Solar Plus BESS łączy panele fotowoltaiczne z systemem magazynowania energii w akumulatorach. Ogniwa słoneczne generują energię elektryczną w ciągu dnia, natomiast BESS magazynuje nadwyżkę energii do wykorzystania w nocy, w okresach szczytowego zapotrzebowania lub w przypadku awarii sieci. To rozwiązanie może zwiększyć zużycie własne energii słonecznej, obniżyć opłaty za zapotrzebowanie, zmniejszyć ograniczenia w pozyskiwaniu energii odnawialnej i zapewnić zasilanie awaryjne. Jest szeroko stosowane w budynkach komercyjnych, fabrykach, mikrosieciach, obiektach zdalnych i projektach solarnych o skali użyteczności publicznej.

Dlaczego energia słoneczna potrzebuje magazynowania energii w akumulatorach

Energia słoneczna jest obfita, czysta i coraz bardziej przystępna cenowo. Wyzwaniem jest to, że panele słoneczne generują energię elektryczną zgodnie z nasłonecznieniem, a nie zgodnie z zapotrzebowaniem firmy, obiektu czy zakładu energetycznego.

Fabryka może produkować więcej energii słonecznej, niż jest w stanie zużyć w południe, ale jej największe zapotrzebowanie przypada na wieczór. Oddalony obiekt może mieć silną produkcję w ciągu dnia, ale nadal potrzebuje zasilania przez całą noc. Systemy solarne podłączone do sieci mogą również wyłączyć się podczas awarii, chyba że zawierają urządzenia zaprojektowane do zasilania awaryjnego lub pracy wyspowej.

Projekt Solar Plus BESS wypełnia tę lukę. Przechwytuje nadmiar generowanej energii słonecznej, magazynuje ją w akumulatorach i uwalnia zgodnie z zaprogramowanym harmonogramem działania. To sprawia, że energia słoneczna staje się bardziej przewidywalna i wartościowa, nie twierdząc, że magazynowanie energii w akumulatorach może generować energię lub eliminować wszystkie ograniczenia sieci.

Czym jest Solar Plus BESS?

Solar Plus BESS to zintegrowane rozwiązanie energetyczne, które łączy system fotowoltaiczny (PV) z systemem magazynowania energii w akumulatorach. BESS to skrót od angielskiej nazwy „battery energy storage system”.

Większość nowoczesnych projektów magazynowania energii słonecznej wykorzystuje akumulatory litowe. Ten przewodnik wyjaśnia, czym jest akumulator LiFePO4 i dlaczego jest szeroko stosowany do codziennego cyklicznego ładowania, zasilania awaryjnego i magazynowania energii odnawialnej.

Panele słoneczne generują energię elektryczną w ciągu dnia. Energia ta może zasilać podłączone obciążenia, ładować akumulatory lub być eksportowana do sieci. Gdy produkcja energii słonecznej spada, akumulator może dostarczać zgromadzoną energię do obiektu lub sieci elektrycznej.

Kompletny system magazynowania energii słonecznej w akumulatorach zazwyczaj zawiera:

• Panele fotowoltaiczne
• Moduły, stojaki lub obudowy akumulatorów
• System konwersji energii
• System zarządzania akumulatorami
• System zarządzania energią
• Transformatory i rozdzielnice
• Urządzenia do zarządzania temperaturą
• Systemy wykrywania i gaszenia pożarów
• Sprzęt ochronny, pomiarowy i komunikacyjny

Komponenty muszą być zaprojektowane jako jeden skoordynowany system. Napięcie akumulatora, limity inwertera, protokoły komunikacyjne i ustawienia zabezpieczeń muszą być ze sobą zgodne.

Jak działa system Solar Plus BESS?

W słoneczne dni instalacja fotowoltaiczna wytwarza prąd stały. System wykorzystuje tę energię zgodnie z zaprogramowanymi priorytetami. Może zasilać obiekt, ładować akumulatory i eksportować pozostałą energię do sieci użyteczności publicznej.

