov na 80 %;
Skladnost shranjevanje-nalaganje: Zmanjša učinke hitrega nalaganja EV, zmanjša stres na transformatorje.
IV. Uporabni scenariji in poslovni modeli
1. Tipični scenariji
|
Scenarij |
Rešitev |
Prednosti primera |
|
Energijsko intenzivna tovarna |
Zmanjševanje vrhunskih obremenitev + Upravljanje obremenitev |
Spari 2 milijona CNY/leto (sistem 1 MW/2 MWh) |
|
Komersialni kompleks |
Premikanje obremenitev HVAC + Koordinacija s fotovoltaiko |
Zmanjša stroške za 30 %, zmanjša emisije CO₂ za 100 ton letno |
|
Stanica za shranjevanje in nalaganje s fotovoltaiko |
Baziranje hitrega nalaganja + Arbitraža |
Obdobje vračila investicij < 4 let |
|
Mikroomrežje/brez omrežja |
Zamenjava diesel generatorjev (otoki, rudniki) |
Zmanjša odvisnost od dizela za 70 % |
2. Gospodarska analiza
- Zmanjšanje stroškov:
o Arbitraža cen: Izkoristek razlik v tarifah (0,7 CNY/kWh) za zmanjšanje stroškov električne energije za 15–30 %;
o Upravljanje obremenitev: Zmanjša tarife glede na kapaciteto (velja za transformatorje >315 kVA). - Analiza ROI:
- Začetna investicija: 5 milijonov CNY (sistem 1 MW);
- Obdobje vračila investicij: 3–5 let (odvisno od lokalnih subvencij in politik tarif).
V. Načrt izvedbe
- Ocena povpraševanja: Analiza 12 mesecev podatkov o porabi električne energije za določitev profilov obremenitve in vzorcev vrhunskih in dolgih obdobij.
- Dizajn sistema:
o Računanje kapacitete: Kapaciteta shranjevanja = Povprečna dnevna vrhunska poraba × DoD (85 %) × Učinkovitost sistema (88 %);
o Izbira lokacije: Blizu obnovljivih virov energije ali centrov obremenitve. - Nameščanje in vzdrževanje:
o Modularna nameščanja (čas projekta <30 dni);
o Pametno spremljanje: BMS+EMS v realnem času, stroški vzdrževanja <2 % CAPEX/leto.
VI. Primer: Tovarna za proizvodnjo elektronike
- Izazov: Vrhunska obremenitev v dnevni dobi je dvakrat višja kot nočna, z tarifami za vrhunska obdobja, ki predstavljajo 72 % stroškov električne energije.
- Rešitev: Nameščen sistem LFP baterij s močjo 300 kW in kapaciteto 500 kWh.
- Rezultati:
- Letno zmanjšanje stroškov električne energije: 20 %;
- Delež samozadostnosti fotovoltaikih sistemov povišan na 80 %;
- Nujna rezervna oprema za 4 ure za ključne proizvodne linije.