Gdy produkcja energii słonecznej spada lub energia elektryczna staje się droższa, BESS rozładowuje się. System konwersji energii przekształca zmagazynowany prąd stały w użyteczny prąd przemienny. Tymczasem system zarządzania energią monitoruje produkcję energii słonecznej, stan naładowania akumulatora, zapotrzebowanie obiektu i warunki sieci.

Ten proces umożliwia automatyczną współpracę paneli fotowoltaicznych i magazynowania energii w akumulatorach. Powszechne strategie operacyjne obejmują:

• Zwiększanie zużycia własnego energii słonecznej
• Zmniejszenie szczytowego zapotrzebowania sieci
• Przesunięcie energii słonecznej na godziny wieczorne
• Utrzymywanie awaryjnych rezerw energii
• Wspieranie obciążeń poza siecią
• Zgodność z instrukcjami dyspozytorskimi operatora sieci

Wybrana strategia wpływa na rozmiar akumulatora, codzienne cykle, oczekiwane oszczędności i długoterminową degradację.

AC-sprzężone vs DC-sprzężone Magazynowanie energii słonecznej Plus

Projekty magazynowania energii słonecznej mogą wykorzystywać architekturę sprzężoną AC lub DC.

Właściciele projektów powinni porównać BESS sprzężone prądem zmiennym i stałym przed wybraniem inwertera, PCS i architektury akumulatora.

Magazynowanie energii słonecznej sprzężone prądem zmiennym (AC)

W systemie sprzężonym prądem zmiennym (AC) instalacja fotowoltaiczna i magazyn energii akumulatorowej mają oddzielne urządzenia konwersji i łączą się za pośrednictwem szyny AC. Ta konstrukcja jest często praktyczna przy dodawaniu BESS do istniejącej instalacji solarnej.

Główne zalety to elastyczny wybór sprzętu, niezależne działanie instalacji fotowoltaicznej i akumulatora oraz łatwiejsze planowanie modernizacji. Wadą jest to, że energia słoneczna magazynowana w akumulatorze może przechodzić przez więcej etapów konwersji.

Magazynowanie energii słonecznej sprzężone prądem stałym (DC)

W przypadku magazynowania energii słonecznej sprzężonego prądem stałym (DC), instalacja fotowoltaiczna i akumulatory dzielą połączenie po stronie prądu stałego. Ta konfiguracja może magazynować produkcję energii słonecznej, która w przeciwnym razie mogłaby zostać utracona, gdy generacja PV przekracza limit mocy wyjściowej AC falownika.

Sprzężenie DC może również zmniejszyć liczbę etapów konwersji między panelami słonecznymi a akumulatorami. Jest ono często brane pod uwagę w przypadku nowych elektrowni słonecznych z magazynami energii na skalę użyteczności publicznej, gdzie instalacja fotowoltaiczna, BESS i urządzenia konwersji energii mogą być projektowane wspólnie.

Żadna z opcji nie jest automatycznie lepsza. Właściwy wybór zależy od tego, czy projekt jest nowy, czy istniejący, od jego architektury napięciowej, wymagań sieci, planu rozbudowy i celów operacyjnych.

Jakie są zalety Solar Plus BESS?

Wykorzystanie większej ilości energii słonecznej

BESS magazynuje nadwyżkę energii elektrycznej w ciągu dnia, zamiast natychmiast ją eksportować lub ograniczać. Obiekt może później wykorzystać tę zmagazynowaną energię, zwiększając zużycie własne energii słonecznej i zmniejszając zakupy z sieci.

Zmniejszenie opłat za szczytowe zapotrzebowanie

Komercyjny system magazynowania energii słonecznej z akumulatorami może rozładowywać się, gdy zapotrzebowanie obiektu zbliża się do ustalonego limitu. Jest to znane jako obcinanie szczytów. Może to obniżyć opłaty za zapotrzebowanie dla firm działających w ramach taryf, które karzą za wysokie krótkoterminowe zużycie energii.

Przesunięcie energii na godziny o wyższej wartości

Ceny energii elektrycznej często zmieniają się w ciągu dnia. Akumulatory słoneczne mogą ładować się, gdy produkcja energii słonecznej jest wysoka, i rozładowywać się w okresach obowiązywania droższych taryf. To przesunięcie czasowe może zwiększyć wartość finansową energii słonecznej.

Zapewnienie zasilania awaryjnego

System zasilania awaryjnego z akumulatorów słonecznych może zasilać wybrane obciążenia w przypadku awarii sieci. Jednak funkcjonalność zasilania awaryjnego wymaga czegoś więcej niż tylko pojemności akumulatora. Projekt może wymagać automatycznego przełącznika, izolacji sieci, kontrolera mikrosieci i funkcji czarnego startu.

Zmniejszenie ograniczeń w pozyskiwaniu energii odnawialnej

Farmy słoneczne mogą być zobowiązane do zmniejszenia produkcji, gdy lokalna sieć jest przeciążona. Magazynowanie energii w akumulatorach może wchłonąć część tej energii i dostarczyć ją później, z uwzględnieniem mocy BESS i dostępnej pojemności.

Wspieranie stabilności sieci

Duże systemy mogą zapewniać reagowanie na częstotliwość, wsparcie napięcia, kontrolę szybkości narastania lub zaplanowane dostarczanie energii. Dostępne usługi zależą od możliwości PCS i lokalnych zasad sieciowych.

Gdzie stosuje się Solar Plus BESS?

System hybrydowego BESS słonecznego może obsługiwać wielu różnych użytkowników energii.

Zastosowania komercyjne i przemysłowe obejmują fabryki, hotele, szpitale, magazyny, centra danych, centra handlowe, farmy, kopalnie i stacje ładowania pojazdów elektrycznych. Obiekty te mogą wykorzystywać magazynowanie energii do zmniejszania kosztów energii, ochrony krytycznego sprzętu lub zarządzania ograniczoną przepustowością sieci.

Odpowiednio zaprojektowany komercyjny system magazynowania energii z akumulatorów może wspierać obcinanie szczytów, samo zużycie energii słonecznej, przesunięcie obciążenia i zasilanie awaryjne.

Poza siecią, słoneczny system magazynowania energii z akumulatorów może zasilać odległe społeczności, stacje telekomunikacyjne, gospodarstwa rolne i zakłady przemysłowe. Generator może być dostępny przez dłuższe okresy słabej produkcji energii słonecznej, ale inteligentne sterowanie może skrócić czas pracy generatora i zmniejszyć zużycie paliwa.

W skali użyteczności publicznej energia słoneczna plus magazynowanie może przesunąć południową energię odnawialną na wieczorne okresy zapotrzebowania. Może również pomóc deweloperom w dostarczaniu energii zgodnie z określonym harmonogramem, zamiast eksportować energię elektryczną tylko wtedy, gdy dostępne jest słońce.

Jak dobrać rozmiar systemu Solar Plus BESS

Częstym błędem jest dobieranie pojemności akumulatora wyłącznie na podstawie mocy znamionowej instalacji fotowoltaicznej. Właściwe wymiarowanie rozpoczyna się od zastosowania.

Zespół projektowy powinien przeanalizować:

• Dane dotyczące obciążenia w odstępach czasu
• Godzinowe prognozy wytwarzania energii słonecznej
• Obciążenia krytyczne i niekrytyczne
• Maksymalna moc ładowania i rozładowania
• Wymagany czas podtrzymania awaryjnego
• Taryfy energii elektrycznej i opłaty za zapotrzebowanie
• Limity importu i eksportu sieci
• Użyteczna głębokość rozładowania
• Sprawność systemu
• Degradacja akumulatora
• Przyszła rozbudowa pojemności

Moc i energia muszą być oceniane oddzielnie. Moc, mierzona w kilowatach lub megawatach, określa, ile obciążenia BESS może obsługiwać jednocześnie. Energia, mierzona w kilowatogodzinach lub megawatogodzinach, określa, jak długo może obsługiwać to obciążenie.

Na przykład, system 1MW/4MWh ma nominalny czas trwania czterech godzin przy znamionowej mocy wyjściowej 1MW. Rzeczywisty użyteczny czas trwania może się różnić z powodu ograniczeń stanu naładowania, zużycia pomocniczego, strat konwersji i utrzymanych rezerw awaryjnych.

Każdy, kto pyta jak dobrać rozmiar systemu Solar Plus BESS dla budynków komercyjnych, powinien zacząć od co najmniej kilku miesięcy danych dotyczących obciążenia i jasnego celu finansowego lub odporności.

Ile kosztuje system Solar Plus BESS?

Nie ma uniwersalnej ceny dla projektu magazynowania energii słonecznej. Koszt Solar Plus BESS dla projektów komercyjnych i przemysłowych zależy od pojemności akumulatora, mocy PCS, czasu przechowywania, technologii chłodzenia, ochrony przeciwpożarowej, wymagań transformatorów, certyfikatów i warunków instalacji.

Ocena finansowa powinna obejmować:

• Koszty sprzętu i instalacji
• Oszczędności z tytułu opłat za zapotrzebowanie szczytowe
• Oszczędności z tytułu arbitrażu energii
• Uniknięte straty związane z przerwami w dostawie prądu
• Przychody z usług sieciowych
• Koszty utrzymania
• Degradacja akumulatora
• Zakres gwarancji
• Koszty finansowania

Najniższa oferta cenowa sprzętu niekoniecznie oznacza najniższy koszt całkowity w całym okresie użytkowania. Nabywcy powinni porównywać użyteczną pojemność, wydajność, konstrukcję bezpieczeństwa, założenia dotyczące żywotności cyklicznej i wsparcie posprzedażowe.

Jak wybrać producenta Solar Plus BESS

Wykwalifikowany producent Solar Plus BESS powinien być w stanie dopasować akumulator, PCS, BMS i EMS do wymagań elektrycznych i operacyjnych projektu.

LiFePO4 jest powszechnie wybierany do magazynowania energii słonecznej ze względu na jego stabilność termiczną i długą żywotność cykliczną. Kupujący mogą również porównać który akumulator jest najlepszy do zastosowań słonecznych przed wybraniem chemii akumulatora.

Przed zakupem poproś dostawcę o potwierdzenie:

• Znamionowa i użyteczna pojemność akumulatora
• Maksymalna moc ciągła
• Zakresy napięcia AC i DC
• Możliwości sieciowe i poza siecią
• Obowiązujące certyfikaty
• Konstrukcja przeciwpożarowa
• Zakres temperatury roboczej
• Technologia chłodzenia
• Protokoły komunikacyjne
• Ograniczenia rozbudowy
• Warunki gwarancji i gwarancje wydajności

W przypadku kompleksowego rozwiązania w zakresie fotowoltaiki i magazynowania energii, należy jasno określić zakres odpowiedzialności za projektowanie, uruchomienie, integrację z siecią i długoterminowe wsparcie techniczne.

Zwiększanie niezawodności energii słonecznej

Systemy Solar Plus BESS zmieniają sposób i czas wykorzystywania energii słonecznej. Magazynują energię w okresach wysokiej produkcji i uwalniają ją, gdy popyt, ceny energii elektrycznej lub warunki sieciowe sprawiają, że energia ta staje się bardziej wartościowa.

Większe projekty komercyjne mogą rozważyć system magazynowania energii akumulatorowej o mocy 105 kW/241 kWh do magazynowania energii słonecznej, redukcji szczytów zużycia, zasilania awaryjnego i przenoszenia obciążenia.

Najlepsze projekty zaczynają się od jasnego celu. Niezależnie od tego, czy celem jest zasilanie awaryjne, redukcja szczytów zużycia, integracja odnawialnych źródeł energii czy praca poza siecią, system paneli słonecznych, pojemność akumulatora, moc PCS i system sterowania muszą być zaprojektowane razem. Właściwie zaprojektowany system Solar Plus BESS zamienia zmienną generację słoneczną w bardziej niezawodne, kontrolowane i komercyjnie użyteczne źródło energii.